本发明涉及高分子材料领域，特别涉及聚乙烯醇纤维增强无卤阻燃高漏电起痕间规聚苯乙烯复合材料及其合成方法。
背景技术：
间规聚苯乙烯(sps)，是聚苯乙烯(ps)的一个分子特殊的结构物质，是一种新的热塑性工程塑料。不仅具有无规聚苯乙烯(aps)的一些优点，由于其结晶性能，还具有很多别的优异性能，例如高模量、耐热(熔点高达260℃)、优异的耐溶剂性、具有很好的电气性能，可作为绝缘材料使用(低介电常数和低损耗因子)，而且分子结构中不含极性基团，材料没有吸水性能，广泛替代尼龙66等高熔点吸水材料使用，但是sps材料脆性缺陷很明显，使用范围受到限制，而且其漏电起痕指数(cti)很低也使得其在电器行业应用缺陷更为明显。
间规聚苯乙烯复合材料的阻燃都青睐于使用单一的无卤阻燃，虽然克服了有卤阻燃剂在燃烧时产生大量黑烟的缺点，但是该复合材料的cti指数(相对漏电指数)比较低。
技术实现要素：
本发明的一个目的是提供一种聚乙烯醇纤维增强无卤阻燃高漏电起痕间规聚苯乙烯复合材料及其合成方法，以解决上述现有技术问题中的至少一个。
根据本发明的一个方面，提供了一种聚乙烯醇纤维增强无卤阻燃高漏电起痕间规聚苯乙烯复合材料，主要包含：间规聚苯乙烯、聚乙烯醇纤维、无卤阻燃剂、抗氧剂、偶联剂、相容剂和润滑剂；所述无卤阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、磷酸酯类化合物、酚醛环氧树脂、氢氧化镁和纳米改性蒙脱土的复配。
本发明的聚乙烯醇纤维增强无卤阻燃高漏电起痕间规聚苯乙烯复合材料中使用多种阻燃剂的复配，其cti指数是使用单一的无卤阻燃剂制备的复合材料的1.25倍以上。
在一些实施方式中，以重量份数计，间规聚苯乙烯30～50，聚乙烯醇纤维10～40，无卤阻燃剂15～30份，抗氧剂0.2～2，偶联剂0.2～2，相容剂3～10，润滑剂0.5～2。
在一些实施方式中，聚乙烯醇纤维(简称pva纤维)为短切纤维。采用短切纤维的好处为纤维分散均匀，方便计量，以及下料。
在一些实施方式中，抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸脂抗氧剂或金属离子稳定剂。这些抗氧剂可以提高材料的耐热稳定性及高温耐热性。
在一些实施方式中，偶联剂为硅氧烷偶联剂、钛酸脂偶联剂或铝酸酯偶联剂。添加偶联剂可以改善树脂、阻燃剂、纤维、之间的相容性，增加它们之间的界面结合力，提高材料的力学性能。
在一些实施方式中，相容剂为环氧树脂及其改性物、烯烃共聚物、苯乙烯类共聚物、马来酸酐接枝物或丙烯酸缩水甘油酯类改性物。这些相容剂可以使间规聚苯乙烯与纤维之间通过化学键连接，提高二者的相容性。
在一些实施方式中，润滑剂为脂肪酸、季戊四醇硬脂酸酯(pets)、n，n′-乙撑双硬脂酰胺(简称ebsa)及其改性物、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸铝、硅酮粉、硅酮母粒或聚乙烯蜡。这些润滑剂可以提高各组分的分散、降低加工时熔体的内摩擦、降低材料与金属表面的粘附力、有利于解决材料注塑时的表面光泽、解决注塑脱模困难等问题。
本发明的另一个目的是提供一种聚乙烯醇纤维增强无卤阻燃高漏电起痕间规聚苯乙烯复合材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤：将间规聚苯乙烯、阻燃剂、抗氧剂、偶联剂、相容剂、润滑剂和聚乙烯醇纤维混合均匀，然后通过双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒。
在一些实施方式中，其中，将间规聚苯乙烯(sps)、阻燃剂、抗氧剂、偶联剂、相容剂和润滑剂经高速混合均匀，再加入聚乙烯醇纤维低速混合均匀。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明，但保护范围不受这些实施例的限制。
实施例1：
将55kg间规聚苯乙烯(sps)、28kg阻燃剂、0.8kg抗氧剂、0.3kg偶联剂、3kg相容剂、0.9kg润滑剂经高混机高速混合均匀，再加入10kg聚乙烯醇纤维低速混合均匀，然后通过双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒。
