CN117362979B - 一种无卤阻燃ppo复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种无卤阻燃ppo复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及阻燃材料技术领域，具体公开了一种无卤阻燃PPO复合材料及其制备方法，将PPO、马来酸酐接枝聚苯醚、阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、尼龙6、防老剂、润滑剂混合均匀，挤出，注塑，得到无卤阻燃PPO复合材料，纳米二氧化硅、三元乙丙橡胶和尼龙6共同作用，在复合材料基体中形成均匀的力学网络结构，受到外力作用时，能够缓冲更多的应力作用，改善韧性，提高基体的缺口冲击强度，有效避免断裂，引入的阻燃剂在燃烧过程中，氮元素能够生成不可燃气体，稀释燃烧反应中所需的氧气的浓度，减缓燃烧反应的进行，含磷杂环会生成磷酸和亚磷酸等酸性物质，促进基体表面炭层的形成，具有优良的阻燃性能。

Description

一种无卤阻燃PPO复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及阻燃材料技术领域，具体为一种无卤阻燃PPO复合材料及其制备方法。
背景技术
PPO塑料，也称聚苯醚，是世界五大通用工程塑料之一，具有高刚性、高耐热性、高强度、优良的耐热性和电气绝缘性等特点，是一种无毒、耐污染的材料，且尺寸稳定性好。PPO阻燃性能良好，其极限氧指数能达到29％，但其分子链刚性较大，熔体黏度，导致缺口冲击强度低，受到外力作用时，容易发生冲击断裂，在材料的缺口处发生断裂或破碎，影响材料的完整性和稳定性，导致材料的综合性能变差。因此需要对PPO进行改性，提高其缺口冲击强度，避免发生断裂。通过向PPO中添加其它塑料、树脂、弹性体等，可以有效改善其熔融流动性、加工性和耐应力开裂性，但会降低PPO的阻燃性。
中国专利申请CN102675852A公开了一种无卤阻燃聚苯醚组合物，包括如下成分：聚苯醚、聚苯乙烯和选自间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、双酚A双(二苯基磷酸酯)、对苯二酚双(二苯基磷酸酯)中至少两种组成的磷酸酯混合物。该无卤阻燃聚苯醚组合物通过采用多种磷酸酯组成的混合物来对PPO/PS合金进行阻燃改性，得到的组合物耐热性比较优异。中国专利申请CN116355378A公开了一种改性聚苯醚材料及其应用，包括如下组分：聚苯醚树脂、聚苯乙烯类树脂、增韧剂、阻燃剂和无机多孔材料；该改性聚苯醚材料具有高阻燃性、高力学强度，以及良好的耐热氧老化性能。但上述聚苯醚复合材料中各组分的分散性较差，力学性能一般，在受到外力作用时，抗冲击强度差，容易发生断裂。中国专利CN106700475B公开了一种阻燃的聚苯醚树脂组合物，包括如下组分：含磷聚苯醚树脂，环氧树脂组合物，氰酸酯树脂，可溶解性卤素阻燃剂；通过采用含磷低分子量聚苯醚树脂，将其与环氧树脂、氰酸酯等复合使用时改善了体系的相容性，其分相区域减少，板材粘合力增大，韧性增强；采用可溶解性的卤素阻燃剂，进一步增强了树脂体系的均一性，板材均一性较好，粘结性增加，介电常数和介电损耗较低。但该阻燃剂中含卤素，燃烧时，会产生有毒有害物质，污染环境，危害人体健康。
因此，如何提高PPO的缺口冲击强度，改善PPO和其它组分间的相容性，同时保持PPO的优良阻燃性能，制备出无卤阻燃PPO复合材料成为研究的重点。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无卤阻燃PPO复合材料及其制备方法，解决了PPO阻燃性能差和抗冲击强度差的问题。
为了实现上述目的，本发明公开了一种无卤阻燃PPO复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将纳米二氧化硅超声分散到无水乙醇中，分散均匀后，加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌混合，发生反应，反应结束后，抽滤，使用无水乙醇和去离子水洗涤，干燥，得到烯基化二氧化硅；
步骤二、将三元乙丙橡胶、烯基化二氧化硅、甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯(DCP)混合均匀，在双螺杆挤出机中进行熔融共混，发生反应，反应结束后，出料，得到环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅；
步骤三、将环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、N-[(10-氧代-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺在转矩流变仪中进行熔融共混，共混结束后，得到阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅；
步骤四、将PPO、马来酸酐接枝聚苯醚(PPO-g-MAH)、阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、尼龙6、防老剂、润滑剂混合均匀，投入双螺杆挤出机中，挤出，冷却，造粒，在120℃干燥6h后，在注塑机中注塑，注塑完成后，得到无卤阻燃PPO复合材料。
