CN103627166A - 一种阻燃热塑性树脂复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阻燃热塑性树脂复合材料及其制备方法，该复合材料由包括以下质量百分比的组分制成：连续纤维40～60％，热塑性树脂30～46％，红磷7～11％，硼酸锌1.7～2.6％，抗氧剂0.3～0.4％，润滑剂0.6～0.8％；首先制备树脂薄膜，将连续纤维带和树脂薄膜进行复合形成预浸带，并热压、冷压定型，制备得到阻燃热塑性树脂复合材料。与现有技术相比，本发明制备的复合材料本身具备阻燃功能，阻燃级别可达到V0级并且比强度高，耐冲击性能好，悬臂梁缺口冲击强度可达到100KJ/m2以上，抗老化耐腐蚀，重量轻，易加工，在很多方面可以得到广泛使用，并且该复合材料的制造过程中不需要使用任何溶剂，制品成型时纯系物理过程，无化学反应，清洁环保，易回收进行二次加工，不对环境产生污染。

Description

一种阻燃热塑性树脂复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，尤其是涉及一种阻燃热塑性树脂复合材料及其制备方法。 
背景技术
目前在装饰、车厢壁板、建筑模板等领域尚未用到连续纤维增强的热塑性树脂复合材料，通过在此复合材料中引入阻燃功能，使连续纤维增强的热塑性树脂复合材料具备了阻燃功能，同时更好的发挥了该材料的优点，可广泛用于箱柜壁板、车厢壁板、建筑模板和外观装饰板等方面。 
通常制作箱柜壁板、车厢壁板和外观装饰板等，所用材料如：三合板、塑料板、竹胶板等，均不具有阻燃的功能。一旦遇到明火即会燃烧，具备严重的安全隐患，也有使用一些阻燃材料，但通常这些材料的力学性能较差，耐冲击性能不理想，无法维持较高的产品使用寿命。另外，在阻燃材料领域普遍材料或多或少存在重量大，而且长期在户外使用，其耐腐蚀性和抗氧性能不佳，或存在不易加工、强度差的缺点，并且这些材料的力学性能一般，耐冲击性能无法承受较强的冲击力，且不可回收污染环境。 
中国专利20110240465.0公开了一种连续纤维增强热塑性树脂预浸带的制备装置及其应用，中国专利20110232466.0公开了一种连续纤维增强热塑性树脂预浸带及其制备方法，该热塑性树脂预浸带包含以下重量份组份：热塑性树脂30-80％、纤维10-60％、相容剂0.5-3％、抗氧剂0.2-0.5％、润滑剂0.3-2％、吸波物质1-40％，但所制备的预浸带的阻燃性能还需要进一步提高。 
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有阻燃功能、使用寿命长、比强度高、耐冲击性能好、抗老化耐腐蚀、重量轻、易加工、易 回收等优点的阻燃热塑性树脂复合材料及其制备方法。 
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： 
一种阻燃热塑性树脂复合材料，该复合材料由包括以下质量百分比的组分制成： 
Figure BDA00002039078200021
所述的连续纤维为无碱玻璃无捻粗纱。 
所述的热塑性树脂为尼龙6或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。 
所述的硼酸锌为2ZnO·3B2O3·3.5H2O，所述的润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物。 
所述的抗氧剂为重量比为1∶1的三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物。 
一种阻燃热塑性树脂复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤： 
(1)按质量百分比称取30～46％的热塑性树脂、7～11％的红磷、1.7～2.6％硼酸锌、0.3～0.4％的抗氧剂和0.6～0.8％的润滑剂，加入搅拌机中进行搅拌，混合均匀； 
(2)将步骤(1)得到的混合物加入到单螺杆挤出机中，熔融共混通过模头挤出进行淋膜，得到具有均匀连续状态的树脂薄膜； 
(3)将质量百分比为40～60％的连续纤维通过牵引单元平行进行展丝，使连续纤维均匀平整后进入烘箱进行预热得到预热的连续纤维带； 