其中，阻燃剂为8kg的三聚氰胺氰尿酸盐(简称mca)、5kg的磷酸酯类化合物中的间苯二酚双苯基磷酸酯(简称rdp)、5kg的酚醛环氧树脂、10kg的氢氧化镁和2kg的纳米改性蒙脱土。
其中，在磷酸酯类化合物中还可以采用三苯基磷酸酯(简称tpp)、二苯基磷酸酯(简称bdp)、三甲基磷酸酯(简称tmp)或磷酸三乙酯(简称tep)。
在本实施例中，相容剂为马来酸酐接枝间规聚苯乙烯(简称sps-g-mah)。在其它实施例中，相容剂也可以为环氧树脂(简称ep)、改性环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯脂共聚物(简称eva)、乙烯-甲基丙酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-乙酸乙酯-甲基丙烯酸甲脂缩水甘油酯共聚物、聚苯乙烯(简称ps)、苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯腈共聚物、苯乙烯接枝乙烯-甲基丙烯酸甲脂共聚物的接枝共聚物、苯乙烯丙烯酸丁酯二元接枝改性乙丙橡胶、马来酸酐接枝聚苯乙烯(简称ps-g-mah)、马来酸酐接枝聚乙烯(简称pe-g-mah)或马来酸酐接枝聚苯醚(简称ppo-g-mah)等。
在本实施例中，偶联剂为γ-胺丙基三乙氧硅烷(简称kh-550)。在其它实施例中，偶联剂也可以为3-三乙基甲硅氧烷基-1-丙胺、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(简称kh-560)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(简称kh-570)、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(简称kh--602)、异氰酸丙基三乙氧基硅烷(简称ipts)、乙烯基三甲氧基硅烷(简称a-171)、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基而乙氧基硅烷、磺酰叠氮硅烷、铝酸酯偶联剂、γ-氯丙基三乙氧基硅烷(简称a-143)、2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷(简称a-186)、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯(简称ndz-101)或铝钛复合偶联剂(简称ol-1618)等。
在本实施例中，抗氧剂为1010。在其它实施例中，抗氧剂也可以为酚类抗氧剂、亚磷酸脂抗氧剂或金属离子稳定剂等。
在本实施例中，润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯(简称pets)。在其它实施例中，润滑剂也可以为脂肪酸、n，n′-乙撑双硬脂酰胺(简称ebsa)及其改性物、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸铝、硅酮粉、硅酮母粒或聚乙烯蜡等。
表1为采用与实施例1相同的制备方法制备的聚乙烯醇纤维增强无卤阻燃高漏电起痕间规聚苯乙烯复合材料的组分种类和投料量，以及对所制备的复合材料进行测试的测试数据。其中所用的阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、磷酸酯类化合物、酚醛环氧树脂、氢氧化镁和纳米改性蒙脱土的复配。
表2为采用与实施例1相同的制备方法制备的聚乙烯醇纤维增强无卤阻燃高漏电起痕间规聚苯乙烯复合材料的组分种类和投料量，以及对所制备的复合材料进行测试的测试数据。其中所用的阻燃剂为单一的三聚氰胺氰尿酸盐、磷酸酯类化合物、酚醛环氧树脂、氢氧化镁或纳米改性蒙脱土。
由表1和表2的对比可以看出，阻燃剂采用三聚氰胺氰尿酸盐、磷酸酯类化合物、酚醛环氧树脂、氢氧化镁和纳米改性蒙脱土的复配所制备的复合材料的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度、cti指数都明显优于阻燃剂采用单一的三聚氰胺氰尿酸盐、磷酸酯类化合物、酚醛环氧树脂、氢氧化镁或纳米改性蒙脱土所制备的复合材料。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。