一种耐热高阻燃聚丙烯复合材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及聚丙烯材料技术领域，尤其涉及一种耐热高阻燃聚丙烯复合材料。
【背景技术】
[0002]聚丙烯(PP)作为一种综合性能优异的热塑性树脂，具有原料来源丰富、力学性能好、密度小、化学稳定性好等优点，目前，在化工、建筑、电力、汽车、机械、纺织、医疗、包装和建材家具等产业都得到了广泛应用。但是聚丙烯的氧指数较低，很易燃烧，且热稳定性不好，现存的聚丙烯复合材料其耐热性和阻燃性往往不能满足社会的需求。为了克服和改善聚丙烯的缺陷，通常是通过共混和增强填充的方法对聚丙烯进行改性。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种耐热高阻燃聚丙烯复合材料，其耐热性好，阻燃性能优异，强度高，且具有一定的抗静电性。
[0004]本发明提出的一种耐热高阻燃聚丙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分:氧化石墨稀改性聚丙稀100份、N-苯基马来酰亚胺-苯乙稀-丙稀腈三元共聚物5-15份、聚乙烯3-15份、硅烷偶联剂0.2-1份、阻燃剂2-10份、纳米硅藻土 3-10份、纳米氧化锌0.5-2份、二苄叉山梨醇0.2-1份、对氯二苄叉山梨醇0.2-1份、2，2’_亚甲基双(4，6_ 二叔丁基苯基)磷酸钠0.1-0.5份、水镁石粉1-5份、滑石粉2-10份、微硅粉0.5-3份、聚-4-甲基-1-戊烯0.1-2份、环氧大豆油3-10份、乙烯-辛烯共聚物0.2-1份、硬脂酸镧0.5-2份、硬脂酸0.5-2.5份、聚四氟乙烯1-5份、六甲基磷酰三胺0.2-1.5份。
[0005]在具体实施例中，本发明提出的一种耐热高阻燃聚丙烯复合材料，其原料中，氧化石墨烯改性聚丙烯的重量份为100份;N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物的重量份可以为5、5.8、6、7、8、8.5、9、9.3、10、10.3、11、11.3、12、12.6、13、13.4、14、14.6、15份；聚乙烯的重量份可以为3、4、5、5.3、6、6.3、7、8、8.5、9、9.3、10、10.6、11、11.3、12、12.6、13、13.5、14、14.6、15份;硅烷偶联剂的重量份可以为0.2、0.3、0.5、0.6、0.65、0.8、0.85、0.9、0.94、1份;阻燃剂的重量份可以为2、3、4、5、5.6、6、6.3、8、9、9.4、10份;纳米硅藻土的重量份可以为3、4、5、6、6.3、7、8、8.5、9、9.4、10份;纳米氧化锌的重量份可以为0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.2、1.5、1.68、1.8、1.9、1.94、2份；二苄叉山梨醇的重量份可以为0.2、0.3、0.5、0.6、0.65、0.7、0.8、0.85、0.9、0.94、1份;对氯二苄叉山梨醇的重量份可以为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.65、0.8、0.86、0.9、0.94、1份;2，2’-亚甲基双(4，6-二叔丁基苯基)磷酸钠的重量份可以为0.1、0.12、0.2、0.23、0.3、0.35、0.4、0.46、0.5份;水镁石粉的重量份可以为1、
2、2.3、2.8、3、3.4、4、4.6、5份;滑石粉的重量份可以为2、3、4、5、5.6、6、6.3、7、7.4、8、8.5、
