[发明专利]一种高效阻燃聚甲醛复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效阻燃聚甲醛复合材料及其制备方法，是以N‑P阻燃剂与改性三氧化二铝纤维复配，制备高效阻燃聚甲醛复合材料，使材料在具有很高阻燃性能的同时仍然具有较好的物理力学性能。

技术领域

本发明涉及一种聚甲醛复合材料及其制备方法，具体地说是一种高效阻燃聚甲醛复合材料及其制备方法。

背景技术

聚甲醛(POM)又名“夺钢”、“赛钢”，包括均聚甲醛和共聚甲醛两种，以高强度、高模量而被列为五大工程塑料之一。POM(共聚甲醛)主链为简单的C-O单键和C-C且无侧基，具有结晶度高、制品尺寸稳定、自润滑好等特点。然而，POM分子主链含氧量高，其极限氧指数低，通常仅为16％。燃烧时释放出大量有毒甲醛气体，并伴有严重的熔融滴落现象。易结晶、结晶度大的特点使得POM拉伸强度强度、其硬度较大，聚甲醛材料的缺口冲击强度较低。易燃烧的缺点现已严重制约POM在更多领域的应用，因此开展POM阻燃研究具有重要意义。

国内外的研究者们对POM阻燃改性的工作已经取得了一定的研究进展，不过阻燃种类有限，阻燃效率不高且新型阻燃剂研究开发较少等一系列问题还有待解决。如：专利申请号为CN201010211212.6的发明专利公开了无机氢氧化物复合阻燃剂和用其阻燃的高性能无卤阻燃阻燃聚甲醛材料，垂直燃烧可以达到UL94V-1级别，拉伸强度为45MPa，有很好的力学性能与阻燃性能，但阻燃剂较为传统且用量较大阻燃效率低。有国外文献报道(J.Polym.Res.,2011,18:293-303)，以聚磷酸铵、三聚氰胺等阻燃改性聚甲醛，当填料用量为40％，阻燃性能可达UL94V-0级别，但材料的力学性能有显著下降，缺口冲击强度仅为2.6kJ/m²。申请号为201310703049.9的发明专利公开了一种以红磷微胶囊阻燃POM，填料质量比为35％时，氧指数可达到34％，拉伸强度达到46.4MPa。近期国内研究报道(中国塑料，2014,28(2):50-54)，以红磷为主阻燃剂对POM进行包覆，并与其它阻燃剂复配改性POM，当阻燃填料用量为35％时，复合材料可缓慢自熄，其拉伸强度为40MPa左右，但其缺口冲击强度也仅为2.0kJ/m²。包覆红磷阻燃剂为新型阻燃剂，但阻燃效率不高以及其对复合材料的力学性能影响较大，此外工艺也较为复杂，不利于工业化生产。在聚甲醛阻燃方面的阻燃剂一般集中在氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、聚磷酸铵等较为常规的阻燃剂。但这些阻燃剂都会不同程度的影响着聚甲醛的力学性能。

发明内容

本发明针对上述现有技术中所存在的技术问题，旨在提供一种高效阻燃聚甲醛复合材料及其制备方法。本发明以N-P阻燃剂与改性三氧化二铝纤维复配，制备高效阻燃聚甲醛复合材料，使材料在具有很高阻燃性能的同时仍然具有较好的物理力学性能。

本发明高效阻燃聚甲醛复合材料，其原料按质量份数构成如下：

所述增容剂为线性酚醛树脂、热塑性聚氨酯、聚醚多元醇中的一种或多种。

所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂AT-10、抗氧剂164、抗氧剂1076中的一种或几种。

所述稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钡中的一种或几种。

所述改性三氧化二铝纤维是通过如下方法制备得到的：

将三氧化二铝纤维加入混合有机溶剂中并超声分散均匀(10～30min)，随后加入硅树脂，室温下搅拌2h，脱除溶剂并干燥后得到改性三氧化二铝纤维。

所述混合有机溶剂为二甲苯、甲苯、氯仿、丙酮、乙醇中的两种或两种以上；

所述硅树脂的重均分子量控制在100～10000。硅树脂的添加量为三氧化二铝纤维质量的2～10％。

所述改性三氧化二铝纤维的纤维长度为0.5～50微米。

所述脱除溶剂的温度控制在40～120℃。