优选地，所述步骤一中纳米二氧化硅、无水乙醇和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比为100:1800-2400:72-95。
优选地，所述步骤一中反应的温度为60-70℃，反应的时间为8-10h。
优选地，所述步骤二中三元乙丙橡胶、烯基化二氧化硅、甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯的质量比为100:5-9:12-20:0.6-1.2。
优选地，所述步骤二中反应的温度为205-220℃，反应的时间为8-12min。
优选地，所述步骤三中环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、N-[(10-氧代-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺的质量比为100:3-5。
优选地，所述步骤三中熔融共混过程中，转子的转速为60r/min，熔融共混的温度为215-230℃，熔融共混的时间为4-6min。
优选地，所述步骤四中PPO、马来酸酐接枝聚苯醚、阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、尼龙6、防老剂、润滑剂的质量比为100:18-35:12-25:7-15:0.1-0.5:0.1-0.3。
优选地，所述步骤四中双螺杆挤出机中，喂料转速为120r/min，挤出温度为240-275℃；注塑机中，注塑压力为35-38MPa，注塑的温度为255-285℃。
优选地，所述步骤四中防老剂包括对氨基二苯胺。
优选地，所述步骤四中润滑剂包括聚乙烯蜡。
优选地，所述的一种无卤阻燃PPO复合材料的制备方法制备得到的无卤阻燃PPO复合材料。
本发明中使用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对纳米二氧化硅进行烯基化改性，在纳米二氧化硅表面引入烯基，得到烯基化二氧化硅。三元乙丙橡胶、烯基化二氧化硅、甲基丙烯酸缩水甘油酯在引发剂过氧化二异丙苯作用下，发生原位聚合，得到环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅，将二氧化硅接枝到三元乙丙橡胶上，同时引入了环氧官能团。熔融共混条件下，环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅上的环氧基团和N-[(10-氧代-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺上的氨基发生开环反应，将含磷阻燃剂引入到三元乙丙橡胶上，开环反应后，引入了亚胺基团和羟基，得到阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅。将PPO、马来酸酐接枝聚苯醚、阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、尼龙6、防老剂对氨基二苯胺、润滑剂聚乙烯蜡混合均匀，挤出，在挤出过程中，马来酸酐接枝聚苯醚上的酸酐基团和阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、尼龙6以及防老剂对氨基二苯胺发生酰胺化反应，注塑，得到无卤阻燃PPO复合材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明中使用的纳米二氧化硅具有优良的力学性能和阻燃性能，通过化学改性，能够接枝到三元乙丙橡胶上，有效避免了纳米二氧化硅的团聚，使得纳米二氧化硅能够均匀的分散在复合材料基体中，改善了相容性和分散性。三元乙丙橡胶具有优良的弹性体，尼龙6具有优异的耐溶解性、耐冲击性。纳米二氧化硅、三元乙丙橡胶和尼龙6共同作用，在复合材料基体中形成均匀的力学网络结构，在受到外力作用时，能够在基体界面相周围引发银纹，吸收外力作用，诱导产生的剪切带发生阻滞和转向，有效的抑制了银纹向更深的层次发展，缓冲更多的应力作用，改善韧性，提高基体的抗冲击强度，有效避免断裂。尼龙6长柔性链，加工性能良好，易于进行挤出、注塑加工，同时具有优良的耐热性，能够在基体中共聚形成嵌段结构，从而进一步提高基体的力学性能和耐热氧化性能。反应过程中，引入了大量的羟基、亚胺等活性基团，能够和PPO分子链间形成氢键，进一步提高材料间的相容性，提高彼此间的作用力，具有优良的分散性和力学性能。
本发明中复合材料基体在燃烧过程中，未引入卤素，引入的氮元素在燃烧过程中生成不可燃氮气等气体，稀释燃烧反应中所需的氧气的浓度，减缓燃烧反应的进行，引入的阻燃剂在燃烧过程中，含磷杂环会生成磷酸和亚磷酸等酸性物质，促进基体表面炭层的形成，避免了热量向基体内部传递，抑制燃烧反应，纳米二氧化硅在燃烧过程中，会从基体内部析出，和引入的硅元素共同作用，附着在炭层的表面，提高炭层的强度和致密度。各原料协同作用，有效隔绝火焰的直接灼烧，延长了耐燃时间，提高了复合材料基体的极限氧指数，具有优良的阻燃功效。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种无卤阻燃PPO复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将纳米二氧化硅超声分散到无水乙醇中，分散均匀后，加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌混合，其中加入的纳米二氧化硅、无水乙醇和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比为100:1800:72，在60℃发生反应，反应的时间为10h，反应结束后，抽滤，使用无水乙醇和去离子水洗涤，干燥，得到烯基化二氧化硅；
