[发明专利]一种高分子阻燃复合材料基因库的构建方法及应用

权利要求书

1.一种高分子阻燃复合材料基因库的构建方法，其特征在于，所述的基因库中设有阻燃高分子原料、制备工艺参数、材料试样阻燃性能三个数据库，以及三者之间的变化适配模型；其是采用自下而上的方式，对一系列高分子阻燃复合材料实施例中变化的材料配比、制备工艺参数所制备的材料试样成分，分别进行阻燃性能测试和表征分析，得到各实施例复合材料配比、制备工艺参数、试样成分的变化与性能测试数据之间的映射关系，分析得到其变化适配模型；根据已知高分子阻燃材料配方、标准制备工艺对该变化适配模型设定约束、边界，对变化适配模型中的材料配比、制备工艺参数、试样成分的变化与性能测试数据映射关系进行验证，将验证通过的各组数据扩充到变化适配模型及各数据库中，即得到高分子阻燃复合材料基因库；

其具体包括如下步骤：

（1）设定已知高分子阻燃材料配方：分别确定已知的高分子基体、阻燃剂以及抗氧剂的种类，其中，高分子基体为聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚酰亚胺（PI）、聚酰胺酰亚胺（PAI）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）之一或其组合物；阻燃剂为化学阻燃剂、填料型阻燃剂、膨胀型阻燃剂中的一种或多种；抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂TNP和抗氧剂MB中的一种或多种；

（2）设定各实施例中高分子阻燃复合材料的配比：先设定各实施例中高分子阻燃复合材料的总质量，并根据各组成的质量比控制各组分的质量，根据高分子阻燃材料的各组分及含量的变化，所获得不同配比实施例的阻燃性能数据与映射关系；

（3）设定各组分物料的混合及最终高分子阻燃材料的标准制备工艺条件：将高分子基体、阻燃剂和抗氧剂按照设定的比例混合，在高速混合机中混合30~40分钟，保证其混合均匀；将上述得到的混合物于在挤出机中熔融共混、挤出，造粒、干燥、压片，得到最终的聚合物复合材料，即高分子阻燃复合材料；挤出机工作参数为：温度160℃~250℃，转速为50~90rpm；

（4）设定性能测试标准：对各实施例制备的高分子阻燃复合材料分别进行氧指数、锥形量热、UL-94、力学性能测试，获得材料制备方案和多种性能测试的映射数据；

（5）设定复合材料试样表征性能分析标准：对各实施例制备的高分子阻燃复合材料的成分，分别进行标准的XRD、XPS、SEM表征分析，获得各高分子阻燃复合材料试样的数据，并分析得到试样成分与表征性能之间的映射关系，形成材料表征性能标准数据库。

2.根据权利要求1所述的高分子阻燃复合材料基因库的构建方法，其特征在于，其具体包括如下步骤：

（7）模型验证与数据扩充：将所设定已知高分子阻燃材料配方、设定各实施例中高分子阻燃复合材料的配比、试样成分在标准制备工艺下，所获得的多组映射数据导入变化适配模型进行验证，使变化适配模型逼近实施例的测试数据，通过设定新的实施例条件、获取测试数据，对变化适配模型适用的数据进行扩充，并确定各组分、配比的约束、边界。

3.一种权利要求1~2所述方法构建的高分子阻燃复合材料基因库的应用，其特征在于，其包括如下步骤：将需要获得的目标高分子阻燃复合材料的阻燃性能和表征数据，导入高分子阻燃复合材料基因库的变化适配模型，由该模型在约束、边界内，匹配出制备该目标高分子阻燃复合材料所需的高分子阻燃材料配方、配比及制备工艺参数，作为该目标高分子阻燃复合材料的推荐制备方案。