CN114085458A - 一种高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分制成：聚丙烯40‑60份、超支化聚丙烯15‑25份、含羟基的聚丙烯10‑20份、甲基丙烯酸异氰基乙酯/3‑(1,1‑二氟烯丙基)喹喔啉‑2‑醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物8‑12份、催化剂0.8‑1.2份、纳米硼纤维6‑10份、抗氧化剂0.1‑0.5份、偶联剂1‑3份、相容剂2‑5份、环保增塑剂1‑3份、引发剂0.8‑1.3份、3‑巯基‑1‑丙磺酸钠2‑4份、热塑性弹性体SBS 2‑5份。本发明还公开了一种所述高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料的制备方法。本发明公开的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料强度大，韧性足，阻燃性佳，抗老化性能和性能稳定性好，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯（Polypropylene，PP）树脂是由丙烯聚合而得的热塑性材料，具有优良的综合性能和相对低廉的价格，广泛应用于家电、汽车、电工电子等领域。然而，现有聚丙烯材料普遍存在阻燃性差，强度和韧性有待进一步提高的缺陷。正是在这种形势下，聚丙烯复合材料应运而生。
聚丙烯复合材料通过是采用共混、填充等方法将聚丙烯树脂与其它填料、功能助剂复合制成，这类材料可以通过功能助剂的调整有效改善聚丙烯材料的阻燃性、强度和韧性。然而，现有的聚丙烯复合材料由于功能助剂、填料与聚丙烯树脂之间相容性不好，在长期使用过程中易出现相分离，功能助剂和填料外渗的现象，影响性能稳定性和使用寿命。除此之外，为了达到较好的性能改善效果，功能助剂和填料的掺量必须较高，较高的掺量又会影响复合材料的加工流动性。
为了解决上述问题，中国发明专利CN102964674B公开了一种超高韧性阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，该复合材料包括以下组分及其重量百分比：有机纤维增强增韧聚丙烯复合材料50-60％，阻燃母粒40-50％。与现有技术相比，该材料在保证其阻燃性能的同时实现了超高的韧性，并且其拉伸、弯曲等性能优异。然而，其中的有机纤维材料与聚丙烯相容性有待进一步改善，使用的阻燃剂加入后使得材料环保性能不佳。
可见，本领域仍然需要一种高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。
为达到以上目的，本发明提供一种高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分制成：聚丙烯40-60份、超支化聚丙烯15-25份、含羟基的聚丙烯10-20份、甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物8-12份、催化剂0.8-1.2份、纳米硼纤维6-10份、抗氧化剂0.1-0.5份、偶联剂1-3份、相容剂2-5份、环保增塑剂1-3份、引发剂0.8-1.3份、3-巯基-1-丙磺酸钠2-4份、热塑性弹性体SBS 2-5份。
优选的，所述超支化聚丙烯的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述超支化聚丙烯是按中国发明专利CN201710388267.6中实施例1的方法制成。
优选的，所述含羟基的聚丙烯的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述含羟基的聚丙烯是按中国发明专利CN109485754B中实施例14的方法制成。
优选的，所述甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸异氰基乙酯、3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇、烯丙基三苯基溴化膦、异丙烯基硼酸频哪醇酯、偶氮二异丁腈加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，50-65℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂。
优选的，所述甲基丙烯酸异氰基乙酯、3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇、烯丙基三苯基溴化膦、异丙烯基硼酸频哪醇酯、偶氮二异丁腈、高沸点溶剂的质量比为1:(0.2-0.5):0.5:(0.6-0.8):(0.03-0.05):(10-16)。
优选的，所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
优选的，所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
优选的，所述催化剂为二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡中的至少一种；所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯按质量比(2-4):1混合而成；所述均聚聚丙烯为上海石化牌号T30S通用级均聚聚丙烯；所述共聚聚丙烯为大连恒力K8003共聚聚丙烯。
优选的，所述纳米硼纤维的平均直径为300-500nm，长径比为(10-16):1。
优选的，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的至少一种。
优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种；所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯；所述环保增塑剂为环氧大豆油；所述引发剂为异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化苯甲酸酯中的至少一种。所述热塑性弹性体SBS为美国科腾D1101 SBS。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀后，得到混合物料，然后将混合物料加入到双螺杆挤出机中挤出成型，冷却至室温后，水洗3-6次，得到高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料成品。
优选的，所述双螺杆挤出机的挤出温度为180-210℃，螺杆转速为220-460转/分，真空度为-0.03Mpa～-0.06Mpa。
由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明公开的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，无需专用设备和生产线，制备工艺简单，操作控制方便，制备效率和成品合格率高，适合连续规模化生产应用。
（2）本发明公开的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，各组分之间的相容性好，通过它们之间的相互配合共同作用，使得制成的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料强度大，韧性足，阻燃性佳，抗老化性能和性能稳定性好，使用寿命长。
