[發明專利]一種高性能阻燃PS復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710474264.4
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107418074A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 劉凱;黃家奇;王添琪
• 申請（專利權）人: 安徽江淮汽車集團股份有限公司
• 主分類號: C08L25/06
• 分類號: C08L25/06;C08L77/10;C08K5/00;C08K5/526;C08K5/134;C08K5/13;C08K5/098;C08J5/06;C08J5/10;B29C47/92
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司11252
• 代理人: 王立民,吳蘭柱

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，特別是指一種高性能阻燃PS復合材料及其制備方法。

背景技術

聚苯乙烯(PS)作為一種常見的工程塑料，被廣泛地應用于各種電器、汽車、醫療等領域的材料上，但由于它易燃且燃燒速度快，所以阻燃問題一直是限制PS復合材料應用到其它領域的一個因素。

為了提高PS的力學性能及阻燃效果，使用阻燃劑和聚對苯二甲酰對苯二胺纖維(PPTA纖維)改善PS的阻燃性能和物理性能，最后制得力學性能良好，阻燃性能優異的PS復合材料，這種材料至今尚未見于報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種高性能阻燃PS復合材料及其制備方法，認解決PS材料的阻燃性能及力學性能不佳的問題。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種高性能阻燃PS復合材料，按重量份由以下組分組成：

所述PPTA纖維是經過硅烷偶聯劑處理后的PPTA纖維，優選地，所述的硅烷偶聯劑為KH550。

所述阻燃劑為氮磷系阻燃劑WR02。

所述抗氧劑為三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲基)苯中的一種或幾種的混合。

所述潤滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或硬脂酸鉀中的一種或多種。

一種上述任一項高性能阻燃PS復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)稱取50份-80份的PS、20份-30份的PPTA纖維、14份-18份的阻燃劑、0.1份-0.5份抗氧劑、0.1份-0.3份潤滑劑混合并攪拌均勻，得到混合料；

(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到PS復合材料。

優選地，所述步驟(2)具體為：使用雙螺桿擠出機擠出造粒，其中，所述雙螺桿擠出機包括順次排布的六個溫度區，一區溫度160～180℃，二區溫度180～220℃，三區溫度180～220℃，四區溫度180～220℃，五區溫度180～220℃，六區溫度180～220℃，機頭溫度180～220℃；螺桿轉速180～260r/min。

所述PPTA纖維由側喂料器單獨加入擠出造粒。

本發明的有益效果是：

1、硅烷偶聯劑的一端與聚對苯二甲酰對苯二胺纖維表面發生接枝反應形成了牢固的化學鍵，另一端的烷烴長鏈與PS也有很好的物理纏結作用，從而提高了PPTA纖維與PS基體之間的界面黏合性，很好地和分散和傳遞能量，有利于提高PS復合材料的力學性能。

2、PPTA纖維在PS復合材料中形成了一種“纖維網”的結構，PPTA纖維將PS分子鏈包裹其中，形成了一種阻隔層，阻礙了PS分子的運動，提高了PS材料的熱穩定性，延緩了PS的熱降解和熱量的傳遞，提高了復合材料的殘炭量，提升了PS復合材料的阻燃性。

3、PPTA纖維通過化學鍵合作用將PS分子鏈牢固地吸附在芳綸周圍，使其熔融后不會因無支撐作用而出現滴落，阻礙了熔滴的出現。

4、因為PPTA纖維本身具有一定的阻燃性，本申請中僅用14-18份阻燃劑就達到1.6mm V-0級阻燃，大大降低了阻燃PS復合材料的成本。

具體實施方式

以下通過實施例來詳細說明本發明的技術方案，以下的實施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發明的技術方案，而不能解釋為是對本發明技術方案的限制。

本申請的實施例中所用的原料如下：

PS(型號350)，臺灣國喬；WR02，蘇州安鴻泰纖材料有限公司；PPTA纖維(型號Kevlar)，美國杜邦；硬脂酸鈣，湖北中料化工；硬質酸鈉，湖北興銀河化工；硬脂酸鉀，鄭州邦諾化工；抗氧劑(型號Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化。

本申請各實施例中所用的測試儀器如下：

ZSK30型雙螺桿擠出機，德國W&P公司；JL-1000型拉力試驗機，廣州市廣才實驗儀器公司生產；HTL900-T-5B型注射成型機，海太塑料機械有限公司生產；XCJ-500型沖擊測試機，承德試驗機廠生產；QT-1196型拉伸測試儀，東莞市高泰檢測儀器有限公司；QD-GJS-B12K型高速攪拌機，北京恒奧德儀器儀表有限公司。

本申請提供一種高性能阻燃PS復合材料，按重量份由以下組分組成：

PPTA纖維是經過硅烷偶聯劑處理后的PPTA纖維，優選地，的硅烷偶聯劑為KH550。