(4)将步骤(3)得到的预热的连续纤维带和步骤(2)得到的树脂薄膜通过复合单元进行复合形成预浸带； 
(5)将步骤(4)得到的预浸带裁切后，进行叠加、热压、冷压定型，制备得到阻燃热塑性树脂复合材料。 
步骤(1)所述的热塑性树脂在115～125℃进行干燥，热塑性树脂的含水量不超过0.02％，步骤(1)所述的搅拌的时间为80～160s。 
步骤(2)所述的挤出机的挤出温度为220～270℃，挤出机的挤出频率为34～37HZ； 
当热塑性树脂为尼龙6时，挤出机的挤出温度为240～270℃，当热塑性树脂为PBT时，挤出机的挤出温度为220～260℃； 
步骤(3)所述的预热的温度为180～220℃。 
步骤(4)所述的复合单元包括两个挤出模头，步骤(4)所述的复合的具体步骤为： 
在复合单元中两挤出模头位置上下交错挤出熔融的高温流体状的树脂薄膜，预热后的连续纤维带从两挤出模头交错的缝隙中穿过，连续纤维带的两侧分别与两挤出模头接触并产生张力，使得熔融的高温流体状的树脂薄膜对连续纤维带的两侧进行预浸渍，浸渍后的连续纤维带通过复合辊进行冷却，所述的复合辊中通有10～20℃的冷却水，使浸渍后的连续纤维带表面温度为60～70℃，然后通过压平单元压平，得到预浸带。 
步骤(5)所述的叠加的方式为根据预浸带中连续纤维的方向，按照0°/90°排列； 
步骤(5)所述的热压在热压机中进行，所述的热压机为平板硫化机，所述的热压的压力为1～2MPa，热压的时间维持在40～60min，在热压过程中进行排气操作，即热压机闭合10min后开启排气，排气后再闭合热压机进行热压，步骤(5)所述的热压的温度为210～250℃，当热塑性树脂为尼龙6时，热压的温度为230～250℃，当热塑性树脂为PBT时，热压的温度为210～230℃； 
步骤(5)所述的冷压的压力2～5MPa，冷压的时间30～60min，冷压后复合材料表面温度降至80℃以下。 
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果： 
1、本发明的复合材料通过添加了红磷和硼酸锌，使材料具备较高的阻燃级别，最终使复合板材实现阻燃功能，并且不影响热塑性树脂复合材料原有的性能。 
2、本发明的复合材料本身具备阻燃功能，不需额外进行表面处理，使用寿命长，且易制造和加工，耐冲击性能好，抗老化耐腐蚀，重量轻，易回收，属于用途广泛的阻燃装饰材料。 
3、本发明提供了一种带有阻燃功能的热塑性树脂复合材料，将热塑性树脂复合材料的使用范围进一步扩大，起到阻燃的作用，并且不影响热塑性树脂复合材料原有的功能。 
4、本发明制备的复合材料本身具备阻燃功能并且比强度高，耐冲击性能好， 由于增强纤维在复合材料中是连续而无断损的，从而保证了材料突出的高强度和高刚性；又由于所用的基体树脂是热塑性的，更是赋予了TPAC复合材料优异的高低温抗冲击韧性，吸收撞击载荷能力强。特别是复合材料在低温下仍然具有很高的冲击强度。悬臂梁缺口冲击强度可达到100KJ/m2以上，抗老化耐腐蚀，重量轻，易加工，在很多方面可以得到广泛使用，并且该复合材料的制造过程中不需要使用任何溶剂，制品成型时纯系物理过程，无化学反应，清洁环保，易回收进行二次加工，不对环境产生污染。 
附图说明
图1为本发明的阻燃热塑性树脂复合材料的结构示意图。 
图中，1为热塑性树脂，2为红磷和硼酸锌，3为连续纤维。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。 
实施例1 
一种热塑性树脂复合材料，由包含以下质量百分比的组分制成： 
Figure BDA00002039078200041
其中，连续纤维为无碱玻璃无捻粗纱；硼酸锌为2ZnO·3B2O3·3.5H2O；抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的百分数为0.15％，四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的百分数为0.15％；润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物。 