（3）本发明公开的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，超支化聚丙烯由于超支化结构的引入，与SBS配合能增强材料韧性；含羟基的聚丙烯上的羟基在催化剂的作用下能与甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物上的异氰酸酯基发生化学反应；甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物分子结构上的溴化膦结构能与3-巯基-1-丙磺酸钠发生离子交换反应，巯基能与热塑性弹性体SBS上的双键发生点击反应，使得各主要原料之间相容性好，形成互穿网络结构，有效改善了材料的性能稳定性，机械强度，韧性和性能稳定性。
（4）本发明公开的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，纳米硼纤维的加入能有效改善机械力学性能；甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物分子结构中引入膦基、含氟、氮、硼结构，协同作用能有效提高阻燃性。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。所述超支化聚丙烯是按中国发明专利CN201710388267.6中实施例1的方法制成；所述含羟基的聚丙烯是按中国发明专利CN109485754B中实施例14的方法制成。
实施例1
一种高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，包括如下按重量份计的各组分制成：聚丙烯40份、超支化聚丙烯15份、含羟基的聚丙烯10份、甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物8份、催化剂0.8份、纳米硼纤维6份、抗氧化剂0.1份、偶联剂1份、相容剂2份、环保增塑剂1份、引发剂0.8份、3-巯基-1-丙磺酸钠2份、热塑性弹性体SBS 2份。
所述甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸异氰基乙酯、3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇、烯丙基三苯基溴化膦、异丙烯基硼酸频哪醇酯、偶氮二异丁腈加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，50℃下搅拌反应3小时，后旋蒸除去溶剂。
所述甲基丙烯酸异氰基乙酯、3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇、烯丙基三苯基溴化膦、异丙烯基硼酸频哪醇酯、偶氮二异丁腈、高沸点溶剂的质量比为1:0.2:0.5:0.6:0.03:10；所述高沸点溶剂为二甲亚砜；所述惰性气体为氮气。
所述催化剂为二丁基锡二月桂酸酯；所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯按质量比2:1混合而成；所述均聚聚丙烯为上海石化牌号T30S通用级均聚聚丙烯；所述共聚聚丙烯为大连恒力K8003共聚聚丙烯；所述纳米硼纤维的平均直径为300nm，长径比为10:1；所述抗氧化剂为抗氧剂1010；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550；所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯；所述环保增塑剂为环氧大豆油；所述引发剂为异丙苯过氧化氢；所述热塑性弹性体SBS为美国科腾D1101 SBS。
一种所述高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀后，得到混合物料，然后将混合物料加入到双螺杆挤出机中挤出成型，冷却至室温后，水洗3次，得到高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料成品；所述双螺杆挤出机的挤出温度为180-210℃，螺杆转速为220转/分，真空度为-0.03Mpa。
实施例2
一种高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，包括如下按重量份计的各组分制成：聚丙烯45份、超支化聚丙烯17份、含羟基的聚丙烯13份、甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物9份、催化剂0.9份、纳米硼纤维7份、抗氧化剂0.2份、偶联剂1.5份、相容剂3份、环保增塑剂1.5份、引发剂0.9份、3-巯基-1-丙磺酸钠2.5份、热塑性弹性体SBS 3份。
所述甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸异氰基乙酯、3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇、烯丙基三苯基溴化膦、异丙烯基硼酸频哪醇酯、偶氮二异丁腈加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，55℃下搅拌反应3.5小时，后旋蒸除去溶剂。
所述甲基丙烯酸异氰基乙酯、3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇、烯丙基三苯基溴化膦、异丙烯基硼酸频哪醇酯、偶氮二异丁腈、高沸点溶剂的质量比为1:0.35:0.5:0.7:0.04:13;所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氦气。
所述催化剂为辛酸亚锡；所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯按质量比2.5:1混合而成；所述均聚聚丙烯为上海石化牌号T30S通用级均聚聚丙烯；所述共聚聚丙烯为大连恒力K8003共聚聚丙烯。
所述纳米硼纤维的平均直径为350nm，长径比为12:1；所述抗氧化剂为抗氧剂168；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560；所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯；所述环保增塑剂为环氧大豆油；所述引发剂为叔丁基过氧化苯甲酸酯；所述热塑性弹性体SBS为美国科腾D1101SBS。
一种所述高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀后，得到混合物料，然后将混合物料加入到双螺杆挤出机中挤出成型，冷却至室温后，水洗5次，得到高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料成品；所述双螺杆挤出机的挤出温度为180-210℃，螺杆转速为310转/分，真空度为-0.04Mpa。
实施例3
