[发明专利]一种复合改性氢氧化镁/聚丙烯高抗冲无卤阻燃复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种复合改性氢氧化镁/聚丙烯高抗冲无卤阻燃复合材料。

背景技术

聚丙烯(简称PP)作为一种通用塑料，具有良好的物理和化学性能，且价格低廉，其产品品种多、产量大、应用范围广。迄今为止，在汽车配件行业使用的合成树脂中，聚丙烯所占比例最大。但PP属于易燃材料，因此，在电气、电子、电器、汽车、车辆、航空等行业的应用中，有必要进行阻燃化改性，使之成为难燃材料，保证使用的安全性。氢氧化镁是一种廉价的无机填料，也是一种应用广泛的阻燃剂。但氢氧化镁的阻燃效率不高，通常需要填充大量的氢氧化镁才能达到一定的阻燃效果。并且因为氢氧化镁为无机物，所以它同PP的相容性较差，大量的氢氧化镁填充PP会导致材料性能的显著下降，尤其会使材料的冲击性能急剧恶化，使材料表现出明显的脆性。

为了提高氢氧化镁阻燃PP复合材料的性能，通常会对氢氧化镁进行表面处理。此外，弹性体也被广泛应用于氢氧化镁阻燃PP复合材料中以提高复合材料的韧性。

动态硫化技术是指在弹性体和塑料熔融共混时，加入弹性体硫化剂，使弹性体相一边交联一边在机械力作用下剪碎的过程。当这种技术应用于塑料/弹性体/无机填料复合材料的加工时，可提高复合材料的综合力学性能。

综上所述，通过对氢氧化镁的表面处理、弹性体增韧、动态硫化等工艺可以提高氢氧化镁阻燃PP复合材料的力学性能。但前提是氢氧化镁表面处理合理、弹性体用量适当、动态硫化工艺控制得当。

齐兴国，黄兆阁，李荣勋，等.Mg(OH)₂/PP和APP/PP阻燃复合材料的性能对比.塑料助剂，2007，61(1)：25～28.该文献报道了用氢氧化镁(Mg(OH)₂)和聚丙烯(PP)共混来制备氢氧化镁阻燃PP复合材料。制备的氢氧化镁填充量为70份的氢氧化镁阻燃PP复合材料悬臂梁缺口冲击强度为7.75KJ/m²，难以满足高抗冲产品的需要。

陈晓浪，于杰，郭少云，等.表面改性对聚丙烯/纳米氢氧化镁复合材料性能的影响.高分子材料科学与工程，2006，22(5)：170～174.该文献报道了一种用硅烷偶联剂表面处理氢氧化镁(硅烷偶联剂用量为氢氧化镁质量的2％)填充的氢氧化镁阻燃PP复合材料。当氢氧化镁填充量为100份时，未经改性的复合材料悬臂梁缺口冲击强度只有1.4J/m²，而经硅烷偶联剂改性的复合材料悬臂梁缺口冲击强度也仅为2.3kJ/m²，材料表现出较大脆性。并且硅烷偶联剂成本相对较高，这也使制品缺乏经济性。

因此，需要寻找更为经济实用的方法和工艺来制备力学性能好的氢氧化镁阻燃PP复合材料。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，制备一种成本更低、综合力学性能更好，具有高抗冲性能的氢氧化镁阻燃PP复合材料，以及氢氧化镁阻燃PP复合材料的制备方法。

按质量份由下述组分组成：

其中，所述表面改性剂A为钛酸酯偶联剂，表面改性剂B为马来酸酐，硫化剂为2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷(简称双25)，助硫化剂为硫黄。

本发明还提供上述复合材料的制备方法，包括如下步骤：

①称取质量份为70～100份氢氧化镁、0.5～0.7份表面处理剂A、0.5～0.7份表面处理剂B；

②将①称取好的氢氧化镁、表面处理剂A一起加入高混机中，在80℃下混合30分钟后，加入①称取好的表面处理剂B，继续混合20分钟后出料，得到经表面处理的氢氧化镁；

③称取80份聚丙烯、20份EVA、0.6份硫化剂、0.12份助硫化剂、6～8份微胶囊化红磷；

④将③称取好的80份聚丙烯、20份EVA、6～8份微胶囊化红磷、0.6份硫化剂和②得到的经过表面处理的氢氧化镁一起加入到温度为185℃，转速60r/min的密炼机中，共混3min，得混合熔体；

⑤将③称取好的0.12份的助硫化剂加入到④的混合熔体中，继续在密炼机中共混10min，出料，即为改性复合改性氢氧化镁/聚丙烯高抗冲无卤阻燃复合材料。

相比于现有技术，本发明具有以下优点：

1.本发明所提供的复合改性氢氧化镁/聚丙烯高抗冲无卤阻燃复合材料，采用廉价的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)作为增韧剂来改善复合材料的韧性。