9、9.4、10份;微硅粉的重量份可以为0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.3、1.5、1.8、2、2.3、2.6、2.85、2.9、2.94、3份；聚-4-甲基-1-戊烯的重量份可以为0.1、0.5、0.6、0.85、0.9、1、1.2、1.5、1.8、1.86、1.9、1.94、2份;环氧大豆油的重量份可以为3、4、5、5.3、6、6.3、7、8、8.5、9、9.4、10份；乙烯-辛烯共聚物的重量份可以为0.2、0.23、0.3、0.35、0.5、0.6、0.68、0.8、0.85、0.9、0.94、1份；硬脂酸镧的重量份可以为0.5、0.58、0.6、0.68、0.8、0.9、1.2、1.5、1.6、1.68、1.8、1.86、1.9、1.94、2份;硬脂酸的重量份可以为0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.2、1.5、1.8、1.86、1.9、2.1、2.3、2.34、2.4、2.46、2.5份;聚四氟乙烯的重量份可以为1、1.8、2、2.3、2.8、
3、3.4、4、4.2、4.6、4.85、5份;六甲基磷酰三胺的重量份可以为0.2、0.3、0.5、0.6、0.85、0.9、1、1.1、1.2、1.35、1.4、1.46、1.5份。
[0006]优选地，其原料按重量份包括以下组分:氧化石墨烯改性聚丙烯100份、N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物8-11份、聚乙烯7-10份、硅烷偶联剂0.5-0.8份、阻燃剂6-9份、纳米硅藻土7-9份、纳米氧化锌1-1.6份、二苄叉山梨醇0.5-0.8份、对氯二苄叉山梨醇0.7-1份、2，2’_亚甲基双(4，6_二叔丁基苯基)磷酸钠0.2-0.35份、水镁石粉2.8-3.5份、滑石粉6-9份、微硅粉2-2.6份、聚-4-甲基-1-戊烯0.8-1.3份、环氧大豆油7-9份、乙烯-辛烯共聚物0.5-0.8份、硬脂酸镧1-1.4份、硬脂酸1.2-1.7份、聚四氟乙烯3-3.6份、六甲基磷酰三胺0.8-1.2份。
[0007]优选地，其原料按重量份包括以下组分:氧化石墨烯改性聚丙烯100份、N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物10份、聚乙烯8份、硅烷偶联剂0.7份、阻燃剂6.8份、纳米硅藻土8份、纳米氧化锌1.3份、二苄叉山梨醇0.7份、对氯二苄叉山梨醇0.8份、2，2’_亚甲基双(4，6_ 二叔丁基苯基)磷酸钠0.3份、水镁石粉3.2份、滑石粉7份、微硅粉2.2份、聚-4-甲基-1-戊烯1.1份、环氧大豆油8份、乙烯-辛烯共聚物0.6份、硬脂酸镧1.2份、硬脂酸1.4份、聚四氟乙烯3.2份、六甲基磷酰三胺I份。
[0008]优选地，所述阻燃剂为硼酸锌、氢氧化镁、磷酸三甲苯酯的混合物，且硼酸锌、氢氧化镁、磷酸三甲苯酯的重量比为2-10:3-10:0.5-2。
[0009]优选地，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-570、硅烷偶联剂KH-151、硅烷偶联剂KH-580、硅烷偶联剂KH-602、硅烷偶联剂KH-792、硅烷偶联剂Si_42中的一种或者多种的混合物。
[0010]优选地，所述氧化石墨烯改性聚丙烯按照以下工艺进行制备:按重量份将100份聚丙烯、2-10份甲基丙烯酸缩水甘油酯、3-10份羧基丁腈橡胶、1-5份氧化石墨烯、0.5-2份苯乙烯混合均匀后加入流变仪中，然后加入0.5-1.5份过氧化苯甲酰和0.1-0.5份过硫酸钠，在温度为150-170°C下反应2-5min，反应结束后出料得到所述氧化石墨烯改性聚丙烯。
