【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚丙烯复合材料，具体是涉及一种高强阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、聚丙烯是通用塑料中密度最小的，有着很多优点，例如热稳定性好，耐高温，耐腐蚀；并且化学稳定性良好，除了可以被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，能够经受其它各种化学试剂；电绝缘性能好，具有较高的击穿电压，用于制作电气配件非常合适。但是聚丙烯含有不稳定的碳氢键，极限氧指数不到20%，极易燃烧，并且聚丙烯的燃烧是十分剧烈、复杂的化学反应过程。在燃烧的过程中不仅产生大量的热，同时还伴有大量熔滴产生，熔滴可引燃其它可燃物，进而传播火焰，严重时甚至引起爆炸，给聚丙烯的应用前景带来了严重的阻碍。
2、用于聚丙烯的阻燃剂主要分为反应型阻燃剂和添加型阻燃剂。目前，使用量最多的为添加型阻燃剂。添加型阻燃剂又分为卤系阻燃剂、铝镁系阻燃剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂、以及近几年发展较成熟的膨胀型阻燃剂等。在现有的聚丙烯阻燃剂中，阻燃效率低、阻燃过程中发烟量大、产生有毒以及有腐蚀性气体的阻燃剂会逐渐被淘汰。环保型阻燃剂已成为聚丙烯阻燃研究的主要发展方向。无机阻燃剂的添加量大，使用后会严重破坏材料的力学性能；膨胀型阻燃剂稳定性差，长期放置后会使阻燃剂的阻燃效率降低，为了解决上述两类阻燃剂的不足，可以采用协同阻燃技术、表面改性技术、纳米技术以及包覆技术等方式提高阻燃剂的阻燃效果。
3、红磷是无机磷系阻燃剂中非常重要的一种，其组成中只含有磷这一种元素，因此相比其他的磷系阻燃剂，其磷含量要高很多，阻燃效率也往往要更好。相对其他无卤阻燃剂而言，红磷阻燃剂的添加量一
4、然而，红磷虽然是一种阻燃效率高、添加量少、低烟、低毒的非卤素阻燃剂，但红磷容易吸湿，反应生成磷酸类物质，使其表面变粘稠而不易分散，磷酸类物质也容易腐蚀高分子材料，破坏其分子结构。且红磷在吸水氧化的同时会释放出剧毒的磷化氢气体，威胁人体健康。现有技术通常采用包覆技术防止红磷失效，然而包覆技术较为复杂，生产成本较高，且包覆红磷的颗粒较大，对复合材料的力学性能影响较显著。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高强阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，该高强阻燃聚丙烯复合材料原料来源广泛、制备工艺简单、生产成本低，具有优异的阻燃和力学性能，可以满足高阻燃以及高力学强度的使用要求，具有良好的应用前景。
2、本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。
3、本专利技术的第一个方面，提供一种高强阻燃聚丙烯复合材料，由如下重量份的组分组成：
4、高粘度聚丙烯55-65份、低粘度聚丙烯20-30份、玻璃纤维15-25份、红磷 5-10份，凹凸棒石5-10份、聚四氟乙烯2-6份、相容剂2-4份、偶联剂1-3份、抗氧剂1-3份；
5、所述高粘度聚丙烯树脂在230℃/2.16kg的测试条件下熔体流动速率为5-10g/10min；
6、所述低粘度聚丙烯树脂在230℃/2.16kg的测试条件下熔体流动速率为25-35g/10min。
7、本专利技术以高粘度聚丙烯树脂和低粘度聚丙烯树脂复配作为基体树脂，通过高粘度聚丙烯树脂提供较强的力学性能，低粘度聚丙烯树脂提高复合材料的加工性能。高粘度聚丙烯树脂用量过多时，复合材料流动性差，影响填料的分散性；低粘度聚丙烯树脂用量过多时，复合材料力学性能下降。
8、为了提高聚丙烯复合材料阻燃性，本专利技术以红磷作为主阻燃剂，凹凸棒石为辅助阻燃剂，并添加了聚四氟乙烯防止熔滴的产生。凹凸棒石具有棒状的多孔结构，其中作为无机填料的凹凸棒石可以进一步改善玻璃纤维的分散性能，防止浮纤现象的发生；而多孔结构赋予凹凸棒石优异的吸附性能，可以吸附复合材料加工或贮存过程中内部的水汽，防止红磷吸湿变质。而且凹凸棒石本身富含镁、铝等金属氧化物，可作为红磷的辅助阻燃剂，提高复合材料的阻燃性能。聚四氟乙烯不仅起到了润滑剂的作用，改善红磷、凹凸棒石、玻璃纤维的分散性能；而且可以防止熔滴现象的发生，进一步提高复合材料的阻燃性能。
9、所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。
10、进一步的，所述玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维。
11、所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
12、所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的一种或多种。
13、所述相容剂选自马来酸酐接枝pp、马来酸酐接枝pe、马来酸酐接枝poe或马来酸酐接枝epdm中的一种或多种。
14、所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂dstp中的一种或多种。
15、进一步的，聚丙烯复合材料中所述红磷重量为8份，凹凸棒石重量为8份、聚四氟乙烯重量为4份。
16、本专利技术的第二个方面，提供一种高强阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
17、（1）按重量份数称取各组分；
18、（2）将步骤（1）中高粘度聚丙烯、低粘度聚丙烯、红磷，凹凸棒石、聚四氟乙烯、相容剂、偶联剂、抗氧剂混合均匀后从主喂料口加入双螺杆挤出机，将步骤（1）中玻璃纤维从侧喂料口加入到双螺杆挤出机，挤出造粒，得到高强阻燃聚丙烯复合材料；其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区160-170℃，二区170-180℃，三区180-190℃，四区190-200℃，五区200-210℃，六区210-215℃，机头口模200-210℃，螺杆转速为150-200r/min。
19、本专利技术的有益效果在于：
20、本专利技术制备了集良好的阻燃性能、力学性能和加工性能于一体的聚丙烯复合阻燃材料。以高粘度聚丙烯树脂和低粘度聚丙烯树脂复配作为基体树脂，玻璃纤维作为增强填料；以红磷、凹凸棒石、聚四氟乙烯复配作为阻燃剂，凹凸棒石的多孔棒状结构，不仅提高了聚丙烯复合材料的力学性能，而且提高了红磷的稳定性和阻燃性能，聚四氟乙烯起到了润滑和防止熔滴的作用，进一步提高复合材料的阻燃性能。该高强阻燃聚丙烯复合材料原料来源广泛，无需对红磷进行包覆改性，制备工艺简单，生产成本低，可以满足高阻燃以及高力学强度的使用要求，具有良好的应用前景。
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1.一种高强阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，由如下重量份的组分组成：
2.如权利要求1所述的一种高强阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。
3.如权利要求1所述的一种高强阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维。
4.如权利要求1所述的一种高强阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
5.如权利要求4所述的一种高强阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的一种高强阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述相容剂选自马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝POE或马来酸酐接枝EPDM中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的一种高强阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DSTP中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的一种高强阻燃聚丙烯复合材料，
9.根据权利要求1-8任一项所述的高强阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种高强阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，由如下重量份的组分组成：
2.如权利要求1所述的一种高强阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。
3.如权利要求1所述的一种高强阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维。
4.如权利要求1所述的一种高强阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
5.如权利要求4所述的一种高强阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭涛，李庆，郭方忠，颜世伟，
申请(专利权)人：山东诺亚方舟塑业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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