其制备方法如下： 
(1)将尼龙6在120℃的烘箱中干燥，含水率控制在0.02％以下。 
按上述比例称取各组分原料，将尼龙6、红磷、硼酸锌、抗氧剂和润滑剂混合， 通过低速混料机搅拌100s混合均匀； 
(2)将步骤(1)得到的混合物加热到250℃熔融，再通过单螺杆挤出机进行加热混合，再通过模头对树脂进行淋膜，得到均匀连续的树脂薄膜； 
(3)将多束连续纤维安放在纱架上，纱架主要用来放置连续纤维卷。它的主要目的是将连续纤维束从纤维卷上平行展开。纺纱架上设有水平转动的锭子，用于放置连续纤维卷，其中连续纤维卷位于纺纱架的内部，锭子支架上设有锭子。为了控制连续纤维从连续纤维卷上展开时的稳定性和张紧力的均匀性，每个水平转动的锭子内部设有阻尼装置，用来控制连续纤维卷在展开连续纤维时的张力的均匀性，保证纤维的平行排列和张力的均匀性。再通过预浸带生产线的牵引单元平行进行展丝，牵引单元中装有张力调节辊位置，上下横纵交错，通过调节张力调节辊，调整纤维的张力。将纤维展丝均匀平整后进入烘箱进行预热，预热温度200℃。 
(4)将步骤(3)预热后的连续纤维和步骤(2)得到树脂薄膜通过复合单元进行复合形成预浸带，在复合单元中两挤出模头位置上下交错，预热后的连续纤维从两挤出模头交错的缝隙中穿过，连续纤维带与其中之一的挤出模头接触并产生一定的张力，使得熔融的高温流体对连续纤维带进行预浸渍，接着纤维带的另一侧与另一挤出模头接触并也产生一定张力对纤维带的另一侧进行预浸渍。挤出机挤出频率设定为34HZ。 
整个过程需在复合单元中的复合辊中需通入15℃常温水进行冷却，保证完成复合后的预浸带表面温度为65℃，通过预浸带生产线的压平单元将预浸带压平。 
(5)将预浸带按要求裁切后根据所需厚度进行叠加后放入热压机设置好热压温度进行热压，然后进行冷压定型，制备得到阻燃热塑性树脂复合材料。 
热压制程需使用平板硫化机，平板硫化机中通入循环油进行加热。将预浸带0°/90°排列，按要求裁切后根据所需厚度进行叠加，放置于热压机中热压，热压温度为240℃，热压压力为1.5MPa，热压时间维持在50min。在热压过程中进行适当排气操作。 
热压操作完成后进入冷压机进行冷压定型操作，冷压平板硫化机中通入循环常温水进行板材冷却。设定冷压压力3.5MPa，冷压时间45min，使板材表面温度降低至80℃以下，即制得带有阻燃功能的热塑性树脂复合板材压制工作，该复合材料的结构如图1所示。 
实施例2 
一种热塑性树脂复合材料，由包含以下质量百分比的组分制成： 
连续纤维    40%， 
尼龙6       45.2%， 
红磷        11% 
硼酸锌      2.6%， 
抗氧剂      0.4%， 
润滑剂      0.8%； 
连续纤维为无碱玻璃无捻粗纱。 
硼酸锌为2ZnO·3B2O3·3.5H2O。 
抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的百分数为0.2％，四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的百分数为0.2％。 
润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物。 
制备方法如下： 
(1)按上述配比称取各组分原料，将尼龙6在120℃的烘箱中干燥，含水率控制在0.02％以下；按上述比例将尼龙6、红磷、硼酸锌、抗氧剂和润滑剂混合，通过低速混料机搅拌120s混合均匀； 
(2)将步骤(1)得到的混合物加热到260℃熔融，再通过双螺杆挤出机进行加热混合，再通过模头对树脂进行淋膜，得到均匀连续的树脂薄膜； 
(3)将多束连续纤维安放在纱架上，纱架主要用来放置连续纤维卷。它的主要目的是将连续纤维束从纤维卷上平行展开。纺纱架上设有水平转动的锭子，用于放置连续纤维卷，其中连续纤维卷位于纺纱架的内部，锭子支架上设有锭子。为了控制连续纤维从连续纤维卷上展开时的稳定性和张紧力的均匀性，每个水平转动的锭子内部设有阻尼装置，用来控制连续纤维卷在展开连续纤维时的张力的均匀性，保证纤维的平行排列和张力的均匀性。再通过预浸带生产线的牵引单元平行进行展丝，牵引单元中装有张力调节辊位置，上下横纵交错，通过调节张力调节辊，调整纤维的张力。将纤维展丝均匀平整后进入烘箱进行预热，预热温度200℃。 
