【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及连续纤维增强丙烯酸类复合材料，尤其涉及一种阻燃型连续纤维增强丙烯酸类热塑性纳米复合材料。
技术介绍
1、复合材料是两种或更多中不可混溶材料的宏观组合，复合材料至少由形成结构粘结的连续相的基质材料和用于机械性质的具有各种结构的增强材料构成。由于复合材料比均质材料的机械性能更好(如更高的拉伸强度、拉伸模量、断裂韧性等)及其低密度，被广泛应用于多个工业部门，如建筑、汽车、航空、运输、休闲、电子、体育和风力发电。
2、由于基质材料的不同，将复合材料分为热固性复合材料和热塑性复合材料。热固性复合材料虽然发展较早，但缺点是耐候性、韧性差，产品一旦出现裂缝，几乎很难修复，重复利用率低；而且热固性复合材料的基质不容易成型成其他形式，一旦聚合物固化，就固定了形状，这使得热固性复合材料后续不能反复加工成型、难以回收重复利用，从而会造成严重的环境和成本效益问题。
3、与热固性复合材料相比，热塑性复合材料具有断裂韧性高、抗冲击性强、可循环利用、生产效率高、储存期无限长、焊接修复方便等优点，是未来热塑性复合材料的首选材料。热塑性聚合物制造复合材料的难点在于如何在熔融状态下具有低粘度或足够的流动性，从而可以对纤维进行润湿或恰当的浸渍。
4、由于出色的综合性能，连续纤维增强丙烯酸类热塑性复合材料在许多领域实现“以塑代钢”，如压力容器、海洋应用、光伏应用、风能应用、铁路和运输应用、建筑和土木工程应用等。随着各个行业对材料防火安全要求的不断提高以及国家有关政策的相继出台，普通连续纤维增强丙烯酸类热塑性复合材料在阻
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的至少一种缺陷，第一方面，本专利技术一实施方式提供了一种阻燃型连续纤维增强丙烯酸类热塑性纳米复合材料，包括树脂基体和连续纤维，所述树脂基体包括(甲基)丙烯酸类聚合物、纳米材料和聚硅氧烷；
2、所述纳米材料包括有机化改性蒙脱土、有机化改性碳纳米管、有机化改性二氧化硅中的一种或多种；
3、所述聚硅氧烷包括端活性基团，所述端活性基团包括氨基、羧基、环氧基中的一种或多种。
4、根据本专利技术一实施方式，所述有机化改性蒙脱土包括氨基化改性蒙脱土、羧基化改性蒙脱土、环氧化改性蒙脱土中的一种或多种；所述有机化改性碳纳米管包括氨基化改性碳纳米管、羧基化改性碳纳米管、环氧化改性碳纳米管中的一种或多种；所述有机化改性二氧化硅包括氨基化改性二氧化硅、羧基化改性二氧化硅、环氧化改性二氧化硅中的一种或多种；和/或，
5、在所述复合材料中，所述连续纤维的质量含量为30～95％；和/或，
6、在所述树脂基体中，所述纳米材料的质量含量为0.1～5％，所述聚硅氧烷的质量含量为1～25％；和/或，
7、在所述树脂基体中，所述聚硅氧烷的质量含量为15～25％。
8、根据本专利技术一实施方式，所述树脂基体是第一(甲基)丙烯酸类单体、第一(甲基)丙烯酸类聚合物在纳米材料和聚硅氧烷的存在下原位聚合形成。
9、根据本专利技术一实施方式，所述第一(甲基)丙烯酸类单体包括丙烯酸及其衍生物、烷基丙烯酸及其衍生物中的一种或多种；进一步地，所述第一(甲基)丙烯酸类单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸烷基酯单体、甲基丙烯酸烷基酯单体、丙烯酸羟烷基酯单体和甲基丙烯酸羟烷基单体中的一种或多种；其中，所述烷基选自含1～22个碳原子的直链烷基、支链烷基以及含3～22个碳原子的环烷基；再进一步地，所述烷基选自含1～12个碳原子的直链烷基、支链烷基以及含3～12个碳原子的环烷基。
10、根据本专利技术一实施方式，所述第一(甲基)丙烯酸类聚合物是甲基丙烯酸甲酯的均聚物或共聚物；优选地，所述甲基丙烯酸甲酯的共聚物包含至少70wt％，优选80～99.5wt％的甲基丙烯酸甲酯结构单元。
11、根据本专利技术一实施方式，所述甲基丙烯酸甲酯的共聚物是由70～99.5wt％的甲基丙烯酸甲酯和0.5～30wt％的至少一种烯键式不饱和单体共聚制得。
