一种高阻燃片状模塑料及其制备方法与流程

本发明涉及高阻燃塑料技术，具体为一种高阻燃片状模塑料及其制备方法。

背景技术：

1、现有技术中，乙烯基树脂本身作为阻燃剂的基体，通过在树脂中加入阻燃剂(如玻璃纤维、石墨、氢氧化铝等)和其他助剂，形成阻燃塑料；但是随着科技的进步与发展，人们对塑料的阻燃性要求也在不断的提高，从而限制其在更多邻域的发展。

2、综上所述，制备一种高阻燃片状模塑料具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高阻燃片状模塑料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、一种高阻燃片状模塑料的制备方法，包括以下操作步骤：

3、s1：将基体树脂与氢氧化铝预先复合，得到原料a；

4、s2：将原料a和低收缩剂在700～850r/min的转速下搅拌2～4分钟，加入引发剂、阻聚剂、pe粉、脱模剂、分散剂、浸润剂、防静电剂，继续搅拌5～10分钟，加入无机填料，在900～1100r/min的转速下混合均匀，得到树脂糊；

5、s3：向树脂糊中加入增稠剂和无碱玻璃纤维，在smc机中搅拌均匀，辊碾压实，得到片材；

6、s4：将片材在35～42℃下熟化12～16小时，收卷，得到片状模塑料。

7、较为优化的，所述树脂糊的粘度为20000～50000cps；所述片状模塑料的原料包括以下组分：按重量份数计，50～80份基体树脂、50～120份氢氧化铝、20～40份低收缩剂、0.5～1份引发剂、0.5～1份阻聚剂、0.5～2份pe粉、2～5份脱模剂、0.5～2份分散剂、0.5～2份浸润剂、0～50份无机填料、2～5份防静电剂、1～3份增稠剂、50～150份的无碱玻璃纤维。

8、较为优化的，所述低收缩剂包括聚苯乙烯型低收缩剂、饱和聚酯低收缩剂中一种或多种组合。

9、较为优化的，所述引发剂包括过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酰、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯中的一种或多种组合；所述阻聚剂包括氢醌、苯醌、三甲基苄铵氯化物和溴化物中的一种或多种组合。

10、较为优化的，所述脱模剂包括硬脂酸锌、硬质酸镁、硬脂酸钙中一种或多种组合；所述防静电剂包括碳纳米管、石墨烯、炭黑中的一种或多种组合；所述的增稠剂包括氧化钙、氧化镁、氢氧化钙、氢氧化镁中的一种或多种组合。

11、较为优化的，所述基体树脂为乙烯基树脂；所述原料a的制备过程为：(1)将9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲加入到无水乙醇中，升温至60～65℃，加入双氧水，升温至75～85℃反应5.5～6.5小时，纯化，干燥，得到dopa；

12、(2)2-氨基-1h-咪唑-4-羧酸加入到去离子水中，加热至80～90℃，加入氢氧化铝，反应5～6小时，得到改性氢氧化铝a；将dopa加入到无水乙醇中加热至55～60℃，加入改性氢氧化铝a，反应1～2小时，得到改性氢氧化铝；

13、(3)将改性氢氧化铝加热至60～70℃，加入乙烯基树脂和苯乙烯，反应1～2小时，降温至45～50℃，加入过氧化二甲苯酰，搅拌均匀，真空消泡，120℃下反应2小时，得到原料a。

14、较为优化的，所述dopa中，9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲与双氧水的质量比为1:(3～3.5)。

15、较为优化的，所述改性氢氧化铝a中，2-氨基-1h-咪唑-4-羧酸与氢氧化铝的质量比为(7.5～8):2。

16、较为优化的，所述改性氢氧化铝中，dopa与改性氢氧化铝a的质量比为(11～11.5):8.2。

17、较为优化的，所述原料a的原料中，苯乙烯占乙烯基树脂的5～5.5wt％，过氧化二甲苯酰占乙烯基树脂的0.8～1.2wt％。

18、较为优化的，所述无碱玻璃纤维预先改性，得到改性无碱玻璃纤维；将其与增稠剂加入至树脂糊中，在smc机中搅拌均匀，辊碾压实，得到片材；

19、所述改性无碱玻璃纤维的制备方法为：(1)将无碱玻璃纤维置于300～400℃下煅烧30～40分钟，冷却至室温，加入至含有巯基硅烷偶联剂的乙醇水溶液中，反应1～2小时，纯化，干燥，得到巯基化玻璃纤维；(2)将dopa置于无水乙醇中，升温至55～60℃，加入1-乙烯基咪唑反应1～2小时，纯化，干燥，得到改性剂；(3)将巯基化玻璃纤维、改性剂、偶氮二异丁腈置于四氢呋喃中，置于紫外光下照射2～2.5小时，纯化，干燥，得到改性无碱玻璃纤维。

