[发明专利]一种阻燃高强GMT复合板材及其制备方法

说明书

本发明属于汽车内外饰用热塑性复合材料技术领域，具体涉及一种阻燃高强GMT复合板材及其制备方法，所述复合板材由以下组分组成：毛毡100份、有机硅前驱体5‑10份、无卤阻燃剂10‑20份，所述有机硅前驱体的制备方法为：将有机硅化合物溶于乙醇中，加入浓度为2vol%的HCl溶液调节反应酸值，反应1‑10h，反应过程中滴加去离子水，反应结束后加入NaHCO₃溶液中和溶液至中性，之后除去溶剂。采用本发明技术方案配制了具有一定粘度的硅前驱体，并将膨胀型阻燃剂添加到有机硅前驱体中，通过将GMT材料浸渍到配制好的阻燃体系中，固化交联，热压成型，使GMT板材在获得阻燃性能的同时，还能提高其力学性能，从而得到了一种阻燃高强的GMT复合板材。

技术领域

本发明属于汽车内外饰用热塑性复合材料技术领域，具体涉及一种阻燃高强GMT复合板材及其制备方法。

背景技术

轻质玻璃纤维毡增强热塑性复合板材，简称轻质GMT(Glass fiber Matreinforced Thermoplastics)，是由连续玻璃纤维毡和热塑性树脂纤维复合而成的一种新型复合材料，因其具有轻质环保、吸音隔热、高强韧性、优良的抗化学腐蚀性和环境适应性等特点，成为当今汽车内外饰材料中最为活跃的开发品种，已广泛应用于各类汽车内外饰件(汽车车底屏蔽防护装置、行李架、车顶模塑件、发动机盖、车后行李箱盖、齿轮箱盖、承重板、车顶内衬以及车门装饰)。虽然GMT材料在汽车上有着极大的应用范围，但是现有GMT内外饰材料大多不具备阻燃性能，这严重影响了汽车的防火安全性能，汽车一旦发生火灾将造成重大的人员和财产损失。据统计，2015年接到的汽车自燃投诉是2014年的210％，越来越多的汽车存在较大的安全隐患。根据我国现行国家标准GB8410《汽车内饰材料的燃烧特性》的规定，汽车内饰材料的燃烧速度不大于100mm/min即为合格，该标准对汽车内饰材料的热释放速率峰值、烟密度等级、产烟毒性等评价火灾危险性的重要参数均未作要求；对材料阻燃性的分级与我国现行相关国家标准也不一致。导致我国的乘用汽车普遍使用燃烧时产生大量有毒气体的易燃可燃内饰材料。因此，随着汽车产业转型升级步伐的不断加快，无论是对于高质量汽车或是新能源汽车，应用内外饰材料具有阻燃性能势在必行。

膨胀型阻燃剂(IFR)工是一种以氮、磷为主要成分的新型无卤阻燃剂，含有IFR的高聚物燃烧时，表面能生成一层炭泡沫，能隔热、隔氧、抑烟、防止熔体滴落现象产生，具有良好的阻燃效果。但是，要使无卤膨胀型阻燃剂在聚合物中达到较好的阻燃效果，通常添加质量分数为30-60％。然而，大量添加膨胀型阻燃剂必然造成聚合物熔体粘度下降、熔体强度降低以及材料自身力学性能的大幅下降等问题。

有机硅系阻燃剂是一种新型高效、低毒、防熔滴、环境友好的非卤阻燃剂，主要包括聚硅氧烷，聚有机硅倍半硅氧烷等品种。有机硅阻燃剂是目前含硅阻燃剂最主要的品种，已经有大量的商业化产品面世。如美国Dow Corning公司开发的开发并已商品化的“D·C·RM”系列阻燃剂，该阻燃剂只要添加1％～8％，即可得到发烟量、放热量、一氧化碳产生量均低的阻燃材料。有机硅系阻燃剂本身可以阻燃，能促进炭层的生成，提高炭层的稳定性和改善炭层结构，此外该炭层还具有一定的抑烟作用。

由于有机硅系阻燃剂和膨胀型阻燃剂一起使用时，能够表现出显著的协同阻燃作用和互补性。在燃烧过程中，两者能相互促进形成含硅炭化保护层。与常规炭层相比，此类炭层结构致密稳定，抗氧化能力大大增强。因此具有卓越的隔热抑烟、断绝氧的供应，并防止熔滴等功能，从而获得协同增效的阻燃作用。本发明配制了一种具有一定粘度的硅前驱体，并将膨胀型阻燃剂添加到有机硅前聚体中。通过将GMT材料浸渍到配制好的阻燃体系中，固化交联，热压成型。该方法使GMT板材在获得阻燃性能的同时，还能提高其力学性能，从而得到了一种阻燃高强的GMT复合板材。

发明内容

为了克服现有技术中传统GMT板材不阻燃的缺点，本发明提供了一种阻燃高强GMT复合板材及其制备方法，由该制备方法得到的GMT复合板材具有高强度、高阻燃性以及低VOC(挥发性有机化合物)等性能，可广泛应用于各类汽车内外饰件。