[發明專利]一種阻燃高強GMT復合板材及其制備方法

有效

• 申請號: 201810432810.2
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108752735B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 馬猛;王旭;王亞停;陳思;施燕琴
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L83/04;C08K7/14;C08K3/016;C08K5/00;C08J9/32
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明屬于汽車內外飾用熱塑性復合材料技術領域，具體涉及一種阻燃高強GMT復合板材及其制備方法，所述復合板材由以下組分組成：毛氈100份、有機硅前驅體5?10份、無鹵阻燃劑10?20份，所述有機硅前驅體的制備方法為：將有機硅化合物溶于乙醇中，加入濃度為2vol%的HCl溶液調節反應酸值，反應1?10h，反應過程中滴加去離子水，反應結束后加入NaHCO₃溶液中和溶液至中性，之后除去溶劑。采用本發明技術方案配制了具有一定粘度的硅前驅體，并將膨脹型阻燃劑添加到有機硅前驅體中，通過將GMT材料浸漬到配制好的阻燃體系中，固化交聯，熱壓成型，使GMT板材在獲得阻燃性能的同時，還能提高其力學性能，從而得到了一種阻燃高強的GMT復合板材。

技術領域

本發明屬于汽車內外飾用熱塑性復合材料技術領域，具體涉及一種阻燃高強GMT復合板材及其制備方法。

背景技術

輕質玻璃纖維氈增強熱塑性復合板材，簡稱輕質GMT(Glass fiber Matreinforced Thermoplastics)，是由連續玻璃纖維氈和熱塑性樹脂纖維復合而成的一種新型復合材料，因其具有輕質環保、吸音隔熱、高強韌性、優良的抗化學腐蝕性和環境適應性等特點，成為當今汽車內外飾材料中最為活躍的開發品種，已廣泛應用于各類汽車內外飾件(汽車車底屏蔽防護裝置、行李架、車頂模塑件、發動機蓋、車后行李箱蓋、齒輪箱蓋、承重板、車頂內襯以及車門裝飾)。雖然GMT材料在汽車上有著極大的應用范圍，但是現有GMT內外飾材料大多不具備阻燃性能，這嚴重影響了汽車的防火安全性能，汽車一旦發生火災將造成重大的人員和財產損失。據統計，2015年接到的汽車自燃投訴是2014年的210％，越來越多的汽車存在較大的安全隱患。根據我國現行國家標準GB8410《汽車內飾材料的燃燒特性》的規定，汽車內飾材料的燃燒速度不大于100mm/min即為合格，該標準對汽車內飾材料的熱釋放速率峰值、煙密度等級、產煙毒性等評價火災危險性的重要參數均未作要求；對材料阻燃性的分級與我國現行相關國家標準也不一致。導致我國的乘用汽車普遍使用燃燒時產生大量有毒氣體的易燃可燃內飾材料。因此，隨著汽車產業轉型升級步伐的不斷加快，無論是對于高質量汽車或是新能源汽車，應用內外飾材料具有阻燃性能勢在必行。

膨脹型阻燃劑(IFR)工是一種以氮、磷為主要成分的新型無鹵阻燃劑，含有IFR的高聚物燃燒時，表面能生成一層炭泡沫，能隔熱、隔氧、抑煙、防止熔體滴落現象產生，具有良好的阻燃效果。但是，要使無鹵膨脹型阻燃劑在聚合物中達到較好的阻燃效果，通常添加質量分數為30-60％。然而，大量添加膨脹型阻燃劑必然造成聚合物熔體粘度下降、熔體強度降低以及材料自身力學性能的大幅下降等問題。

有機硅系阻燃劑是一種新型高效、低毒、防熔滴、環境友好的非鹵阻燃劑，主要包括聚硅氧烷，聚有機硅倍半硅氧烷等品種。有機硅阻燃劑是目前含硅阻燃劑最主要的品種，已經有大量的商業化產品面世。如美國Dow Corning公司開發的開發并已商品化的“D·C·RM”系列阻燃劑，該阻燃劑只要添加1％～8％，即可得到發煙量、放熱量、一氧化碳產生量均低的阻燃材料。有機硅系阻燃劑本身可以阻燃，能促進炭層的生成，提高炭層的穩定性和改善炭層結構，此外該炭層還具有一定的抑煙作用。

由于有機硅系阻燃劑和膨脹型阻燃劑一起使用時，能夠表現出顯著的協同阻燃作用和互補性。在燃燒過程中，兩者能相互促進形成含硅炭化保護層。與常規炭層相比，此類炭層結構致密穩定，抗氧化能力大大增強。因此具有卓越的隔熱抑煙、斷絕氧的供應，并防止熔滴等功能，從而獲得協同增效的阻燃作用。本發明配制了一種具有一定粘度的硅前驅體，并將膨脹型阻燃劑添加到有機硅前聚體中。通過將GMT材料浸漬到配制好的阻燃體系中，固化交聯，熱壓成型。該方法使GMT板材在獲得阻燃性能的同時，還能提高其力學性能，從而得到了一種阻燃高強的GMT復合板材。

發明內容

為了克服現有技術中傳統GMT板材不阻燃的缺點，本發明提供了一種阻燃高強GMT復合板材及其制備方法，由該制備方法得到的GMT復合板材具有高強度、高阻燃性以及低VOC(揮發性有機化合物)等性能，可廣泛應用于各類汽車內外飾件。