纳米碳化硅芳纶纤维阻燃聚丙烯材料制造技术

本发明专利技术公开了一种纳米碳化硅芳纶纤维阻燃聚丙烯材料，属于聚丙烯复合材料技术领域。按照重量份数计，包括如下组分：聚丙烯60‑75份；SiC颗粒10‑25份；芳纶纤维8‑15份；阻燃剂18‑27份；偶联剂2‑5份；其中，所述SiC颗粒为经过表面活化处理的β‑SiC，其粒径为85‑127nm之间。通过加入适量的SiC颗粒、芳纶纤维和阻燃剂，能够提高了聚丙烯材料的强度和阻燃性，其阻燃性达到V‑0。

【技术实现步骤摘要】
纳米碳化硅芳纶纤维阻燃聚丙烯材料
本专利技术涉及及复合材料制备，尤其涉及一种纳米碳化硅芳纶纤维阻燃聚丙烯材料。
技术介绍
聚合物及其复合材料具有相对密度低、易成型加工、应用广等优点，近年来发展非常迅速。但是，聚合物材料存在着模量低、抗冲击韧性差、高温易变形等缺点，因此必须对聚合物材料进改性处理，才能扩大其应用范围。聚合物的改性主要是通过添加填料、组分使聚合物的刚性、耐热性、耐候性及化学特性等得到改善。橡胶弹性体改性聚合物是聚合物材料增韧的传统方法，但同时带来了刚性下降的问题。近十几年人们发现在一些含有刚性的分散相粒子的聚合物共混体系以及某些聚合物一无机填料复合体系中，复合体系的韧性在一定条件下高于基体。同时复合体系的刚性也有不同程度的提高。聚合物作为材料从均聚物、共混物到填充和增强复合材料，每一步新技术引入都使聚合物材料的物理和力学性能得到进一步提高，应用泛围也在扩大。PP原料来源丰富、价格便宜、易于加工成型、产品综合性能优良，因此用途非常广泛。与聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、等其他通用热塑性塑料相比，密度最低，只有一留。它的力学性能包括屈服强度、拉伸强度、压缩强度、表面硬度和弹性模量均较优异，并有突出的应力开裂性和刚性。目前的聚丙烯材料使用已经非常广泛，但是其综合性能在一定场合下仍然不适用，因此，该问题需要解决。如专利申请号为：200810230885.9，公开了一种微-纳米碳化硅/聚丙烯复合材料及其制备方法的技术，该复合材料尽管比传统的PP材料强度要高，但是仍不能满足实际使用要求。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提出提出一种纳米碳化硅芳纶纤维阻燃聚丙烯材料，其目的是提高聚丙烯材料的阻燃性和强度。为了解决上述的技术问题，本专利技术提出的基本技术方案为：一种纳米碳化硅芳纶纤维阻燃聚丙烯材料，按照重量份数计，包括如下组分：其中，所述SiC颗粒为经过表面活化处理的β-SiC，其粒径为85-127nm之间；其中，所述芳纶纤维经过表面改性处理，该芳纶纤维由以下方法制得：首先制备醇水溶剂，往该醇水溶剂中加入磷酸酯偶联剂，直至溶液完全透明，然后将经过清洗后的芳纶纤维放置于该溶液中浸渍30分钟至2小时之间的任意时间段后取出，最终，在真空条件下烘干；其中醇水比例为8∶1，磷酸酯偶联剂的浓度为1％；阻燃剂为膨胀型阻燃剂和聚磷酸铵的混合物，该膨胀型阻燃剂和聚磷酸铵的重量比为2∶1。进一步的，所述SiC颗粒的表面活化处理方法如下：将SiC颗粒置于容器内加热，往该容器内喷射改性剂，然后干燥；具体，改性剂为无水乙醇和钛酸酯的混合物，其中，钛酸酯的重量为SiC颗粒重量的1.5％，无水乙醇的重量为SiC颗粒的6％。进一步的，SiC颗粒在容器内的加热温度为75℃。进一步的，所述芳纶纤维的直径为14μm，长度为3mm。进一步的，所述聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。进一步的，所述的抗氧剂为2，2亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。本专利技术的有益效果是：本专利技术的技术方案中，通过加入适量的SiC颗粒、芳纶纤维和阻燃剂，能够提高了聚丙烯材料的强度和阻燃性，其阻燃性达到V-0。具体实施方式一种纳米碳化硅芳纶纤维阻燃聚丙烯材料，按照重量份数计，包括如下组分：其中，所述SiC颗粒为经过表面活化处理的β-SiC，其粒径为85-127nm之间；其中，所述芳纶纤维经过表面改性处理，该芳纶纤维由以下方法制得：首先制备醇水溶剂，往该醇水溶剂中加入磷酸酯偶联剂，直至溶液完全透明，然后将经过清洗后的芳纶纤维放置于该溶液中浸渍30分钟至2小时之间的任意时间段后取出，最终，在真空条件下烘干；其中醇水比例为8∶1，磷酸酯偶联剂的浓度为1％。