本发明涉及工程塑料领域，特别涉及一种阻燃复合材料。
背景技术
灼热丝试验是为了测试具有塑料或非金属绝缘材料零件的电子电器产品在工作时的稳定性，灼热丝阻燃试验主要用于模拟灼热元件或过载电阻等热源或点火源在短时间内所造成的热应力对材料的阻燃影响，用模拟技术评定材料的着火危险性。
目前，ppa复合材料已广泛用于有高耐温高刚性高电气要求的电子电工产品与家用电器中。常规的ppa复合材料，在灼热丝温度达到750℃就会起燃，出现明火，持续燃烧，具有极大的安全隐患。普通阻燃ppa复合材料能达到很好的垂直燃烧等级，如1.6mm，v-0，但却因不能完全阻隔高温灼热丝施加时材料产生的可燃性气体与氧气的接触，从而出现明火燃烧现象，因此已不能满足电子电工产品和家用电器行业日益提高的灼热丝阻燃要求，如灼热丝850℃不起燃。
中国专利cn105121552a于2015年12月2日公开了一种耐灼热丝的聚酰胺，其由10～97重量％的热塑性聚酰胺，1～10重量％的红磷，0.15～6重量％的二烷基次膦酸盐，1～10重量％的作为抗冲击改性剂的乙烯共聚物，0～5重量％的平均粒径(d50值)小于7.5μm的滑石，0～60重量％的其他添加剂制备得到。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种ppa复合材料，其具有优异的灼热丝阻燃性能，同时提供该ppa复合材料的制备方法。
本发明所采取的技术方案是：一种具有高灼热丝阻燃性能的ppa复合材料，其按原料重量份计包括如下组分：ppa100份、复合阻燃剂70～90份和短切玻纤35～55份，所述复合阻燃剂由溴化苯乙烯均聚物、无水硼酸锌、有机改性纳米蒙脱土和灼热丝协效剂组成。
具体地，所述复合阻燃剂中的溴化苯乙烯均聚物可在高温下快速分解，产生大量的溴化氢稀释聚合物从而分解产生的可燃性气体，同时其中的无水硼酸锌在高温下分解时一部分锌以氧化锌或氢氧化锌进入气相从而稀释可燃性气体。另外，复合阻燃剂中的灼热丝协效剂含有磷与氮，其在高温下迅速分解产生碳层，并放出氮气稀释可燃性气体，而有机改性纳米蒙脱土高温下产生致密的碳层，使灼热丝协效剂产生的碳层更加致密。所述的致密碳层可覆盖在材料表面，从而隔绝氧气，阻止可燃性气体的进一步产生。本发明该复合阻燃剂先于高分子材料分解，其热熔融形成覆盖层，其可抑制可燃性气体产生，也可起到阻隔氧气和热量的作用。
作为上述方案的进一步改进，所述复合阻燃剂按原料重量份计由溴化苯乙烯均聚物100份、无水硼酸锌20～40份、有机改性纳米蒙脱土20份和灼热丝协效剂40～60份组成。
作为上述方案的进一步改进，所述复合阻燃剂按原料重量份计由溴化苯乙烯均聚物100份、无水硼酸锌25～35份、有机改性纳米蒙脱土20份和灼热丝协效剂45～55份组成。
具体地，所述复合阻燃剂中各原料组分重量份的限定一方面可进一步提高ppa复合材料的灼热丝阻燃性能，另一方面可有效提高其成品稳定性能。
一种具有高灼热丝阻燃性能的ppa复合材料的制备方法，其包括如下工艺步骤：
1)按原料重量份计将ppa和复合阻燃剂投入低速搅拌机中混匀，得混合料；
2)将混合料由主喂料口喂入双螺杆造粒机，将短切玻纤由测喂料口喂入双螺杆造粒机，控制温度为285～310℃范围内进行造粒，得ppa复合材料成品。
作为上述方案的进一步改进，步骤1)中所述低速搅拌机的转速为60～80r/min，低速搅拌的混合时间为4～8min。具体地，所述转速和混合时间的限定可进一步提高该ppa复合材料的生产速度和成品的稳定性，同时也有效避免了对ppa复合材料本身造成物理或热量的冲击破坏。
本发明的有益效果是：