(4)将步骤(3)预热后的连续纤维和步骤(2)得到树脂薄膜通过复合单元进行复合形成预浸带，在复合单元中两挤出模头位置上下交错，连续纤维从两挤出模头交错的缝隙中穿过，连续纤维带与其中之一的挤出模头接触并产生一定的张 力，使得熔融的高温流体对连续纤维带进行预浸渍，接着纤维带的另一侧与另一挤出模头接触并也产生一定张力对纤维带的另一侧进行预浸渍。挤出机挤出频率设定为37HZ。 
整个过程需在复合单元中的复合辊中需通入20℃常温水进行冷却，保证完成复合后的预浸带表面温度为70℃，通过预浸带生产线的压平单元将预浸带压平。 
(5)将预浸带按要求裁切后根据所需厚度进行叠加后放入热压机设置好热压温度进行热压，然后进行冷压定型，制备得到阻燃热塑性树脂复合材料。 
热压制程需使用平板硫化机，平板硫化机中通入循环油进行加热。将预浸带0°/90°排列，按要求裁切后根据所需厚度进行叠加，放置于热压机中热压，热压温度为230℃，热压压力为2MPa，热压时间维持在60min。在热压过程中进行适当排气操作。 
热压操作完成后进入冷压机进行冷压定型操作，冷压平板硫化机中通入循环常温水进行板材冷却。设定冷压压力5MPa，冷压时间60min，使板材表面温度降低至80℃以下，即制得带有阻燃功能的热塑性树脂复合板材压制工作，如图1所示。 
实施例3 
一种阻燃热塑性树脂复合材料，该复合材料由包括以下质量百分比的组分制成： 
连续纤维        50%， 
热塑性树脂      37.9%， 
红磷            9%， 
硼酸锌          2.0% 
抗氧剂          0.4%， 
润滑剂          0.7%。 
连续纤维为无碱玻璃无捻粗纱；热塑性树脂为尼龙6；硼酸锌为2ZnO·3B2O3·3.5H2O；抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.2％和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯0.2％的混合物；润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物。 
上述热塑性树脂复合材料的制备方法包括以下步骤： 
(1)按上述配比称取质量百分比为37.9％的热塑性树脂、9％的红磷、2.0％硼酸锌、0.4％的抗氧剂和0.7％的润滑剂，加入搅拌机中搅拌80s混合均匀，其中热 塑性树脂使用前在115℃烘箱进行干燥，使其含水率不超过0.02％； 
(2)将步骤(1)得到的混合物加入到单螺杆挤出机中，控制挤出机温度为260℃、频率为35HZ，熔融共混通过模头挤出进行淋膜，使薄膜达到均匀连续的状态； 
(3)将质量百分比为50％的连续纤维通过牵引单元平行进行展丝，使纤维展丝均匀平整后进入烘箱在220℃下进行预热得到预热的连续纤维； 
(4)将步骤(3)中预热的连续纤维和步骤(2)中通过模头挤出淋膜得到的树脂薄膜通过复合单元进行复合形成预浸带，在复合单元中两挤出模头位置上下交错挤出树脂薄膜，预热后的连续纤维从两挤出模头交错的缝隙中穿过，连续纤维与其中之一的挤出模头接触并产生一定的张力，使得熔融的高温流体对连续纤维带进行浸渍，接着纤维带的另一侧与另一挤出模头接触并也产生一定张力对纤维带的另一侧进行预浸渍，浸渍后通过通有10℃冷却水的复合辊进行冷却，使完成复合后的预浸带表面温度为60℃，然后通过预浸带生产线的压平单元将预浸带压平得到预浸带。 
(5)将预浸带按要求裁切后根据所需厚度按照0°/90°排列进行叠加后加入平板硫化机中热压，热压压力为1MPa，热压温度为250℃，热压时间维持在60min，然后进行冷压定型，冷压压力5MPa，冷压时间60min，冷压后复合材料表面温度降至80℃以下，制备得到阻燃热塑性树脂复合材料。 
其中步骤(5)中在热压过程中进行排气操作，即热压机闭合10min后开启，进行排气后再闭合进行热压。 
实施例4 
一种阻燃热塑性树脂复合材料，该复合材料由包括以下质量百分比的组分制成： 
连续纤维        45%， 
热塑性树脂      43.9%， 
红磷            8%， 
