[發明專利]一種纖維增強熱塑性復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201210118977.4
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN103374177A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 郭學林
• 申請（專利權）人: 滁州格美特科技有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/06;C08L77/00;C08L51/06;C08K13/04;C08K7/00;C08K7/14;C08K7/06;C08K5/3492;C08K3/22;C08J5/04
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于高分子復合材料改性技術領域和加工技術領域，涉及一種纖維增強熱塑性復合材料及其制備方法。

背景技術

近年來，纖維增強熱塑性樹脂基復合材料得到了快速的發展，由于熱塑可回收、剛性高、綜合力學性能好、價格低廉等優點，有些方面正在代替鋼，即所謂的“以塑代鋼”。但在替代鋼材應用方面其剛性、彎曲強度、拉伸強度、沖擊強度還不能完全達到要求，在增強熱塑性復合材料使用中也經常遇到易燃引火和老化快的缺陷阻礙。

中國專利CN101654535A公開了一種無鹵阻燃長玻璃纖維增強回收聚丙烯材料及其制備方法，采用回收聚丙烯、長玻璃纖維、膨脹型無鹵阻燃劑、抑煙劑、偶聯劑、相容劑、熔指改性劑、抗氧劑、潤滑劑、功能助劑混合，擠出在擠出機模頭處加入長玻纖浸潤后冷卻切粒制得。

目前塑料使用中常通過添加一些阻燃劑，阻燃性方面的確有些改善，但添加的阻燃劑多是含鹵。中國專利CN00820086.6公布了一種含鹵阻燃劑添加劑的聚丙烯樹脂組合物，該材料在長時間室外暴露和水熱浸漬處理后仍能保持優異的阻燃性能，即使在厚度薄時也顯示了良好的阻燃性能，但是燃燒時發煙量大、產生大量有毒、腐蝕性氣體，造成所謂的“二次污染”。中國專利CN03138746.2公開了一種新型無鹵阻燃聚丙烯材料，含有膨脹型阻燃劑，使用效果的確很好。但是，為了達到一定的阻燃效果，需要加入量比較大，一般添加量在40％以上才能取得明顯效果。而這類膨脹型阻燃劑是極性物質，和非極性的樹脂相容性差，在樹脂中大量添加這類阻燃劑必然會造成材料力學性能的下降。

此外，熱塑性樹脂一般不含有可與偶聯劑反應的活性基團，偶聯劑較難以化學鍵與基體樹脂結合，其改性效果不如對熱固性樹脂基復合材料那樣顯著。聚丙烯、聚乙烯等熱塑性樹脂是非極性聚合物，其分子鏈不具備高反應活性的極性基團，與增強纖維復合后界面強度低，影響了材料綜合性能的發揮。現有技術盡管取得了一些成效，但綜合性能仍不盡理想，滿足不了市場對熱塑性復合材料日益提高的要求。

發明內容

本發明的目的在于為克服現有技術的缺陷，而提供一種纖維增強熱塑性復合材料。這種材料具有很高的剛性、拉伸和彎曲強度以及低、高溫下高的抗沖擊性能，阻燃耐老化性能好，加工工藝簡單等特點。

本發明的另一個目的是提供上述纖維增強熱塑性復合材料的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種纖維增強熱塑性復合材料，由包括以下重量份數的組分制成：

熱塑性樹脂????????80～100份，

增強纖維??????????60～120份，

相容劑????????????8～15份，

阻燃劑????????????10～25份，

復合型抗氧劑??????4～8份，

增塑劑????????????0.3～0.6份，

加工助劑??????????3～5份。

所述的熱塑性樹脂選自聚丙烯、聚乙烯或聚乙烯與聚丙烯熱粘合而成的殼芯雙組分纖維(ES纖維)。

所述的增強纖維選自玻璃纖維、碳纖維、滌綸纖維或尼龍纖維。

所述的增強纖維為相互平行的纖維構成的纖維束或纖維編織成的纖維氈。

所述的相容劑選自馬來酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯或丙烯酸接枝聚乙烯。

所述的阻燃劑選自三聚氰胺鹽類阻燃劑和無機氧化物阻燃劑。

所述三聚氰胺鹽類阻燃劑選自三聚氰胺氰脲酸鹽、三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺聚磷酸鹽、三聚氰胺焦磷酸鹽、三聚氰胺八鉬酸鹽或三聚氰胺硼酸鹽。

所述的無機氧化物選自三氧化二銻、氫氧化鎂或氫氧化鋁。

所述的復合型抗氧劑選自N，N′-二(β-萘基)對苯二胺、硫代二丙酸十八酯、[β-(3，5二叔丁基4-羥基-苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯或1，1，3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁苯基)丁烷中的兩種或兩種以上。

所述的增塑劑選自鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二壬酯或對苯二甲酸二辛酯。

所述的加工助劑選自硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸或石蠟。

一種上述纖維增強熱塑性復合材料的制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)按上述配比稱取各組分原料，將熱塑性樹脂80～100份、相容劑8～15份、阻燃劑10～25份、復合型抗氧劑4～8份、增塑劑0.3～0.6份、加工助劑3～5份加入到高速混合機中，充分混合；

(2)將步驟(1)得到的混合物加入到雙螺桿擠出機內，擠出；