本发明通过对原料组分及其配比的调整，使该ppa复合材料在灼热丝施加点处既有强烈的气相阻隔，也有强烈的固相阻隔，既能够有效的稀释可燃性气体，又能阻隔材料与氧气的接触，阻止可燃性气体进一步产生，从而避免发生明火燃烧，达到850℃的灼热丝试验不起燃的目的。
本发明的制备方法高效简单，环保性强，适用于大规模工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。
实施例1
一种具有高灼热丝阻燃性能的ppa复合材料，其按原料重量份计包括如下组分：ppa100份、复合阻燃剂70份和短切玻纤55份，所述复合阻燃剂由溴化苯乙烯均聚物100份、无水硼酸锌20份、有机改性纳米蒙脱土20份和灼热丝协效剂60份组成。
制备方法：
1)按原料重量份计将ppa和复合阻燃剂投入低速搅拌机中混匀，控制低速搅拌机的转速为60r/min，低速搅拌的混合时间为8min，得混合料；
2)将混合料由主喂料口喂入双螺杆造粒机，将短切玻纤由测喂料口喂入双螺杆造粒机，控制温度为285℃范围内进行造粒，得实施例1ppa复合材料成品。
实施例2
一种具有高灼热丝阻燃性能的ppa复合材料，其按原料重量份计包括如下组分：ppa100份、复合阻燃剂90份和短切玻纤35份，所述复合阻燃剂由溴化苯乙烯均聚物100份、无水硼酸锌40份、有机改性纳米蒙脱土20份和灼热丝协效剂40份组成。
制备方法：
1)按原料重量份计将ppa和复合阻燃剂投入低速搅拌机中混匀，控制低速搅拌机的转速为80r/min，低速搅拌的混合时间为4min，得混合料；
2)将混合料由主喂料口喂入双螺杆造粒机，将短切玻纤由测喂料口喂入双螺杆造粒机，控制温度为310℃范围内进行造粒，得实施例2ppa复合材料成品。
实施例3
一种具有高灼热丝阻燃性能的ppa复合材料，其按原料重量份计包括如下组分：ppa100份、复合阻燃剂72份和短切玻纤53份，所述复合阻燃剂由溴化苯乙烯均聚物100份、无水硼酸锌22份、有机改性纳米蒙脱土20份和灼热丝协效剂56份组成。
制备方法：
1)按原料重量份计将ppa和复合阻燃剂投入低速搅拌机中混匀，控制低速搅拌机的转速为63r/min，低速搅拌的混合时间为7min，得混合料；
2)将混合料由主喂料口喂入双螺杆造粒机，将短切玻纤由测喂料口喂入双螺杆造粒机，控制温度为288℃范围内进行造粒，得实施例3ppa复合材料成品。
实施例4
一种具有高灼热丝阻燃性能的ppa复合材料，其按原料重量份计包括如下组分：ppa100份、复合阻燃剂75份和短切玻纤50份，所述复合阻燃剂由溴化苯乙烯均聚物100份、无水硼酸锌25份、有机改性纳米蒙脱土20份和灼热丝协效剂55份组成。
制备方法：
1)按原料重量份计将ppa和复合阻燃剂投入低速搅拌机中混匀，控制低速搅拌机的转速为65r/min，低速搅拌的混合时间为6min，得混合料；
2)将混合料由主喂料口喂入双螺杆造粒机，将短切玻纤由测喂料口喂入双螺杆造粒机，控制温度为300℃范围内进行造粒，得实施例4ppa复合材料成品。
实施例5
一种具有高灼热丝阻燃性能的ppa复合材料，其按原料重量份计包括如下组分：ppa100份、复合阻燃剂79份和短切玻纤48份，所述复合阻燃剂由溴化苯乙烯均聚物100份、无水硼酸锌23份、有机改性纳米蒙脱土20份和灼热丝协效剂52份组成。
制备方法：
1)按原料重量份计将ppa和复合阻燃剂投入低速搅拌机中混匀，控制低速搅拌机的转速为68r/min，低速搅拌的混合时间为8min，得混合料；
2)将混合料由主喂料口喂入双螺杆造粒机，将短切玻纤由测喂料口喂入双螺杆造粒机，控制温度为292℃范围内进行造粒，得实施例5ppa复合材料成品。
实施例6