硼酸锌          2.2% 
抗氧剂          0.3%， 
润滑剂          0.6%。 
连续纤维为无碱玻璃无捻粗纱；热塑性树脂聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)； 硼酸锌为2ZnO·3B2O3·3.5H2O；抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.15％和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯0.15％的混合物；润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物。 
上述热塑性树脂复合材料的制备方法包括以下步骤： 
(1)按上述配比称取质量百分比为43.9％的热塑性树脂、8％的红磷、2.2％硼酸锌、0.3％的抗氧剂和0.6％的润滑剂，加入搅拌机中搅拌80～160s混合均匀，其中热塑性树脂使用前在115～125℃烘箱进行干燥，使其含水率不超过0.02％； 
(2)将步骤(1)得到的混合物加入到单螺杆挤出机中，控制挤出机温度为250℃、频率为36HZ，熔融共混通过模头挤出进行淋膜，使薄膜达到均匀连续的状态； 
(3)将质量百分比为45％的连续纤维通过牵引单元平行进行展丝，使纤维展丝均匀平整后进入烘箱在180℃下进行预热得到预热的连续纤维； 
(4)将步骤(3)中预热的连续纤维和步骤(2)中通过模头挤出淋膜得到的树脂薄膜通过复合单元进行复合形成预浸带，在复合单元中两挤出模头位置上下交错挤出树脂薄膜，预热后的连续纤维从两挤出模头交错的缝隙中穿过，连续纤维与其中之一的挤出模头接触并产生一定的张力，使得熔融的高温流体对连续纤维带进行预浸渍，接着纤维带的另一侧与另一挤出模头接触并也产生一定张力对纤维带的另一侧进行预浸渍，浸渍后通过通有20℃冷却水的复合辊进行冷却，使完成复合后的预浸带表面温度为70℃，然后通过预浸带生产线的压平单元将预浸带压平得到预浸带。 
(5)将预浸带按要求裁切后根据所需厚度按照0°/90°排列进行叠加后加入平板硫化机中热压，热压压力为2MPa，热压温度为210℃，热压时间维持在40min，然后进行冷压定型，冷压压力2MPa，冷压时间30min，冷压后复合材料表面温度降至80℃以下，制备得到阻燃热塑性树脂复合材料。 
其中步骤(5)中在热压过程中进行排气操作，即热压机闭合10min后开启，进行排气后再闭合进行热压。 
实施例5 
一种阻燃热塑性树脂复合材料，该复合材料由包括以下质量百分比的组分制成： 
连续纤维      40.2%， 
热塑性树脂    46%， 
红磷          10%， 
硼酸锌        2.6% 
抗氧剂        0.4%， 
润滑剂        0.8%。 
其中，连续纤维为无碱玻璃无捻粗纱；热塑性树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)；硼酸锌为2ZnO·3B2O3·3.5H2O；抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.2％和四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯0.2％的混合物；润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物。 
上述热塑性树脂复合材料的制备方法包括以下步骤； 
(1)按上述配比称取质量百分比为46％的热塑性树脂、10％的红磷、2.6％硼酸锌、0.4％的抗氧剂和0.8％的润滑剂，加入搅拌机中搅拌120s混合均匀，其中热塑性树脂使用前在120℃烘箱进行干燥，使其含水率不超过0.02％； 
(2)将步骤(1)得到的混合物加入到单螺杆挤出机中，控制挤出机温度为260℃、频率为37HZ，熔融共混通过模头挤出进行淋膜，使薄膜达到均匀连续的状态； 
(3)将质量百分比为40.2％的连续纤维通过牵引单元平行进行展丝，使纤维展丝均匀平整后进入烘箱在200℃下进行预热得到预热的连续纤维； 