一种高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分制成：聚丙烯50份、超支化聚丙烯20份、含羟基的聚丙烯15份、甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物10份、催化剂1份、纳米硼纤维8份、抗氧化剂0.35份、偶联剂2份、相容剂3.5份、环保增塑剂2份、引发剂1.1份、3-巯基-1-丙磺酸钠3份、热塑性弹性体SBS 3.5份。
所述甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸异氰基乙酯、3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇、烯丙基三苯基溴化膦、异丙烯基硼酸频哪醇酯、偶氮二异丁腈加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，59℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去溶剂。
所述甲基丙烯酸异氰基乙酯、3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇、烯丙基三苯基溴化膦、异丙烯基硼酸频哪醇酯、偶氮二异丁腈、高沸点溶剂的质量比为1:0.4:0.5:0.7:0.04:14；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基乙酰胺；所述惰性气体为氖气。
所述催化剂为二丁基锡二月桂酸酯；所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯按质量比3:1混合而成；所述均聚聚丙烯为上海石化牌号T30S通用级均聚聚丙烯；所述共聚聚丙烯为大连恒力K8003共聚聚丙烯。
所述纳米硼纤维的平均直径为400nm，长径比为14:1；所述抗氧化剂为抗氧剂1010；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570；所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯；所述环保增塑剂为环氧大豆油；所述引发剂为叔丁基过氧化苯甲酸酯；所述热塑性弹性体SBS为美国科腾D1101 SBS。
一种所述高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀后，得到混合物料，然后将混合物料加入到双螺杆挤出机中挤出成型，冷却至室温后，水洗3-6次，得到高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料成品；所述双螺杆挤出机的挤出温度为180-210℃，螺杆转速为390转/分，真空度为-0.045Mpa。
实施例4
一种高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，包括如下按重量份计的各组分制成：聚丙烯55份、超支化聚丙烯23份、含羟基的聚丙烯18份、甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物11份、催化剂1.1份、纳米硼纤维9.5份、抗氧化剂0.4份、偶联剂2.5份、相容剂4.5份、环保增塑剂2.5份、引发剂1.2份、3-巯基-1-丙磺酸钠3.5份、热塑性弹性体SBS 4.5份。
所述甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸异氰基乙酯、3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇、烯丙基三苯基溴化膦、异丙烯基硼酸频哪醇酯、偶氮二异丁腈加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，63℃下搅拌反应4.5小时，后旋蒸除去溶剂。
所述甲基丙烯酸异氰基乙酯、3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇、烯丙基三苯基溴化膦、异丙烯基硼酸频哪醇酯、偶氮二异丁腈、高沸点溶剂的质量比为1:0.45:0.5:0.75:0.045:15；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮按质量比1:1:3:2混合形成的混合物；所述惰性气体为氮气。
所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯按质量比3:1混合而成；所述均聚聚丙烯为上海石化牌号T30S通用级均聚聚丙烯；所述共聚聚丙烯为大连恒力K8003共聚聚丙烯。
所述催化剂为二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡按质量比3:5混合形成的混合物；所述纳米硼纤维的平均直径为480nm，长径比为15:1；所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂168按质量比3:5混合形成的混合物。
所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570按质量比1:2:4混合形成的混合物；所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯；所述环保增塑剂为环氧大豆油；所述引发剂为异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化苯甲酸酯按质量比1:3混合形成的混合物；所述热塑性弹性体SBS为美国科腾D1101 SBS。
一种所述高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀后，得到混合物料，然后将混合物料加入到双螺杆挤出机中挤出成型，冷却至室温后，水洗3-6次，得到高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料成品；所述双螺杆挤出机的挤出温度为180-210℃，螺杆转速为430转/分，真空度为-0.05Mpa。
实施例5
一种高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，包括如下按重量份计的各组分制成：聚丙烯60份、超支化聚丙烯25份、含羟基的聚丙烯20份、甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物12份、催化剂1.2份、纳米硼纤维10份、抗氧化剂0.5份、偶联剂3份、相容剂5份、环保增塑剂3份、引发剂1.3份、3-巯基-1-丙磺酸钠4份、热塑性弹性体SBS 5份。
所述甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸异氰基乙酯、3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇、烯丙基三苯基溴化膦、异丙烯基硼酸频哪醇酯、偶氮二异丁腈加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去溶剂。
所述甲基丙烯酸异氰基乙酯、3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇、烯丙基三苯基溴化膦、异丙烯基硼酸频哪醇酯、偶氮二异丁腈、高沸点溶剂的质量比为1:0.5:0.5:0.8:0.05:16；所述高沸点溶剂为N-甲基吡咯烷酮；所述惰性气体为氮气。
