一种纳米阻燃复合材料及其制备方法技术

技术编号:15503569 阅读:10 留言:0更新日期:2017-06-03 23:57
本发明专利技术公开了一种纳米阻燃复合材料,包括以下重量份的原料:聚丙烯树脂30~50份、环氧树脂15~25份、聚对苯二甲酸乙二酯20~30份、纳米材料5~15份、纳米碳纤维8~15份、乙酸乙酯6~10份、沸石2~6份、阻燃剂0.8~1.5份、稳定剂1~3份、润滑剂1~3份、固化剂1.2~3.6份。本发明专利技术提出的一种纳米阻燃复合材料,其具有显著的阻燃性能、抗菌性和抗老化性,其力学性能好,耐低温冲击性好,所用阻燃剂均为环保阻燃剂,用量少,不会降低复合材料的性能,其阻燃效果好,安全环保,燃烧时不会对环境造成污染,本发明专利技术所得复合材料性能稳定,制备方法简单、制备条件温和,可得广泛应用。

Nano flame retardant composite material and preparation method thereof

The invention discloses a flame retardant nano composite material comprises the following raw materials in weight portion: 30 to 50 portions of polypropylene resin, epoxy resin 15 ~ 25, 20 ~ two polyethylene glycol ester 30, 5 to 15 portions of nano materials and nano carbon fiber 8 - 15, 6 - 10, ethyl acetate boiling stone 2 - 6, 0.8 - 1.5, flame retardant, stabilizer 1 - 3, 1 - 3, lubricants, curing agent 1.2 ~ 3.6. A flame retardant nano composite material of the present invention, it has remarkable flame retardant properties, antibacterial and anti ageing, its good mechanical properties, low-temperature impact resistance is good, the flame retardants are environmentally friendly flame retardant, less dosage, will not reduce the performance of the composite material, the flame retardant effect, safety and environmental protection when burning, will not cause pollution to the environment, the performance of the composite is stable, simple preparation method, mild preparation conditions, can be widely used.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米阻燃复合材料及其制备方法
本专利技术涉及复合材料
,尤其涉及一种纳米阻燃复合材料及其制备方法。
技术介绍
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、纳米碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。纳米材料是指其结构单元的尺寸介于1纳米~100纳米范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度,它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且,其尺度已接近光的波长,加上其具有大表面的特殊效应,因此其所表现的特性,例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等,往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。聚丙烯(PP)是一种半结晶的热塑性塑料,其具有良好的力学性能、耐化学腐蚀及耐热性能,且相比于PBT塑料,PP的价格相对较低,PP是用量最为广泛的通用塑料之一,被广泛应用家电、汽车、纺织、OA办公、家具卫浴、食品包装等行业。但PP化学结构决定其极易燃烧,氧指数为17.4~18.5,属易燃材料,极易传播火焰,使PP在许多领域应用受到限制。随着科学技术的不断进步,人民越来越关注生命财产的保护,阻燃材料的开发前景广阔。专利申请号为201310178355.5公开了一种阻燃纳米复合材料,采用阻燃剂、抗氧剂、增韧剂、纳米氧化物粉体对聚乙烯树脂进行改性,其选用的阻燃剂三氧化二锑、氢氧化镁或氢氧化铝为无机阻燃剂,阻燃效果一般,使用量大,已造成复合材料性能降低,且所用的阻燃剂不溶于去离子水,致使反应难彻底,制备的复合材料性能不够稳定。基于上述陈述,本专利技术提出了一种纳米阻燃复合材料及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种纳米阻燃复合材料及其制备方法。