(4)将步骤(3)中预热的连续纤维和步骤(2)中通过模头挤出淋膜得到的树脂薄膜通过复合单元进行复合形成预浸带，在复合单元中两挤出模头位置上下交错挤出树脂薄膜，预热后的连续纤维从两挤出模头交错的缝隙中穿过，连续纤维与其中之一的挤出模头接触并产生一定的张力，使得熔融的高温流体对连续纤维带进行预浸渍，接着纤维带的另一侧与另一挤出模头接触并也产生一定张力对纤维带的另一侧进行预浸渍，浸渍后通过通有15℃冷却水的复合辊进行冷却，使完成复合后的预浸带表面温度为65℃，然后通过预浸带生产线的压平单元将预浸带压平得到预浸带。 
(5)将预浸带按要求裁切后根据所需厚度按照0°/90°排列进行叠加后加入平板硫化机中热压，热压压力为1.5MPa，热压温度为230℃，热压时间维持在50min，然后进行冷压定型，冷压压力3.5MPa，冷压时间45min，冷压后复合材料表面温度降至80℃以下，制备得到阻燃热塑性树脂复合材料。 
步骤(5)中在热压过程中进行排气操作，即热压机闭合10min后开启，进行排气后再闭合进行热压。 
实施例6 
一种阻燃热塑性树脂复合材料，该复合材料由包括以下质量百分比的组分制成：连续纤维56.4％；热塑性树脂30％；红磷11％；硼酸锌1.7％；抗氧剂0.3％；润滑剂0.6％。 
连续纤维为无碱玻璃无捻粗纱。热塑性树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。硼酸锌为2ZnO·3B2O3·3.5H2O。润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物。 
抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物；其中三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯与四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的重量比为1∶1。 
一种阻燃热塑性树脂复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤： 
(1)按质量百分比称取30％的热塑性树脂、11％的红磷、1.7％硼酸锌、0.3％的抗氧剂和0.6％的润滑剂，加入搅拌机中进行搅拌，混合均匀； 
(2)将步骤(1)得到的混合物加入到单螺杆挤出机中，熔融共混通过模头挤出进行淋膜，得到具有均匀连续状态的树脂薄膜； 
(3)将质量百分比为56.4％的连续纤维通过牵引单元平行进行展丝，使连续纤维均匀平整后进入烘箱进行预热得到预热的连续纤维带； 
(4)将步骤(3)得到的预热的连续纤维和步骤(2)得到的树脂薄膜通过复合单元进行复合形成预浸带； 
(5)将步骤(4)得到的预浸带按要求裁切后，根据所需厚度进行叠加后热压，然后进行冷压定型，制备得到阻燃热塑性树脂复合材料。 
步骤(1)中热塑性树脂在115℃进行干燥，热塑性树脂的含水量不超过0.02％，步骤(1)搅拌的时间为80s。 
步骤(2)挤出机的挤出温度为260℃，挤出机的挤出频率为34HZ； 
步骤(3)预热的温度为200℃。 
步骤(4)复合单元包括两个挤出模头，步骤(4)复合的具体步骤为： 
在复合单元中两挤出模头位置上下交错挤出熔融的高温流体状的树脂薄膜，预热后的连续纤维带从两挤出模头交错的缝隙中穿过，连续纤维带的两侧分别与两挤出模头接触并产生张力，使得熔融的高温流体状的树脂薄膜对连续纤维带的两侧进 行预浸渍，浸渍后的连续纤维带通过复合辊进行冷却，所述的复合辊中通有10℃的冷却水，使浸渍后的连续纤维带表面温度为60℃，然后通过压平单元压平，得到预浸带。 
步骤(5)叠加的方式为根据预浸带中连续纤维的方向，按照0°/90°排列； 
步骤(5)热压在热压机中进行，热压机为平板硫化机，步骤(5)热压的压力为2MPa，热压的时间维持在40min，在热压过程中进行排气操作，即热压机闭合10min后开启，进行排气后再闭合进行热压，步骤(5)热压温度为230℃； 
步骤(5)冷压的压力2MPa，冷压的时间60min，冷压后复合材料表面温度降至80℃以下。 
本实施例得到的阻燃热塑性树脂复合材料，结构如图1所示，图中1为热塑性树脂，2为红磷和硼酸锌，3为连续纤维。 
