[发明专利]一种防火聚合物复合材料及其制备方法

说明书

一种防火聚合物复合材料，其原料组成为：有机硅/聚合物杂化材料80–100、助剂0.6–1.0，其中，有机硅/聚合物杂化材料的原料组成为：硅烷水解液10–13、苯乙烯5–8、丙烯腈5–8、1,3‑丁二烯5–8、聚合引发剂0.2–0.6，硅烷水解液的原料组成为：硅烷0.6–0.8、催化剂1–3、水2–4，硅烷包括乙烯基苯基二乙氧基硅烷，制备时，先将硅烷水解液、苯乙烯、丙烯腈、聚合引发剂按所需比例混合均匀，再加入1,3‑丁二烯，并于85–95℃下聚合反应至体系粘度达到200–300cp后干燥得到有机硅/聚合物杂化材料，再将其与助剂混合挤出造粒即可。该材料具有良好的阻燃性能。

技术领域

本发明属于有机高分子复合材料领域，具体涉及一种防火聚合物复合材料及其制备方法，该材料为环保耐火高分子工程塑料，主要作为车用材料使用。

背景技术

近年来，电动自行车、电动摩托车、电动三轮车等电动车以其经济、便捷等特点，逐步成为群众出行代步的重要工具，保有量迅猛增长。但由于安全技术标准不健全、市场监管不到位、存放充电方面问题突出等原因，电动车火灾事故频发，给人民群众生命财产安全造成重大损失。电动车都使用塑料外壳，一旦自燃，塑料外壳就会迅速燃烧、蔓延，还会产生大量的有毒有害气体，出现浓烟滚滚的现象。如果电动车外壳使用防火材料，就能防止电动车自燃。据了解，目前国内大多数电动车材料主要是ABS工程塑料、聚丙烯、聚氨酯材料，这些塑料材料自身不具有阻燃防火性质，而且燃烧时会产生大量有毒有害物质，这也是导致电瓶车火灾高发的重要原因。在传统工艺中，用来阻燃材料都添加有卤素作为阻燃剂，但卤素燃烧后会散发出二恶英等有毒有害气体，对环境造成很大污染。

在上述背景下，有机硅阻燃剂应运而生。但目前，有机硅阻燃剂大多采用添加型，即有机硅阻燃剂与高分子材料机械共混复合，有机硅阻燃剂只能在高聚物的表面富集，虽然其也能在高聚物表面形成薄层，在火焰下起到一定的隔热阻燃作用，但无法承受持续高温火焰的灼烧。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的无法承受持续高温火焰灼烧的问题，提供一种能够承受持续高温火焰灼烧的防火聚合物复合材料及其制备方法。

为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种防火聚合物复合材料，其原料组成为：有机硅/聚合物杂化材料80–100、助剂0.6–1.0，其中，所述有机硅/聚合物杂化材料的原料组成为：硅烷水解液10–13、苯乙烯5–8、丙烯腈5–8、1,3-丁二烯5–8、聚合引发剂0.2–0.6，所述硅烷水解液的原料组成为：硅烷0.6–0.8、催化剂1–3、水2–4，所述硅烷包括乙烯基苯基二乙氧基硅烷。

所述硅烷还包括四乙氧基甲硅烷，所述四乙氧基甲硅烷与乙烯基苯基二乙氧基硅烷的重量份比为6–8:0.6–0.8。

所述聚合引发剂为过氧化二苯甲酰，所述催化剂为稀盐酸，所述助剂包括抗氧剂1010、抗氧剂168，所述抗氧剂1010、抗氧剂168与有机硅/聚合物杂化材料的重量份比为0.3–0.5:0.3–0.5:80–100。

一种防火聚合物复合材料的制备方法，依次包括以下步骤：

步骤一、先将硅烷水解液、苯乙烯、丙烯腈、聚合引发剂按所需比例混合均匀，再加入1,3-丁二烯，并于85–95℃下聚合反应至体系粘度达到200–300cp后干燥，以得到有机硅/聚合物杂化材料；

步骤二、先将步骤一得到的有机硅/聚合物杂化材料与助剂按所需比例混合均匀，再排入挤出机中挤出造粒即可。

步骤一中，所述硅烷水解液的制备方法为：

先将硅烷与水按所需比例搅拌均匀，再加入催化剂搅拌至体系澄清透明即可。

步骤二中，所述挤出机的挤出工艺为：一区180±5℃，二区200±5℃，三区220±5℃，四区230±5℃，五区220±5℃。