一种阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料、制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及复合材料领域，公开了一种阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料，其特征在于，该复合材料包括以下组分：热塑性树脂50～80重量份、玄武岩纤维50

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及复合材料领域，具体涉及一种阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]树脂基复合材料分为两类，一类是热固性树脂，一类是热塑性树脂，热固性树脂相比热塑性树脂具有更好的耐热性和强度，但由于其难降解、难回收的确定，给环保带来很大压力，使得热塑性复合材料的发展备受关注。
[0003]热塑性树脂的主要缺点是强度普遍比热固性树脂低，尺寸稳定性较差，膨胀系数较大，耐热性不如热固性树脂，这主要归因于它们的线性链状分子结构，在长期的载荷和温度条件下，分子链段会出现不同程度的松弛，对增强纤维的约束力有所降低，宏观上表现出材料性能上的退化，特别是对于大型结构件的尺寸稳定性会有所影响。
[0004]玄武岩纤维属于绿色产品，可回收利用并可降解为土壤母质从而不污染环境，采用玄武岩纤维对热塑性树脂进行改性后，使得热塑性树脂的力学性能有了很大提高，同时还具备良好的阻燃性能，因此，玄武岩纤维作为热塑性复合材料的增强体大量应用于防火、隔热、阻燃领域，但当其应用于配电箱、消防栓箱等箱体时，由于常设置于人群密集的场所，对阻燃性提出了更高的要求，现有技术中需要加入大量阻燃剂才可满足箱体的阻燃性、阻燃耐久性要求，成本较高。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种高纤维含量的连续玄武岩纤维增强热塑性树脂及其制备方法和应用。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0007]该阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料包括以下组分：
[0008]热塑性树脂50
‑
80份，
[0009]玄武岩纤维50
‑
120份，
[0010]聚苯硫醚0.1
‑
20份，
[0011]相容剂0.1
‑
10份，
[0012]无机阻燃剂0.1
‑
20份，
[0013]添加剂0.1
‑
35份。
[0014]进一步地，所述的热塑性树脂的熔融指数≥50g/10min，选自聚烯烃树脂、热塑性聚酯、聚酰胺类、聚碳酸酯、其他通用树脂或高性能工程塑料中的一种或一种以上的物质。
[0015]进一步地，所述的连续玄武岩纤维选自600tex无捻粗纱、800tex无捻粗纱、1200tex无捻粗纱或2400tex无捻粗纱中的一种或一种以上的物质。
[0016]进一步地，所述相容剂选自苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯的嵌段共聚物接枝马来
酸酐。
[0017]进一步地，所述无机阻燃剂选自氢氧化镁或氢氧化铝。
[0018]进一步地，所述添加剂为抗氧剂、消泡剂、稀释剂中的一种或几种。
[0019]本实施例的阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0020](1)按比例称取热塑性树脂、聚苯硫醚、相容剂、阻燃剂和抗氧剂，在高速混合机中充分混合均匀后，得到树脂基体，将其熔融与玄武岩纤维进行浸润复合，通过辊压成型，辊压压力为5MPa，收卷，得到单层玄武岩纤维增强树脂预浸料；
[0021](2)将步骤(1)制备的单层连续纤维增强树脂预浸料采用横纵交错的方式铺设15
‑
200层，放入模具中，送入温度为170～225℃的热压机中，压力1
‑
2MPa，保温时间20
‑
40min。保温结束，送入至冷压机，压力1
‑
2MPa，保压20
‑
40min。出模，制得阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料。
[0022]所述的阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料厚度为1mm～100mm。
[0023]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0024]1.本专利技术的阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料利用聚苯硫醚与阻燃剂的协同作用，在阻燃剂添加量较低的情况下达到了V
‑
0级别的阻燃效果，在保证阻燃性能的基础上降低了成本。
[0025]2.本专利技术采用玄武岩纤维对热塑性树脂进行增强，大大改善了其力学性能。
[0026]3.本专利技术通过加入相容剂，改善了聚苯硫醚在基材中的相容性，使其与阻燃剂能更好的实现协效阻燃作用。
[0027]4.本专利技术采用横纵交错的铺设方式，提高了复合材料的强度和刚度，增强了纤维之间传递载荷，这样使得整体不易损坏。
具体实施方式
[0028]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0029]以下所用的连续玄武岩纤维的制备方法是以天然玄武岩矿石为原料，将矿石破碎后加入熔窑中，经过高温熔融、澄清均化、拉制成纤维。
[0030]实施例1
[0031]一种阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料，包括以下组分：
[0032]聚丙烯树脂50份；
[0033]玄武岩纤维50份；
[0034]聚苯硫醚2份；
[0035]苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯的嵌段共聚物接枝马来酸酐2份；
[0036]氢氧化铝4份；
[0037]抗氧剂10100.5份；
[0038]BYK
‑
A5600.5份。
[0039]所述聚丙烯树脂的熔融指数为90g/min，所述玄武岩纤维为600tex无捻粗纱。
[0040]本实施例的阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料的制备方法，包括以下步
骤：
[0041](1)按比例称取聚丙烯树脂、聚苯硫醚、苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯的嵌段共聚物接枝马来酸酐、氢氧化铝和抗氧剂，在高速混合机中充分混合均匀后，得到树脂基体，将其熔融与玄武岩纤维进行浸润复合，通过辊压成型，辊压压力为5MPa，收卷，得到单层玄武岩纤维增强聚丙烯树脂预浸料；
[0042](2)将步骤(1)制备的单层连续纤维增强树脂预浸料采用横纵交错的方式铺设15层，放入模具中，送入温度为185℃左右的热压机中，压力1MPa，保温时间20min。保温结束，送入至冷压机，压力2MPa，保压20min。出模，制得双向连续玄武岩纤维增强聚丙烯板材，其压出板材厚度为1.7mm。
[0043]实施例2
[0044]一种阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料，包括以下组分：
[0045]聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂60份；
[0046]玄武岩纤维60份；
[0047]聚苯硫醚2份
[0048]苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯的嵌段共本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料份，其特征在于，该复合材料包括以下组分：热塑性树脂50
‑
80份、玄武岩纤维50
‑
120份、聚苯硫醚0.1
‑
20份、相容剂0.1
‑
10份、阻燃剂0.1
‑
20份、添加剂0.1
‑
35份，所述阻燃剂为无机阻燃剂。2.根据权利要求1所述的一种阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料，其特征在于：所述无机阻燃剂为氢氧化镁或氢氧化铝。3.根据权利要求2所述的一种阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料，其特征在于：聚苯硫醚与所述无机阻燃剂的重量比例为1:2。4.根据权利要求1所述的一种阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料，其特征在于：所述热塑性树脂的熔融指数≥50g/10min，选自聚烯烃树脂、热塑性聚酯、聚酰胺类、聚碳酸酯、其他通用树脂或高性能工程塑料中的一种或一种以上的物质。5.根据权利要求1所述的一种阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料，其特征在于：添加剂为抗氧剂、消泡剂、稀释剂中的一种或几种。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的一种阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料的制备方法，其特征在于：(1)按比例称取热塑性树脂、聚苯硫醚、相容剂、阻燃剂和抗氧剂，在高速混合机中充分混合均匀后，得到树脂基体，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁永全，刘鹏清，游煌珍，叶光斗，
申请(专利权)人：四川衡耀复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：