12、根据本专利技术一实施方式，所述烯键式不饱和单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯中的一种或两种以上；所述丙烯酸烷基酯、所述甲基丙烯酸烷基酯中的烷基各自独立地选自包含1～12个碳原子的烷基；进一步地，所述烯键式不饱和单体选自丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯中的一种或两种以上，其中的烷基为包含1～4个碳原子的烷基；再进一步地，所述烯键式不饱和单体选自丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯中的一种或两种以上。
13、根据本专利技术一实施方式，所述第一(甲基)丙烯酸类聚合物的重均分子量为＞50000g/mol，进一步为80000～200000g/mol；和/或，
14、所述树脂基体包括引发剂和加工助剂，所述引发剂包括偶氮类引发剂、过氧化物类引发剂中的一种或多种；所述加工助剂包括抗氧剂、增塑剂、脱模剂中的一种或多种。
15、第二方面，本专利技术一实施方式提供了一种上述的阻燃型连续纤维增强丙烯酸类热塑性纳米复合材料的制备方法，包括通过拉挤成型工艺制得所述复合材料，所述拉挤成型工艺包括首先将连续纤维排布，然后将其浸渍于原料组合物，再通过预成型、挤压模塑及固化、牵引，最后切割成所需的制品；
16、其中，所述原料组合物包括第一(甲基)丙烯酸类单体、第一(甲基)丙烯酸类聚合物、纳米材料和聚硅氧烷。
17、根据本专利技术一实施方式，所述固化成型的温度为80～150℃；和/或，
18、在所述原料组合物中，所述纳米材料的质量含量为0.1～5％，所述聚硅氧烷的质量含量为1～25％；和/或，
19、所述原料组合物包括引发剂和加工助剂；和/或，
20、所述原料组合物在25℃的动态粘度为10～1000mpa·s；和/或，
21、所述第一(甲基)丙烯酸类聚合物的质量占所述第一(甲基)丙烯酸类聚合物与所述第一(甲基)丙烯酸类单体质量之和的5～40％。
22、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
23、1、本专利技术一实施方式的阻燃型连续纤维增强丙烯酸类热塑性纳米复合材料，解决了因添加型阻燃剂沉降导致的材质不均匀的问题，阻燃效果更高，阻燃剂用量更少，对机械性能影响更小。
24、2、本专利技术一实施方式的阻燃型连续纤维增强丙烯酸类热塑性纳米复合材料，能够在降低力学性能损失率以及保证优异阻燃性能的同时降低阻燃剂的添加量。
25、3、本专利技术一实施方式的阻燃型连续纤维增强丙烯酸类热塑性纳米复合材料，其中纳米材料经过有机化改性，同时聚硅氧烷具有端活性基，可以避免纳米材料和聚硅氧烷在材料制备过程中出现沉降、分布不匀等问题；聚硅氧烷燃烧时会促进生成硅-碳阻隔层，阻止热量向树脂传导，从而能够有效提高阻燃性能。纳米材料具有优异的阻隔本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阻燃型连续纤维增强丙烯酸类热塑性纳米复合材料，包括树脂基体和连续纤维，所述树脂基体包括(甲基)丙烯酸类聚合物、纳米材料和聚硅氧烷；
2.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述有机化改性蒙脱土包括氨基化改性蒙脱土、羧基化改性蒙脱土、环氧化改性蒙脱土中的一种或多种；所述有机化改性碳纳米管包括氨基化改性碳纳米管、羧基化改性碳纳米管、环氧化改性碳纳米管中的一种或多种；所述有机化改性二氧化硅包括氨基化改性二氧化硅、羧基化改性二氧化硅、环氧化改性二氧化硅中的一种或多种；和/或，
3.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述树脂基体是第一(甲基)丙烯酸类单体、第一(甲基)丙烯酸类聚合物在所述纳米材料和所述聚硅氧烷的存在下原位聚合形成。
4.根据权利要求3所述的复合材料，其中，所述第一(甲基)丙烯酸类单体包括丙烯酸及其衍生物、烷基丙烯酸及其衍生物中的一种或多种；进一步地，所述第一(甲基)丙烯酸类单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸烷基酯单体、甲基丙烯酸烷基酯单体、丙烯酸羟烷基酯单体和甲基丙烯酸羟烷基单体中的一种或多种；其中，所述烷基选自含1～22个碳原