一种纳米阻燃复合材料,包括以下重量份的原料:聚丙烯树脂30~50份、环氧树脂15~25份、聚对苯二甲酸乙二酯20~30份、纳米材料5~15份、纳米碳纤维8~15份、乙酸乙酯6~10份、沸石2~6份、阻燃剂0.8~1.5份、稳定剂1~3份、润滑剂1~3份、固化剂1.2~3.6份。优选的,所述的一种纳米阻燃复合材料,包括以下重量份的原料:聚丙烯树脂35~45份、环氧树脂18~22份、聚对苯二甲酸乙二酯22~28份、纳米材料8~12份、纳米碳纤维10~14份、乙酸乙酯7~9份、沸石3~5份、阻燃剂1~1.4份、稳定剂1.5~2.5份、润滑剂1.5~2.5份、固化剂1.5~3份。优选的,所述的一种纳米阻燃复合材料,包括以下重量份的原料:聚丙烯树脂40份、环氧树脂20份、聚对苯二甲酸乙二酯25份、纳米材料10份、纳米碳纤维12份、乙酸乙酯8份、沸石4份、阻燃剂1.2份、稳定剂2份、润滑剂2份、固化剂3份。优选的,所述纳米材料包括纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米银离子和纳米铜离子,其中,各组分的重量百分比为纳米氧化锌15~25%、纳米二氧化钛20~40%、纳米二氧化硅20~40%、纳米银离子10~20%、纳米铜离子5~10%。优选的,所述阻燃剂为溴季戊四醇磷酸酯类阻燃剂、磷系阻燃剂和氮系阻燃剂中的至少一种。本专利技术还提出了一种纳米阻燃复合材料的制备方法,包括以下步骤:S1、将所述比重的聚丙烯树脂、环氧树脂和聚对苯二甲酸乙二酯分别进行高温软化,然后以300~480r/min的转速进行搅拌混合,搅拌0.6~1h,得混合树脂;S2、加入所述比重的沸石、纳米材料、纳米碳纤维和阻燃剂加入到研磨机中,加入所述比重的乙酸乙酯,进行研磨混合三次,每次研磨3~8min,得混合助剂;S3、将步骤S1中的混合树脂降温至80~110℃,加入步骤S2所得的混合助剂和所述比重的稳定剂和润滑剂,以步骤S1中的转速混合搅拌8~15min,得混合料;S4、将步骤S3中所得的混合料加入到双螺杆挤出机中,在高温120~150℃下挤出后经分段冷水槽冷却至室温后,经切粒机切粒即得。优选的,所述步骤S1中聚丙烯树脂的加热温度为165~180℃,加热时间为1~3h;环氧树脂的加热温度为136~152℃,加热时间为1~3h、聚对苯二甲酸乙二酯的加热温度为238~250℃,加热时间为2~2.5h。本专利技术提出的一种纳米阻燃复合材料,其具有显著的阻燃性能、抗菌性和抗老化性,其力学性能好,耐低温冲击性好,本专利技术还提出了一种纳米阻燃复合材料的制备方法,采用性能优良且能相互补强的树脂进行共混,然后对共混后的树脂进行改性,制备方法简单、制备条件温和,本专利技术所用阻燃剂均为环保阻燃剂,用量少,不会降低复合材料的性能,其阻燃效果好,安全环保,燃烧时不会对环境造成污染,本专利技术所得复合材料性能稳定,可得广泛应用。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步解说。实施例一本专利技术提出的一种纳米阻燃复合材料,包括以下重量份的原料:聚丙烯树脂42份、环氧树脂18份、聚对苯二甲酸乙二酯22份、纳米材料8份、纳米碳纤维12份、乙酸乙酯8份、沸石4份、氮系阻燃剂1份、稳定剂1份、润滑剂2.5份、固化剂2.4份。所述纳米材料包括纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米银离子和纳米铜离子,其中,各组分的重量百分比为纳米氧化锌18%、纳米二氧化钛30%、纳米二氧化硅29%、纳米银离子15%、纳米铜离子8%。其制备方法,包括以下步骤:S1、将所述比重的聚丙烯树脂加热至168℃,加热2.5h,将所述比重的环氧树脂加热至140℃,加热2.5h,将所述比重的聚对苯二甲酸乙二酯加热至240℃,加热2.2h后,将上述完成加热软化操作的树脂以400r/min的转速进行搅拌混合,搅拌0.8h,得混合树脂;S2、加入所述比重的沸石、纳米材料、纳米碳纤维和氮系阻燃剂加入到研磨机中,加入所述比重的乙酸乙酯,进行研磨混合三次,每次研磨4min,得混合助剂;S3、将步骤S1中的混合树脂降温至100℃,加入步骤S2所得的混合助剂和所述比重的稳定剂和润滑剂,以步骤S1中的转速混合搅拌8min,得混合料;S4、将步骤S3中所得的混合料加入到双螺杆挤出机中,在高温140℃下挤出后经分段冷水槽冷却至室温后,经切粒机切粒即得。实施例二本专利技术提出的一种纳米阻燃复合材料,包括以下重量份的原料:聚丙烯树脂50份、环氧树脂15份、聚对苯二甲酸乙二酯28份、纳米材料12份、纳米碳纤维10份、乙酸乙酯9份、沸石3份、溴季戊四醇磷酸酯类阻燃剂1.2份、稳定剂1.5份、润滑剂2份、固化剂1.8份。所述纳米材料包括纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米银离子和纳米铜离子,其中,各组分的重量百分比为纳米氧化锌22%、纳米二氧化钛25%、纳米二氧化硅36%、纳米银离子12%、纳米铜离子5%。其制备方法,包括以下步骤:S1、将所述比重的聚丙烯树脂加热至175℃,加热2h,将所述比重的环氧树脂加热至150℃,加热1.5h,将所述比重的聚对苯二甲酸乙二酯加热至245℃,加热2.1h后,将上述完成加热软化操作的树脂以350r/min的转速进行搅拌混合,搅拌0.9h本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种纳米阻燃复合材料,其特征在于,包括以下重量份的原料:聚丙烯树脂30~50份、环氧树脂15~25份、聚对苯二甲酸乙二酯20~30份、纳米材料5~15份、纳米碳纤维8~15份、乙酸乙酯6~10份、沸石2~6份、阻燃剂0.8~1.5份、稳定剂1~3份、润滑剂1~3份、固化剂1.2~3.6份。