步骤二、将质量比为100:5:12:0.6三元乙丙橡胶、烯基化二氧化硅、甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯混合均匀，在双螺杆挤出机中进行熔融共混，发生反应，反应的温度为205℃，反应的时间为12min，反应结束后，出料，得到环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅；
步骤三、将质量比为100:3的环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、N-[(10-氧代-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺在转矩流变仪中进行熔融共混，其中共混过程中，转子的转速为60r/min，熔融共混的温度为215℃，熔融共混的时间为6min，共混结束后，得到阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅；
步骤四、将质量比为100:18:12:7:0.1:0.1的PPO、马来酸酐接枝聚苯醚、阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、尼龙6、防老剂对氨基二苯胺、润滑剂聚乙烯蜡混合均匀，投入双螺杆挤出机中，喂料转速为120r/min，挤出，挤出温度为240℃，冷却，造粒，在120℃干燥6h后，在注塑机中注塑，注塑压力为35MPa，注塑的温度为285℃，注塑完成后，得到无卤阻燃PPO复合材料。
实施例2
一种无卤阻燃PPO复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将纳米二氧化硅超声分散到无水乙醇中，分散均匀后，加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌混合，其中加入的纳米二氧化硅、无水乙醇和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比为100:2000:80，在65℃发生反应，反应的时间为9h，反应结束后，抽滤，使用无水乙醇和去离子水洗涤，干燥，得到烯基化二氧化硅；
步骤二、将质量比为100:7:15:0.8三元乙丙橡胶、烯基化二氧化硅、甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯混合均匀，在双螺杆挤出机中进行熔融共混，发生反应，反应的温度为210℃，反应的时间为9min，反应结束后，出料，得到环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅；
步骤三、将质量比为100:3.8的环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、N-[(10-氧代-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺在转矩流变仪中进行熔融共混，其中共混过程中，转子的转速为60r/min，熔融共混的温度为220℃，熔融共混的时间为5min，共混结束后，得到阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅；
步骤四、将质量比为100:24:18:10:0.3:0.2的PPO、马来酸酐接枝聚苯醚、阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、尼龙6、防老剂对氨基二苯胺、润滑剂聚乙烯蜡混合均匀，投入双螺杆挤出机中，喂料转速为120r/min，挤出，挤出温度为255℃，冷却，造粒，在120℃干燥6h后，在注塑机中注塑，注塑压力为36MPa，注塑的温度为265℃，注塑完成后，得到无卤阻燃PPO复合材料。
实施例3
一种无卤阻燃PPO复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将纳米二氧化硅超声分散到无水乙醇中，分散均匀后，加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌混合，其中加入的纳米二氧化硅、无水乙醇和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比为100:2200:90，在65℃发生反应，反应的时间为9h，反应结束后，抽滤，使用无水乙醇和去离子水洗涤，干燥，得到烯基化二氧化硅；
步骤二、将质量比为100:8:18:1三元乙丙橡胶、烯基化二氧化硅、甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯混合均匀，在双螺杆挤出机中进行熔融共混，发生反应，反应的温度为215℃，反应的时间为10min，反应结束后，出料，得到环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅；
