[发明专利]一种具有低燃烧热释和烟释的复合材料及其制备方法

说明书

一种具有低燃烧热释和烟释的复合材料及其制备方法，其中制备方法包括：取干燥的Fe2O3的含量为30％‑85％的G‑Fe2O3复合纳米材料，二次分散后再干燥处理；取PPS、硅烷偶联剂与经步骤S1处理后的G‑Fe2O3复合纳米材料按G‑Fe2O3复合纳米材料的含量为0.3‑3％，硅烷偶联剂的含量为G‑Fe2O3的10‑30％，进行混合，然后在200‑350℃下熔融共混制备得到复合母粒；将复合母粒进行干燥处理，使含水率小于50ppm；将干燥后的复合母粒通过挤出注塑制备得到具有低燃烧热释和烟释的PPS/G‑Fe2O3复合材料。本发明所制备的PPS/G‑Fe2O3复合材料，对热稳定性显著改善，热失重曲线热解阶段向高温区移动，残炭量增加，有利于热和烟的阻隔；且燃烧热释和烟释改善显著，热释放速率、总热释放、烟释放速率、总烟释放显著下降。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域，具体涉及一种具有低燃烧热释和烟释的复合材料及其制备方法。

背景技术

在工程生产中通常存在许多的高温风险，例如，易引起燃烧，产生热伤害和烟雾伤害等等。针对此种环境，开发一种具有耐热，且燃烧中热释和烟释均较低的轻质热防护材料是至关重要的。通用的聚合物材料，耐热温度较低，且燃烧过程中伴随熔融坍缩，热量渗透高且快，同时生成大量的烟雾，不利于安全保护。而PPS材料，具有良好的热稳定性，热分解温度高达400℃，且极限氧指数高，达UL-94-V0级，有望开发为轻质热防护用品。但其仍存在风险性，这主要因其为热塑性材料，燃烧过程中虽可环化交联，但环化交联效率低，所成炭层结构疏松，故因其热量快速渗透，而同时在热量冲击下大量热解产物析出基体形成烟气，导致烟释放较高。

因此，，需提高PPS阻燃及防火性能，制备以PPS为基体进行掺杂的聚合物复合材料。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种具有低燃烧热释和烟释的复合材料及其制备方法，该方法制备得到的复合材料燃烧热释和烟释改善显著，热释放速率、总热释放、烟释放速率，且总烟释放显著下降。

为实现上述目的，本发明提供了一种具有低燃烧热释和烟释的复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

S1，取干燥的Fe2O3的含量为30％-85％的G-Fe2O3复合纳米材料，二次分散后再干燥处理；

S2，取PPS、硅烷偶联剂与经步骤S1处理后的G-Fe2O3复合纳米材料按G-Fe2O3复合纳米材料的含量为0.3-3％、硅烷偶联剂的含量为G-Fe2O3的10-30％进行混合，然后在200-350℃下熔融共混制备得到复合母粒；

S3，将复合母粒进行干燥处理，使含水率小于50ppm；

S4，将干燥后的复合母粒通过挤出注塑制备得到具有低燃烧热释和烟释的PPS/G-Fe2O3复合材料，在此需说明的是，该步骤制造得到的具有低燃烧热释和烟释的PPS/G-Fe2O3复合材料也可以简写为具有低燃烧热释和烟释的复合材料。

作为本发明的进一步优选技术方案，步骤S1中，二次分散包括以下具体操作：

首先，将G-Fe2O3复合纳米材料溶于溶剂内，得到混合溶液；

然后，通过超声波破碎仪以20Hz-50Hz的频率对混合溶液进行超声分散2-5h；

最后，将超声完毕的悬浮液进行离心，并去除上清液。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述溶剂为乙醇、水、丙酮中的一种或几种的混合液。

作为本发明的进一步优选技术方案，步骤S1中，二次分散后使用冷冻干燥机进行干燥，干燥时间不小于24h。

作为本发明的进一步优选技术方案，步骤S2中通过双螺杆挤出机进行熔融共混操作。