[發(fā)明專利]一種具有低燃燒熱釋和煙釋的復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210034112.3
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114316594B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡澤旭;代璐;張帆;倪明達;周哲;相恒學(xué);侯愷;朱美芳
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué);上海緒光纖維材料科技有限公司
• 主分類號: C08L81/02
• 分類號: C08L81/02;C08K3/22;C08K9/12;C08K3/04
• 代理公司: 西安杜諾匠心專利代理事務(wù)所(普通合伙) 61272
• 代理人: 葉厚平

一種具有低燃燒熱釋和煙釋的復(fù)合材料及其制備方法，其中制備方法包括：取干燥的Fe2O3的含量為30％?85％的G?Fe2O3復(fù)合納米材料，二次分散后再干燥處理；取PPS、硅烷偶聯(lián)劑與經(jīng)步驟S1處理后的G?Fe2O3復(fù)合納米材料按G?Fe2O3復(fù)合納米材料的含量為0.3?3％，硅烷偶聯(lián)劑的含量為G?Fe2O3的10?30％，進行混合，然后在200?350℃下熔融共混制備得到復(fù)合母粒；將復(fù)合母粒進行干燥處理，使含水率小于50ppm；將干燥后的復(fù)合母粒通過擠出注塑制備得到具有低燃燒熱釋和煙釋的PPS/G?Fe2O3復(fù)合材料。本發(fā)明所制備的PPS/G?Fe2O3復(fù)合材料，對熱穩(wěn)定性顯著改善，熱失重曲線熱解階段向高溫區(qū)移動，殘?zhí)苛吭黾樱欣跓岷蜔煹淖韪簦磺胰紵裏後尯蜔熱尭纳骑@著，熱釋放速率、總熱釋放、煙釋放速率、總煙釋放顯著下降。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有低燃燒熱釋和煙釋的復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

在工程生產(chǎn)中通常存在許多的高溫風(fēng)險，例如，易引起燃燒，產(chǎn)生熱傷害和煙霧傷害等等。針對此種環(huán)境，開發(fā)一種具有耐熱，且燃燒中熱釋和煙釋均較低的輕質(zhì)熱防護材料是至關(guān)重要的。通用的聚合物材料，耐熱溫度較低，且燃燒過程中伴隨熔融坍縮，熱量滲透高且快，同時生成大量的煙霧，不利于安全保護。而PPS材料，具有良好的熱穩(wěn)定性，熱分解溫度高達400℃，且極限氧指數(shù)高，達UL-94-V0級，有望開發(fā)為輕質(zhì)熱防護用品。但其仍存在風(fēng)險性，這主要因其為熱塑性材料，燃燒過程中雖可環(huán)化交聯(lián)，但環(huán)化交聯(lián)效率低，所成炭層結(jié)構(gòu)疏松，故因其熱量快速滲透，而同時在熱量沖擊下大量熱解產(chǎn)物析出基體形成煙氣，導(dǎo)致煙釋放較高。

因此，，需提高PPS阻燃及防火性能，制備以PPS為基體進行摻雜的聚合物復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種具有低燃燒熱釋和煙釋的復(fù)合材料及其制備方法，該方法制備得到的復(fù)合材料燃燒熱釋和煙釋改善顯著，熱釋放速率、總熱釋放、煙釋放速率，且總煙釋放顯著下降。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種具有低燃燒熱釋和煙釋的復(fù)合材料的制備方法，其包括以下步驟：

S1，取干燥的Fe2O3的含量為30％-85％的G-Fe2O3復(fù)合納米材料，二次分散后再干燥處理；

S2，取PPS、硅烷偶聯(lián)劑與經(jīng)步驟S1處理后的G-Fe2O3復(fù)合納米材料按G-Fe2O3復(fù)合納米材料的含量為0.3-3％、硅烷偶聯(lián)劑的含量為G-Fe2O3的10-30％進行混合，然后在200-350℃下熔融共混制備得到復(fù)合母粒；

S3，將復(fù)合母粒進行干燥處理，使含水率小于50ppm；

S4，將干燥后的復(fù)合母粒通過擠出注塑制備得到具有低燃燒熱釋和煙釋的PPS/G-Fe2O3復(fù)合材料，在此需說明的是，該步驟制造得到的具有低燃燒熱釋和煙釋的PPS/G-Fe2O3復(fù)合材料也可以簡寫為具有低燃燒熱釋和煙釋的復(fù)合材料。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選技術(shù)方案，步驟S1中，二次分散包括以下具體操作：

首先，將G-Fe2O3復(fù)合納米材料溶于溶劑內(nèi)，得到混合溶液；

然后，通過超聲波破碎儀以20Hz-50Hz的頻率對混合溶液進行超聲分散2-5h；

最后，將超聲完畢的懸浮液進行離心，并去除上清液。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選技術(shù)方案，所述溶劑為乙醇、水、丙酮中的一種或幾種的混合液。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選技術(shù)方案，步驟S1中，二次分散后使用冷凍干燥機進行干燥，干燥時間不小于24h。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選技術(shù)方案，步驟S2中通過雙螺桿擠出機進行熔融共混操作。