[0011]优选地，所述氧化石墨烯改性聚丙烯按照以下工艺进行制备:按重量份将100份聚丙烯、6份甲基丙烯酸缩水甘油酯、8份羧基丁腈橡胶、3份氧化石墨烯、1.2份苯乙烯混合均匀后加入流变仪中，然后加入I份过氧化苯甲酰和0.2份过硫酸钠，在温度为160°C下反应3.5min，反应结束后出料得到所述氧化石墨稀改性聚丙稀;氧化石墨稀改性聚丙稀中，将聚丙稀、甲基丙稀酸缩水甘油酯、羧基丁腈橡胶、氧化石墨稀、苯乙稀结合为一体，形成的氧化石墨烯改性聚丙烯同时具有五者的性质，加入体系中，在体系中分散均匀，改善了复合材料的阻燃性、耐热性、耐油性和强度，同时提高了复合材料的流动性，改善了复合材料的加工性。
[0012]本发明所述耐热高阻燃聚丙烯复合材料可以按照常规的聚丙烯复合材料制备工艺制备而成。
[0013]聚丙烯极性差，与极性物质的相容性差，本发明中，加入了氧化石墨烯改性聚丙烯，将氧化石墨烯的性质引入体系中，改善了聚丙烯与体系的相容性，同时氧化石墨烯对聚丙烯起到成核的作用，促进了聚丙烯的结晶，提高了复合材料的强度、阻燃性、耐热性、抗静电性;N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物加入到体系中，与聚-4-甲基-1-戊烯、环氧大豆油配合，改善了复合材料的热稳定性;聚乙烯在体系中，改善了聚丙烯的抗冲击强度和拉伸强度，与硬脂酸镧、硬脂酸和聚四氟乙烯配合提高了体系的流动性，改善了复合材料的加工性;添加的纳米硅藻土、纳米氧化锌、水镁石粉、滑石粉、微硅粉多种填料配合，通过调节各填料的含量，使其在硅烷偶联剂的作用下具有很好的分散性，改善了复合材料的强度、热稳定性、阻燃性和抗静电性，其中的纳米硅藻土能吸附聚丙烯分子链而成为聚丙烯结晶所需要的晶核，起到异相成核的作用，同时其在体系中分散均匀，限制了聚丙烯分子的运动，提高了复合材料的拉伸强度;纳米氧化锌、水镁石粉配合，实现了填充、阻燃、抑烟、抗焦烧的效果，滑石粉提高了复合材料的强度、耐热性和尺寸稳定性，同时降低成本;微硅粉加入体系中，能进入聚丙烯裂缝与空隙的内部，提高了复合材料的拉伸强度和冲击韧性;二苄叉山梨醇、对氯二苄叉山梨醇、2，2’_亚甲基双(4，6_ 二叔丁基苯基)磷酸钠作为成核剂加入体系中，在聚乙烯、纳米硅藻土、纳米氧化锌、水镁石粉、滑石粉、微硅粉的辅助下，为聚丙烯提供了大量的异相晶核，促进了聚丙烯的结晶速度，提高了聚丙烯的结晶程度，提高了复合材料的强度。
【具体实施方式】
[0014]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0015]实施例1
[0016]本发明提出的一种耐热高阻燃聚丙烯复合材料，其原料按重量份包括以下组分:氧化石墨稀改性聚丙稀100份、N-苯基马来酰亚胺-苯乙稀-丙稀腈三元共聚物5份、聚乙稀15份、硅烷偶联剂0.2份、阻燃剂10份、纳米硅藻土 3份、纳米氧化锌2份、二苄叉山梨醇0.2份、对氯二苄叉山梨醇I份、2，2’_亚甲基双(4，6_二叔丁基苯基)磷酸钠0.1份、水镁石粉5份、滑石粉2份、微硅粉3份、聚-4-甲基-1-戊烯0.1份、环氧大豆油10份、乙烯-辛烯共聚物0.2份、硬脂酸镧2份、硬脂酸0.5份、聚四氟乙烯5份、六甲基磷酰三胺0.2份；
[0017]其中，所述氧化石墨烯改性聚丙烯按照以下工艺进行制备:按重量份将100份聚丙烯、2份甲基丙烯酸缩水甘油酯、10份羧基丁腈橡胶、I份氧化石墨烯、2份苯乙烯混合均匀后加入流变仪中，然后加入0.5份过氧化苯甲酰和0.1份过硫酸钠，在温度为170 °C下反应2min，反应结束