步骤三、将质量比为100:4.5的环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、N-[(10-氧代-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺在转矩流变仪中进行熔融共混，其中共混过程中，转子的转速为60r/min，熔融共混的温度为225℃，熔融共混的时间为5min，共混结束后，得到阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅；
步骤四、将质量比为100:30:12:22:0.4:0.2的PPO、马来酸酐接枝聚苯醚、阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、尼龙6、防老剂对氨基二苯胺、润滑剂聚乙烯蜡混合均匀，投入双螺杆挤出机中，喂料转速为120r/min，挤出，挤出温度为265℃，冷却，造粒，在120℃干燥6h后，在注塑机中注塑，注塑压力为37MPa，注塑的温度为2755℃，注塑完成后，得到无卤阻燃PPO复合材料。
实施例4
一种无卤阻燃PPO复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将纳米二氧化硅超声分散到无水乙醇中，分散均匀后，加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌混合，其中加入的纳米二氧化硅、无水乙醇和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比为100:2400:95，在70℃发生反应，反应的时间为8h，反应结束后，抽滤，使用无水乙醇和去离子水洗涤，干燥，得到烯基化二氧化硅；
步骤二、将质量比为100:9:20:1.2三元乙丙橡胶、烯基化二氧化硅、甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯混合均匀，在双螺杆挤出机中进行熔融共混，发生反应，反应的温度为220℃，反应的时间为8min，反应结束后，出料，得到环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅；
步骤三、将质量比为100:5的环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、N-[(10-氧代-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺在转矩流变仪中进行熔融共混，其中共混过程中，转子的转速为60r/min，熔融共混的温度为230℃，熔融共混的时间为4min，共混结束后，得到阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅；
步骤四、将质量比为100:35:25:15:0.5:0.3的PPO、马来酸酐接枝聚苯醚、阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、尼龙6、防老剂对氨基二苯胺、润滑剂聚乙烯蜡混合均匀，投入双螺杆挤出机中，喂料转速为120r/min，挤出，挤出温度为275℃，冷却，造粒，在120℃干燥6h后，在注塑机中注塑，注塑压力为38MPa，注塑的温度为255℃，注塑完成后，得到无卤阻燃PPO复合材料。
对比例1
一种PPO复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将纳米二氧化硅超声分散到无水乙醇中，分散均匀后，加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌混合，其中加入的纳米二氧化硅、无水乙醇和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比为100:2200:90，在65℃发生反应，反应的时间为9h，反应结束后，抽滤，使用无水乙醇和去离子水洗涤，干燥，得到烯基化二氧化硅；
步骤二、将质量比为108:18:1三元乙丙橡胶、甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯混合均匀，在双螺杆挤出机中进行熔融共混，发生反应，反应的温度为215℃，反应的时间为10min，反应结束后，出料，得到环氧化三元乙丙橡胶；
步骤三、将质量比为100:4:0.5的环氧化三元乙丙橡胶、烯基化二氧化硅、N-[(10-氧代-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺在转矩流变仪中进行熔融共混，其中共混过程中，转子的转速为60r/min，熔融共混的温度为225℃，熔融共混的时间为5min，共混结束后，得到阻燃剂改性三元乙丙橡胶-二氧化硅；
步骤四、将质量比为100:30:22:12:0.4:0.2的PPO、马来酸酐接枝聚苯醚、阻燃剂改性三元乙丙橡胶-二氧化硅、尼龙6、防老剂对氨基二苯胺、润滑剂聚乙烯蜡混合均匀，投入双螺杆挤出机中，喂料转速为120r/min，挤出，挤出温度为265℃，冷却，造粒，在120℃干燥6h后，在注塑机中注塑，注塑压力为37MPa，注塑的温度为2755℃，注塑完成后，得到PPO复合材料。