一种具有高灼热丝阻燃性能的ppa复合材料，其按原料重量份计包括如下组分：ppa100份、复合阻燃剂82份和短切玻纤42份，所述复合阻燃剂由溴化苯乙烯均聚物100份、无水硼酸锌30份、有机改性纳米蒙脱土20份和灼热丝协效剂50份组成。
制备方法：
1)按原料重量份计将ppa和复合阻燃剂投入低速搅拌机中混匀，控制低速搅拌机的转速为70r/min，低速搅拌的混合时间为5min，得混合料；
2)将混合料由主喂料口喂入双螺杆造粒机，将短切玻纤由测喂料口喂入双螺杆造粒机，控制温度为296℃范围内进行造粒，得实施例6ppa复合材料成品。
实施例7
一种具有高灼热丝阻燃性能的ppa复合材料，其按原料重量份计包括如下组分：ppa100份、复合阻燃剂86份和短切玻纤38份，所述复合阻燃剂由溴化苯乙烯均聚物100份、无水硼酸锌38份、有机改性纳米蒙脱土20份和灼热丝协效剂44份组成。
制备方法：
1)按原料重量份计将ppa和复合阻燃剂投入低速搅拌机中混匀，控制低速搅拌机的转速为75r/min，低速搅拌的混合时间为4.5min，得混合料；
2)将混合料由主喂料口喂入双螺杆造粒机，将短切玻纤由测喂料口喂入双螺杆造粒机，控制温度为305℃范围内进行造粒，得实施例7ppa复合材料成品。
实施例8
一种具有高灼热丝阻燃性能的ppa复合材料，其按原料重量份计包括如下组分：ppa100份、复合阻燃剂75份和短切玻纤35份，所述复合阻燃剂由溴化苯乙烯均聚物100份、无水硼酸锌40份、有机改性纳米蒙脱土20份和灼热丝协效剂50份组成。
制备方法：
1)按原料重量份计将ppa和复合阻燃剂投入低速搅拌机中混匀，控制低速搅拌机的转速为75r/min，低速搅拌的混合时间为6min，得混合料；
2)将混合料由主喂料口喂入双螺杆造粒机，将短切玻纤由测喂料口喂入双螺杆造粒机，控制温度为295℃范围内进行造粒，得实施例8ppa复合材料成品。
实施例9
一种具有高灼热丝阻燃性能的ppa复合材料，其按原料重量份计包括如下组分：ppa100份、复合阻燃剂77份和短切玻纤53份，所述复合阻燃剂由溴化苯乙烯均聚物100份、无水硼酸锌38份、有机改性纳米蒙脱土20份和灼热丝协效剂58份组成。
制备方法：
1)按原料重量份计将ppa和复合阻燃剂投入低速搅拌机中混匀，控制低速搅拌机的转速为78r/min，低速搅拌的混合时间为4min，得混合料；
2)将混合料由主喂料口喂入双螺杆造粒机，将短切玻纤由测喂料口喂入双螺杆造粒机，控制温度为300℃范围内进行造粒，得实施例9ppa复合材料成品。
实施例10
一种具有高灼热丝阻燃性能的ppa复合材料，其按原料重量份计包括如下组分：ppa100份、复合阻燃剂72份和短切玻纤40份，所述复合阻燃剂由溴化苯乙烯均聚物100份、无水硼酸锌22份、有机改性纳米蒙脱土20份和灼热丝协效剂44份组成。
制备方法：
1)按原料重量份计将ppa和复合阻燃剂投入低速搅拌机中混匀，控制低速搅拌机的转速为65r/min，低速搅拌的混合时间为7min，得混合料；
2)将混合料由主喂料口喂入双螺杆造粒机，将短切玻纤由测喂料口喂入双螺杆造粒机，控制温度为286℃范围内进行造粒，得实施例10ppa复合材料成品。
实施例11：性能测试
取上述实施例1～10所得ppa复合材料成品的受试样品进行性能测试，其各项性能检测如下表1所示。由表1测试结果可知，本发明制得的ppa复合材料具有优异的灼热丝阻燃性能，能满足高灼热丝阻燃要求的电子电器的使用。
表1实施例1～10所得受试样品各项性能测试结果
上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。