实施例7 
一种阻燃热塑性树脂复合材料，该复合材料由包括以下质量百分比的组分制成： 
连续纤维44.4％；热塑性树脂46％；红磷7％；硼酸锌1.7％；抗氧剂0.3％；润滑剂0.6％。 
连续纤维为无碱玻璃无捻粗纱。热塑性树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。硼酸锌为2ZnO·3B2O3·3.5H2O。润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物。 
抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物；其中三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯与四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的重量比为1∶1。 
一种阻燃热塑性树脂复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤： 
(1)按质量百分比称取46％的热塑性树脂、7％的红磷、1.7％硼酸锌、0.3％的抗氧剂和0.6％的润滑剂，加入搅拌机中进行搅拌，混合均匀； 
(2)将步骤(1)得到的混合物加入到单螺杆挤出机中，熔融共混通过模头挤出进行淋膜，得到具有均匀连续状态的树脂薄膜； 
(3)将质量百分比为44.4％的连续纤维通过牵引单元平行进行展丝，使连续纤维均匀平整后进入烘箱进行预热得到预热的连续纤维带； 
(4)将步骤(3)得到的预热的连续纤维和步骤(2)得到的树脂薄膜通过复合单元进行复合形成预浸带； 
(5)将步骤(4)得到的预浸带按要求裁切后，根据所需厚度进行叠加后热压，然后进行冷压定型，制备得到阻燃热塑性树脂复合材料。 
步骤(1)中热塑性树脂在115℃进行干燥，热塑性树脂的含水量不超过0.02％， 
步骤(1)搅拌的时间为80s。 
步骤(2)挤出机的挤出温度为260℃，挤出机的挤出频率为37HZ； 
步骤(3)预热的温度为200℃。 
步骤(4)复合单元包括两个挤出模头，步骤(4)复合的具体步骤为： 
在复合单元中两挤出模头位置上下交错挤出熔融的高温流体状的树脂薄膜，预热后的连续纤维带从两挤出模头交错的缝隙中穿过，连续纤维带的两侧分别与两挤出模头接触并产生张力，使得熔融的高温流体状的树脂薄膜对连续纤维带的两侧进行预浸渍，浸渍后的连续纤维带通过复合辊进行冷却，所述的复合辊中通有20℃的冷却水，使浸渍后的连续纤维带表面温度为70℃，然后通过压平单元压平，得到预浸带。 
步骤(5)叠加的方式为根据预浸带中连续纤维的方向，按照0°/90°排列； 
步骤(5)热压在热压机中进行，热压机为平板硫化机，步骤(5)热压的压力为2MPa，热压的时间维持在40min，在热压过程中进行排气操作，即热压机闭合10min后开启，进行排气后再闭合进行热压，步骤(5)热压温度为230℃； 
步骤(5)冷压的压力2MPa，冷压的时间60min，冷压后复合材料表面温度降至80℃以下。 
对实施例1～7中制得的产品进行性能测试，测试结果如表1： 
表1 
  测试项目   阻燃级别   冲击强度(KJ/m2)
  测试标准   UL94   ASTM D256-2005
  实施例1   V0   125
  实施例2   V0   108
  实施例3   V0   116
  实施例4   V0   109
  实施例5   V0   106
  实施例6   V0   119
[0142] 
  实施例7   V0   105
通常，尼龙6的冲击强度约31kJ/m2，容易燃烧。从表1中可以看出，通过本发明技术方案制备的复合材料的冲击强度可达到108～125kJ/m2，阻燃级别达到V0级，即改进后的耐冲击性能和阻燃性能均得到大幅度提升。 
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种阻燃热塑性树脂复合材料，其特征在于，该复合材料由包括以下质量百分比的组分制成：