对比例2
一种PPO复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将质量比为100:4:0.5的三元乙丙橡胶、纳米二氧化硅、N-[(10-氧代-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺在转矩流变仪中进行熔融共混，其中共混过程中，转子的转速为60r/min，熔融共混的温度为225℃，熔融共混的时间为5min，共混结束后，得到阻燃剂-三元乙丙橡胶-二氧化硅；
步骤二、将质量比为100:30:22:12:0.4:0.2的PPO、马来酸酐接枝聚苯醚、阻燃剂-三元乙丙橡胶-二氧化硅、尼龙6、防老剂对氨基二苯胺、润滑剂聚乙烯蜡混合均匀，投入双螺杆挤出机中，喂料转速为120r/min，挤出，挤出温度为265℃，冷却，造粒，在120℃干燥6h后，在注塑机中注塑，注塑压力为37MPa，注塑的温度为2755℃，注塑完成后，得到PPO复合材料。
对比例3
一种PPO复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将纳米二氧化硅超声分散到无水乙醇中，分散均匀后，加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌混合，其中加入的纳米二氧化硅、无水乙醇和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比为100:2200:90，在65℃发生反应，反应的时间为9h，反应结束后，抽滤，使用无水乙醇和去离子水洗涤，干燥，得到烯基化二氧化硅；
步骤二、将质量比为100:8:18:1三元乙丙橡胶、烯基化二氧化硅、甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯混合均匀，在双螺杆挤出机中进行熔融共混，发生反应，反应的温度为215℃，反应的时间为10min，反应结束后，出料，得到环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅；
步骤三、将质量比为100:4.5的环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、N-[(10-氧代-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺在转矩流变仪中进行熔融共混，其中共混过程中，转子的转速为60r/min，熔融共混的温度为225℃，熔融共混的时间为5min，共混结束后，得到阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅；
步骤四、将质量比为130:22:12:0.4:0.2的PPO、阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、尼龙6、防老剂对氨基二苯胺、润滑剂聚乙烯蜡混合均匀，投入双螺杆挤出机中，喂料转速为120r/min，挤出，挤出温度为265℃，冷却，造粒，在120℃干燥6h后，在注塑机中注塑，注塑压力为37MPa，注塑的温度为2755℃，注塑完成后，得到PPO复合材料。
本发明中实施例和对比例中使用的纳米二氧化硅购自江苏天行新材料有限公司，货号为TSP-H10，平均粒径为20nm；三元乙丙橡胶购自亿塑科技有限公司，品牌为中石化三井，型号为3092；N-[(10-氧代-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺为市售，CAS号为66499-31-8，分子式为C16H15N6O2P；PPO购自蓝星化工新材料有限公司，型号为LXR-040，马来酸酐接枝聚苯醚(PPE-g-MAH)购自沈阳科通技术塑胶有限公司，型号为KT-24；尼龙6树自新会美达-DSM尼龙切片有限公司，牌号为M25001；其它未说明原料和试剂均为市售。
将实施例1-4和对比例1-3中的PPO复合材料作为样品进行性能测试，分别记为样品1-7，相关样品的性能测试如下：
(1)阻燃性能测试：参考国家测试标准GB/T 2408-2008进行测定，测试在JF-3型氧指数测定仪上进行，测量其氧气浓度，每组样品测试三次，取平均值；
(2)缺口冲击强度：参考国家测试标准GB/T 1843-2008进行测定，缺口为A型缺口，测试在悬臂梁冲击试验机上进行，其中每组样品测试三次，取平均值；
(3)耐热氧老化性能测试：将PPO复合材料在150℃烘箱老化500h后，再参考国家测试标准GB/T 1843-2008测试材料的缺口冲击强度，每组样品测试三次，取平均值；
以上测试结果如表1所示：
表1