按照表一，所述各组分重量配比如下：成分实施例一实施例二实施例三聚丙烯606875SiC颗粒252215芳纶纤维151213阻燃剂2523.523偶联剂32.52上述的各组分是按照传统的加工工艺进行生产，因此此处不进行赘述。其中，SiC颗粒为经过表面活化处理的β-SiC，其粒径为100nm；芳纶纤维的直径为14μm，长度为3mm；抗氧剂为2，2亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，在本技术方案中采用共聚聚丙烯；其中，所述SiC颗粒的表面活化处理方法如下：将SiC颗粒置于容器内加热至75℃，往该容器内喷射改性剂，然后干燥；具体，改性剂为无水乙醇和钛酸酯的混合物，其中，钛酸酯的重量为SiC颗粒重量的1.5％，无水乙醇的重量为SiC颗粒的6％。详细的，所述膨胀型阻燃剂由以下方法制得：500mL烧杯中加入300份磷酸，加热搅拌到体系温度为120℃时缓慢加入45份五氧化二磷，在125℃下反应15min；升温到140℃后加入季戊四醇，控制反应温度在140℃左右，当pH达到2.75～3时为反应终点，得到澄清微黄的磷酸酯溶液；待其冷却到室温，与400份三聚氰胺均匀混合后，放入烘箱中，在100℃下反应2h；取出结块的反应物，粉碎。阻燃剂为膨胀型阻燃剂和聚磷酸铵的混合物，该膨胀型阻燃剂和聚磷酸铵的重量比为2∶1。具体各个实施例将根据该必须添加不同份数的量。芳纶纤维由以下方法制得：首先制备醇水比例为8∶1的醇水溶剂，往该醇水溶剂中加入浓度为1％的磷酸酯偶联剂，直至溶液完全透明，然后将经过清洗后的芳纶纤维放置于该溶液中浸渍1小时之间的任意时间段后取出，最终，在真空条件下烘干。对比例1现有技术：100份的热塑性塑料、50份的木质纤维材料、2份芳纶纤维、4.5份的相容剂和0.75份的润滑剂制成。芳纶纤维采用对位芳酰胺纤维或间位芳酰胺纤维，且满足条件：直径为12～15μm，长为1～12mm，并且长径比为83.3～1000。得到的材料按照实施例1-3的方式制备并检测。另外，上述的三个实施例和对比例1，按照以下标准进行检测。拉伸强度为ASTMD638，弯曲强度为ASTMD790，阻燃性为UL94标准。另外，本专利技术的技术方案较之
技术介绍
的技术方案，其拉伸轻度提高了60％-80％左右，弯曲强度提高了2-3倍。根据上述说明书的揭示和教导，本专利技术所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本专利技术并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本专利技术的一些修改和变更也应当落入本专利技术的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本专利技术构成任何限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米碳化硅芳纶纤维阻燃聚丙烯材料，按照重量份数计，包括如下组分：

【技术特征摘要】
1.一种纳米碳化硅芳纶纤维阻燃聚丙烯材料，按照重量份数计，包括如下组分：其中，所述SiC颗粒为经过表面活化处理的β-SiC，其粒径为85-127nm之间；其中，所述芳纶纤维经过表面改性处理，该芳纶纤维由以下方法制得：首先制备醇水溶剂，往该醇水溶剂中加入磷酸酯偶联剂，直至溶液完全透明，然后将经过清洗后的芳纶纤维放置于该溶液中浸渍30分钟至2小时之间的任意时间段后取出，最终，在真空条件下烘干；其中醇水比例为8∶1，磷酸酯偶联剂的浓度为1％；其中，阻燃剂为膨胀型阻燃剂和聚磷酸铵的混合物，该膨胀型阻燃剂和聚磷酸铵的重量比为2∶1。2.如权利要求1所述的纳米碳化硅芳纶纤维阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述SiC颗粒的表面活化处理方法如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵治胜，候兴杰，
申请(专利权)人：深圳市佳贝瑞环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44