20、较为优化的，所述巯基硅烷偶联剂占无碱玻璃纤维的2～3wt％；乙醇水溶液的质量分数为20～30wt％。

21、较为优化的，所述改性剂的原料包括以下组分：按重量份数计，11.8～13份dopa、4.5～5.5份1-乙烯基咪唑、35～50份无水乙醇；

22、较为优化的，所述改性无碱玻璃纤维的原料包括以下原料：按重量份数计，0.6～0.7份巯基化玻璃纤维、5.8～6.5份改性剂、0.002～0.0032份偶氮二异丁腈、15～25份四氢呋喃；紫外光下照射的工艺为：发射波长为365nm，光强为90～115mw/cm2。

23、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过将氢氧化铝改性后与苯乙烯对乙烯基树脂进行预先复合改性，从而得到原料a。

24、其中，氢氧化铝本身具有良好的阻燃性能，在高温下，它会分解释放出水蒸气，吸收大量的热量，从而阻止火焰的传播，将氢氧化铝用于改性乙烯基树脂可以提高材料的阻燃性能；本发明为了进一步提高乙烯基树脂的阻燃性，通过2-氨基-1h-咪唑-4-羧酸和dopa在氢氧化铝表面引入阻燃元素，氮元素和磷元素，得到改性氢氧化铝；再将其与乙烯基树脂反应，不仅提高了氢氧化铝和乙烯基树脂之间的界面相容性，还提高了乙烯基树脂的阻燃性能；本发明又以碳酸钙作为填充剂，改善材料的加工性能和稳定性，相对于氢氧化铝来说成本更低廉，因此添加碳酸钙可以降低材料的生产成本，而不影响其性能，同时碳酸钙的密度相对较高，添加后可以调节材料的密度，改善其质地和质感。

25、本发明将原料a、低收缩剂、引发剂、阻聚剂、pe粉、脱模剂、分散剂、浸润剂、防静电剂均匀混合制成树脂糊。

26、为了得到具有阻燃性的乙烯基树脂后，为了使其还具有防静电效果，在其中加入防静电剂，石墨烯、碳纳米管、炭黑中的一种或多种；其中，高纯度的石墨烯在天然气火焰中，燃烧后的部分呈红热状态，但不扩散，火焰去除后被淬灭，石墨烯具有很高的电子迁移率和大量的π-π共轭结构，能够吸收火焰中的自由基，阻止燃烧链反应的进行，从而有效地抑制火焰的形成和蔓延。

27、本发明中加入碳酸钙和pe粉改善塑料的流动性和加工性能，减少塑料在加工过程中的摩擦阻力，从而使得塑料更容易地进行成型、挤出或注射成型等加工工艺；其中碳酸钙的加入不仅可以改善外观和调节流动性，还能减少或避免塑料的收缩和开裂；将碳酸钙和防静电剂直接加入到基体树脂中，其在基体树脂中的分散性差，而导致的界面相容性等问题，从而影响基体树脂的整体性能，考虑到经济成本，本发明通过加入阻聚剂和分散性，调节填充剂和防静电剂在材料中的分布，从而提高材料的均匀性和稳定性，进而增强乙烯基树脂的防静电效果；以氢醌、苯醌、三甲基苄铵氯化物和溴化物中的一种或多种组合作为阻聚剂，还可以有效延长片状模塑料的储存时间。

28、本发明向树脂糊中加入增稠剂和无碱玻璃纤维，在smc机中搅拌均匀，辊碾压实，得到片材。

29、以氧化钙、氧化镁、氢氧化钙、氢氧化镁中的一种或多种组合作为增稠剂，可以有效提高增稠后树脂糊的粘度，形成片状模塑料易撕膜的效果。

30、但是无碱玻璃纤维在树脂糊中的分散性差，从而影响塑料的阻燃性；本发明通过巯丙基三甲氧基硅烷在无碱玻璃纤维上引入巯基，硅烷偶联剂可以在玻璃纤维表面形成化学键结合，将玻璃纤维与乙烯基树脂之间的界面相容性增强，减少了界面的剪切应力，提高了复合材料的力学性能和耐久性；再将其与dopa和1-乙烯基咪唑制得的改性剂，之间通过点击化学反应，得到改性玻璃纤维；引入阻燃元素的同时，进一步提高玻璃纤维在树脂糊中的分散性，从而增强塑料的阻燃性能。