5.根据权利要求4所述的复合材料，其中，所述第一(甲基)丙烯酸类聚合物是甲基丙烯酸甲酯的均聚物或共聚物；优选地，所述甲基丙烯酸甲酯的共聚物包含至少70wt％，优选80～99.5wt％的甲基丙烯酸甲酯结构单元。
6.根据权利要求5所述的复合材料，其中，所述甲基丙烯酸甲酯的共聚物是由70～99.5wt％的甲基丙烯酸甲酯和0.5～30wt％的至少一种烯键式不饱和单体共聚制得。
7.根据权利要求6所述的复合材料，其中，所述烯键式不饱和单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯中的一种或两种以上；所述丙烯酸烷基酯、所述甲基丙烯酸烷基酯中的烷基各自独立地选自包含1～12个碳原子的烷基；进一步地，所述烯键式不饱和单体选自丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯中的一种或两种以上，其中的烷基为包含1～4个碳原子的烷基；再进一步地，所述烯键式不饱和单体选自丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯中的一种或两种以上。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的复合材料，其中，所述第一(甲基)丙烯酸类聚合物的重均分子量为＞50000g/mol，进一步为80000～200000g/mol；和/或，
9.一种权利要求1至8中任一项所述的阻燃型连续纤维增强丙烯酸类热塑性纳米复合材料的制备方法，包括通过拉挤成型工艺制得所述复合材料，所述拉挤成型工艺包括首先将连续纤维排布，然后将其浸渍于原料组合物，再通过预成型、挤压模塑及固化、牵引，最后切割成所需的制品；
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述固化成型的温度为80～150℃；和/或，
...【技术特征摘要】
1.一种阻燃型连续纤维增强丙烯酸类热塑性纳米复合材料，包括树脂基体和连续纤维，所述树脂基体包括(甲基)丙烯酸类聚合物、纳米材料和聚硅氧烷；
2.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述有机化改性蒙脱土包括氨基化改性蒙脱土、羧基化改性蒙脱土、环氧化改性蒙脱土中的一种或多种；所述有机化改性碳纳米管包括氨基化改性碳纳米管、羧基化改性碳纳米管、环氧化改性碳纳米管中的一种或多种；所述有机化改性二氧化硅包括氨基化改性二氧化硅、羧基化改性二氧化硅、环氧化改性二氧化硅中的一种或多种；和/或，
3.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述树脂基体是第一(甲基)丙烯酸类单体、第一(甲基)丙烯酸类聚合物在所述纳米材料和所述聚硅氧烷的存在下原位聚合形成。
4.根据权利要求3所述的复合材料，其中，所述第一(甲基)丙烯酸类单体包括丙烯酸及其衍生物、烷基丙烯酸及其衍生物中的一种或多种；进一步地，所述第一(甲基)丙烯酸类单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸烷基酯单体、甲基丙烯酸烷基酯单体、丙烯酸羟烷基酯单体和甲基丙烯酸羟烷基单体中的一种或多种；其中，所述烷基选自含1～22个碳原子的直链烷基、支链烷基以及含3～22个碳原子的环烷基；再进一步地，所述烷基选自含1～12个碳原子的直链烷基、支链烷基以及含3～12个碳原子的环烷基。
5.根据权利要求4所述的复合材料，其中，所述第一(甲基)丙烯酸类聚合物是甲基丙烯酸甲酯的均聚物或共聚物；优选地，所述甲基丙烯酸甲酯的共聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳琴，马永梅，何平，安晶晶，
申请(专利权)人：慈溪七诺新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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