所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯按质量比4:1混合而成；所述均聚聚丙烯为上海石化牌号T30S通用级均聚聚丙烯；所述共聚聚丙烯为大连恒力K8003共聚聚丙烯。
所述催化剂为二丁基锡二月桂酸酯；所述纳米硼纤维的平均直径为500nm，长径比为16:1；所述抗氧化剂为抗氧剂1010；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560；所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯；所述环保增塑剂为环氧大豆油；所述引发剂为异丙苯过氧化氢；所述热塑性弹性体SBS为美国科腾D1101 SBS。
一种所述高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀后，得到混合物料，然后将混合物料加入到双螺杆挤出机中挤出成型，冷却至室温后，水洗6次，得到高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料成品；所述双螺杆挤出机的挤出温度为180-210℃，螺杆转速为460转/分，真空度为-0.06Mpa。
对比例1
一种高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，其配方和制备方法与实施例1相似，不同的是没有添加3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇和烯丙基三苯基溴化膦。
对比例2
一种高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，其配方和制备方法与实施例1相似，不同的是用大连恒力K8003共聚聚丙烯代替含羟基的聚丙烯。
为了进一步说明本发明各实施例制成的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料的有益技术效果，对实施例1-5及对比例1-2制成的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料进行相关性能测试，测试结果见表1，测试方法如下：
(1)简支梁冲击强度测试：按ISO179-1-2000标准进行，试样尺寸为80×10×4mm，缺口深度为试样厚度的三分之一。
(2)拉伸性能测试：采用国标GB/T1040-2006《塑料拉伸试验方法》测试拉伸强度。
(3)阻燃性能测试：按照GB/T2406.2-2009测定极限氧指数。
表1
| 项目 | 简支梁缺口冲击强度 | 拉伸强度 | 极限氧指数 |
| 单位 | KJ/m<sup>2</sup> | MPa | % |
| 实施例1 | 96 | 52 | 34 |
| 实施例2 | 98 | 53 | 35 |
| 实施例3 | 101 | 56 | 37 |
| 实施例4 | 102 | 58 | 37 |
| 实施例5 | 104 | 59 | 38 |
| 对比例1 | 94 | 47 | 29 |
| 对比例2 | 90 | 43 | 33 |
从表1可见，本发明实施例公开的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，具有更加优异的韧性、强度和阻燃性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分制成：聚丙烯40-60份、超支化聚丙烯15-25份、含羟基的聚丙烯10-20份、甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物8-12份、催化剂0.8-1.2份、纳米硼纤维6-10份、抗氧化剂0.1-0.5份、偶联剂1-3份、相容剂2-5份、环保增塑剂1-3份、引发剂0.8-1.3份、3-巯基-1-丙磺酸钠2-4份、热塑性弹性体SBS 2-5份。
2.根据权利要求1所述的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述甲基丙烯酸异氰基乙酯/3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇/烯丙基三苯基溴化膦/异丙烯基硼酸频哪醇酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸异氰基乙酯、3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇、烯丙基三苯基溴化膦、异丙烯基硼酸频哪醇酯、偶氮二异丁腈加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，50-65℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂。
3.根据权利要求2所述的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述甲基丙烯酸异氰基乙酯、3-(1,1-二氟烯丙基)喹喔啉-2-醇、烯丙基三苯基溴化膦、异丙烯基硼酸频哪醇酯、偶氮二异丁腈、高沸点溶剂的质量比为1:(0.2-0.5):0.5:(0.6-0.8):(0.03-0.05):(10-16)。
4.根据权利要求2所述的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述催化剂为二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡中的至少一种；所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯按质量比(2-4):1混合而成；所述均聚聚丙烯为上海石化牌号T30S通用级均聚聚丙烯；所述共聚聚丙烯为大连恒力K8003共聚聚丙烯。
7.根据权利要求1所述的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述纳米硼纤维的平均直径为300-500nm，长径比为(10-16):1；所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种；所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯；所述环保增塑剂为环氧大豆油；所述引发剂为异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化苯甲酸酯中的至少一种；所述热塑性弹性体SBS为美国科腾D1101 SBS。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀后，得到混合物料，然后将混合物料加入到双螺杆挤出机中挤出成型，冷却至室温后，水洗3-6次，得到高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料成品。
10.根据权利要求9所述的高强度高韧性阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的挤出温度为180-210℃，螺杆转速为220-460转/分，真空度为-0.03Mpa～-0.06Mpa。
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