由表1的测试结果可知，样品1-4对应的样品的极限氧指数均大于27％，不易燃烧，其中实施例3对应的样品3的极限氧指数能达到32.1％，具有优良的阻燃性能；实施例4对应的样品4的缺口冲击强度能达到35.0kJ/m2，在经过热氧老化处理后，缺口冲击强度仍能达到29.1kJ/m2，具有优良的抗冲击性能；而纳米二氧化硅、PPO、三元乙丙橡胶均具有优良的热氧老化能力，经过热氧老化处理后，样品1-4仍具有优良的抗冲击强度。对比例1对应的样品5中纳米二氧化硅经过烯基化处理，但未接枝到三元乙丙橡胶上，分散性较差，对复合材料的性能有一定的影响，极限氧指数为30.1％，缺口冲击强度能达到32.1kJ/m2，经过热氧老化处理后，缺口冲击强度为27.4kJ/m2；对比例2对应的样品6未对三元乙丙橡胶和纳米二氧化硅进行处理，直接和阻燃剂进行溶解共混，再和其它原料进行混合，得到的PPO复合材料的综合性能大幅度降低，其中极限氧指数为27.8％，缺口冲击强度能达到29.4kJ/m2，经过热氧老化处理后，缺口冲击强度为22.3kJ/m2；对比例3对应的样品7未加入马来酸酐接枝聚苯醚，分散性和相容性有所降低，力学性能也有所降低，极限氧指数为30.4％，缺口冲击强度能达到30.5kJ/m2，经过热氧老化处理后，缺口冲击强度为26.2kJ/m2。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种无卤阻燃PPO复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将纳米二氧化硅超声分散到无水乙醇中，分散均匀后，加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌混合，发生反应，反应结束后，抽滤，洗涤，干燥，得到烯基化二氧化硅；
步骤二、将三元乙丙橡胶、烯基化二氧化硅、甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯混合均匀，在双螺杆挤出机中进行熔融共混，发生反应，反应结束后，出料，得到环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅；
步骤三、将环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、N-[(10-氧代-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺在转矩流变仪中进行熔融共混，共混结束后，得到阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅；
步骤四、将PPO、马来酸酐接枝聚苯醚、阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、尼龙6、防老剂、润滑剂混合均匀，投入双螺杆挤出机中，挤出，冷却，造粒，干燥，在注塑机中注塑，注塑完成后，得到无卤阻燃PPO复合材料；
所述步骤二中三元乙丙橡胶、烯基化二氧化硅、甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化二异丙苯的质量比为100:5-9:12-20:0.6-1.2；
所述步骤四中PPO、马来酸酐接枝聚苯醚、阻燃剂改性三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、尼龙6、防老剂、润滑剂的质量比为100:18-35:12-25:7-15:0.1-0.5:0.1-0.3。
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PPO复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中反应的温度为205-220℃，反应的时间为8-12min。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PPO复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中环氧化三元乙丙橡胶接枝二氧化硅、N-[(10-氧代-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺的质量比为100:3-5。
4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PPO复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中熔融共混过程中，转子的转速为60r/min，熔融共混的温度为215-230℃，熔融共混的时间为4-6min。
5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PPO复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤四中双螺杆挤出机中，挤出温度为240-275℃；注塑机中，注塑压力为35-38MPa，注塑的温度为255-285℃。
6.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PPO复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤四中防老剂包括对氨基二苯胺。
7.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PPO复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤四中润滑剂包括聚乙烯蜡。
8.一种采用如权利要求1-7任一项所述的一种无卤阻燃PPO复合材料的制备方法制备得到的无卤阻燃PPO复合材料。
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