【技术特征摘要】
1.一种纳米阻燃复合材料,其特征在于,包括以下重量份的原料:聚丙烯树脂30~50份、环氧树脂15~25份、聚对苯二甲酸乙二酯20~30份、纳米材料5~15份、纳米碳纤维8~15份、乙酸乙酯6~10份、沸石2~6份、阻燃剂0.8~1.5份、稳定剂1~3份、润滑剂1~3份、固化剂1.2~3.6份。2.根据权利要求1所述的一种纳米阻燃复合材料,其特征在于,包括以下重量份的原料:聚丙烯树脂35~45份、环氧树脂18~22份、聚对苯二甲酸乙二酯22~28份、纳米材料8~12份、纳米碳纤维10~14份、乙酸乙酯7~9份、沸石3~5份、阻燃剂1~1.4份、稳定剂1.5~2.5份、润滑剂1.5~2.5份、固化剂1.5~3份。3.根据权利要求1所述的一种纳米阻燃复合材料,其特征在于,包括以下重量份的原料:聚丙烯树脂40份、环氧树脂20份、聚对苯二甲酸乙二酯25份、纳米材料10份、纳米碳纤维12份、乙酸乙酯8份、沸石4份、阻燃剂1.2份、稳定剂2份、润滑剂2份、固化剂3份。4.根据权利要求1所述的一种纳米阻燃复合材料,其特征在于,所述纳米材料包括纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米银离子和纳米铜离子,其中,各组分的重量百分比为纳米氧化锌15~25%、纳米二氧化钛20~40%、纳米二氧化硅20~4...

【专利技术属性】
技术研发人员:马从勇
申请(专利权)人:墨宝股份有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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