[发明专利]一种连续纤维增强聚丙烯阻燃板材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于连续纤维增强热塑性复合材料领域，特别涉及一种连续纤维增强聚丙烯阻燃板材及其制备方法。

背景技术

连续纤维增强热塑性复合材料(CFRT)具备高强度、高刚性、高韧性等一系列优异的力学性能，但由于制造成本高，同时玻璃纤维的灯芯效应的存在，阻燃性难以提高等缺点限制了其在市场上的推广应用。通常对树脂进行改性大量加入阻燃剂质量百分比30％-40％亦可达到阻燃效果，但却会大大限制玻纤的含量，且对树脂与玻纤的界面结合造成很大的影响，对材料力学性能的影响特别严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种连续纤维增强聚丙烯阻燃板材及其制备方法，该板材不仅具备优异的力学性能，同时解决了连续纤维增强热塑性复合材料易燃的缺点。

本发明的一种连续纤维增强聚丙烯阻燃板材，所述板材由阻燃面层、连续纤维增强层和阻燃芯层组成。

所述阻燃面层的材料为聚丙烯阻燃薄膜；所述连续纤维增强层的材料为连续玻纤增强聚丙烯单向预浸带；所述阻燃芯层的材料为玻纤增强聚丙烯阻燃片材。

所述阻燃面层的厚度为0.1mm-0.5mm；连续纤维增强层的厚度为0.4mm-1mm；阻燃芯层的厚度为1.5mm-5mm。

所述阻燃面层和阻燃芯层所采用的阻燃剂为磷、氮、硅体系无卤复合阻燃剂，阻燃剂有效成分质量百分含量为10％-40％。

所述连续玻纤增强聚丙烯单向预浸带的纤维方向为0°和90°。

所述连续玻纤增强聚丙烯单向预浸带的玻纤质量百分含量为30％-60％。

所述玻纤增强聚丙烯阻燃片材的玻纤质量百分含量为0％-40％。

本发明的一种连续纤维增强聚丙烯阻燃板材的制备方法，包括：

(1)制备阻燃面层材料；

(2)制备连续纤维增强层材料；

(3)制备阻燃芯层材料；

(4)依次将阻燃面层材料、连续纤维增强层材料、阻燃芯层材料、连续纤维增强层材料、阻燃面层材料按顺序铺设好，通过双钢带压机加热、加压、冷却成型即得连续纤维增强聚丙烯阻燃板材。

所述步骤(4)中双钢带压机的加热温度为180℃-230℃。

所述步骤(4)中双钢带压机的加压压力为180℃-230℃。

有益效果

本发明板材的次外层结构使用了两层0.4mm-1mm的连续纤维增强聚丙烯复合材料，保证了板材的高强度、高刚性、高韧性等一系列优异的力学性能；本发明芯层材料采用的是玻璃纤维增强聚丙烯阻燃片材，从而大大降低了整个板材的制造成本；最外层和芯层材料中添加的磷、氮、硅体系无卤复合阻燃剂在燃烧过程中会生成致密的碳化层内外包覆住连续纤维增强层材料，从而使整个板材结构无法直接与空气中的氧气接触，从而达到良好的阻燃效果。

附图说明

图1为本发明的制备工艺流程图；

图2为本发明板材的结构示意图；

图3为本发明阻燃面层的制备示意图；

图4为本发明单向预浸带的制备示意图；

图5为本发明连续纤维增强层的制备示意图；

图6为本发明阻燃芯层的制备示意图；

图7是本发明板材的成型示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

(一)阻燃面层材料制造工艺过程：树脂改性→挤出→收卷→聚丙烯阻燃薄膜

如图3所示，对聚丙烯进行改性，加入5％马来酸酐接枝PP和20％磷氮硅体系复合阻燃剂混合至均匀状态，用流延膜设备制成厚度为0.1mm薄膜。

(二)连续纤维增强层制造工艺过程：树脂改性→挤出浸渍连续玻纤→连续纤维增强聚丙烯单向预浸带→连续纤维增强单向预浸带多层交叉复合→连续纤维增强层

如图4所示，对聚丙烯进行改性，加入8％的马来酸酐接枝PP，通过挤出机加热熔融挤出到展好的连续玻纤上，通过浸渍模具充分浸渍，得到连续纤维增强聚丙烯单向预浸带。

如图5所示将连续纤维增强聚丙烯单向带按0°、90°交叉铺设经过钢带压机热压冷压复合到一起得到0.6mm连续纤维增强层。