2.根据权利要求1所述的一种阻燃热塑性树脂复合材料，其特征在于，所述的连续纤维为无碱玻璃无捻粗纱。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃热塑性树脂复合材料，其特征在于，所述的热塑性树脂为尼龙6或聚对苯二甲酸丁二醇酯。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃热塑性树脂复合材料，其特征在于，所述的硼酸锌为2ZnO·3B2O3·3.5H2O，所述的润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃热塑性树脂复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为重量比为1∶1的三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物。
6.一种如权利要求1～5中任一所述的阻燃热塑性树脂复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按质量百分比称取30～46％的热塑性树脂、7～11％的红磷、1.7～2.6％硼酸锌、0.3～0.4％的抗氧剂和0.6～0.8％的润滑剂，加入搅拌机中进行搅拌，混合均匀；
(2)将步骤(1)得到的混合物加入到单螺杆挤出机中，熔融共混通过模头挤出进行淋膜，得到具有均匀连续状态的树脂薄膜；
(3)将质量百分比为40～60％的连续纤维通过牵引单元平行进行展丝，使连续纤维均匀平整后进入烘箱进行预热得到预热的连续纤维带；
(4)将步骤(3)得到的预热的连续纤维带和步骤(2)得到的树脂薄膜通过复合单元进行复合形成预浸带；
(5)将步骤(4)得到的预浸带裁切后，进行叠加、热压、冷压定型，制备得到阻燃热塑性树脂复合材料。
7.根据权利要求6所述的一种阻燃热塑性树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的热塑性树脂在115～125℃进行干燥，热塑性树脂的含水量不超过0.02％，步骤(1)所述的搅拌的时间为80～160s。
8.根据权利要求6所述的一种阻燃热塑性树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的挤出机的挤出温度为220～270℃，挤出机的挤出频率为34～37HZ；
当热塑性树脂为尼龙6时，挤出机的挤出温度为240～270℃，当热塑性树脂为PBT时，挤出机的挤出温度为220～260℃；
步骤(3)所述的预热的温度为180～220℃。
9.根据权利要求6所述的一种阻燃热塑性树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的复合单元包括两个挤出模头，步骤(4)所述的复合的具体步骤为：
在复合单元中两挤出模头位置上下交错挤出熔融的高温流体状的树脂薄膜，预热后的连续纤维带从两挤出模头交错的缝隙中穿过，连续纤维带的两侧分别与两挤出模头接触并产生张力，使得熔融的高温流体状的树脂薄膜对连续纤维带的两侧进行预浸渍，浸渍后的连续纤维带通过复合辊进行冷却，所述的复合辊中通有10～20℃的冷却水，使浸渍后的连续纤维带表面温度为60～70℃，然后通过压平单元压平，得到预浸带。
10.根据权利要求6所述的一种阻燃热塑性树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述的叠加的方式为根据预浸带中连续纤维的方向，按照0°/90°排列；
步骤(5)所述的热压在热压机中进行，所述的热压机为平板硫化机，所述的热压的压力为1～2MPa，热压的时间维持在40～60min，在热压过程中进行排气操作，即热压机闭合10min后开启排气，排气后再闭合热压机进行热压，步骤(5)所述的热压的温度为210～250℃，当热塑性树脂为尼龙6时，热压的温度为230～250℃，当热塑性树脂为PBT时，热压的温度为210～230℃；
步骤(5)所述的冷压的压力2～5MPa，冷压的时间30～60min，冷压后复合材料表面温度降至80℃以下。
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