[发明专利]一种偶联改性短切碳纤维-吡啶盐改性蒙脱土增强阻燃聚丙烯复合材料的方法

权利要求书

1.一种偶联改性短切碳纤维-吡啶盐改性蒙脱土增强阻燃聚丙烯复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）偶联剂对短切碳纤维进行表面改性：

向氧化处理的短切碳纤维中加入乙醇水溶液，再加入偶联剂溶液，机械搅拌25-30min后，放入60-62℃恒温水浴锅中静置3-4h，旋转蒸发后，放入80-83℃真空干燥箱中4-6h，冷却后得到硅烷偶联剂处理的短切碳纤维；

（2）偶联剂处理玄武岩纤维表面改性：

将0.1-0.2份硅烷偶联剂溶液在80-90℃磁力搅拌器上恒温搅拌水解完全，将15-25份干燥的玄武岩粗砂浸泡其中1-2h，取出自然干燥后，放入80-85℃恒温箱中干燥8-10h，得到表面改性处理的玄武岩纤维；

（3）熔融共混挤出造粒、注塑成型：

将吡啶盐改性蒙脱土1:2-3加入到二甲苯中，机械搅拌30-35min后，再与预处理阻燃剂混匀，得到增强阻燃体系；

将80-90份聚丙烯塑料薄片、10-20份热塑性弹性体、5-10份相容剂放入80-83℃鼓风干燥箱中干燥20-22h后，与(1)、(2)中所得物料及上述增强阻燃体系混匀，在加工温度为170-175℃条件下进行熔融共混挤出，挤出的条料经冷却、吹干、切粒，将粒料放入70-73℃恒温干燥箱中干燥6-8h后，投入温度为215-225℃的注塑机中进行注塑成型。

2.根据权利要求1所述的一种偶联改性短切碳纤维-吡啶盐改性蒙脱土增强阻燃聚丙烯复合材料的方法，其特征在于，步骤（1）中短切碳纤维的氧化方法如下：

向20-25份的短切碳纤维中加入浓度为65%的硝酸，放在恒温磁力搅拌器上，冷凝回流，在100-105℃油浴中回流1-2h，抽滤、水洗至中性，在80-83℃真空干燥箱中干燥4-6h，取出冷却，得到氧化处理的短切碳纤维。

3.根据权利要求1所述的一种偶联改性短切碳纤维-吡啶盐改性蒙脱土增强阻燃聚丙烯复合材料的方法，其特征在于，步骤（1）中乙醇水溶液按固液比1:6-9加入，乙醇水溶液中乙醇和水的质量比为9:1，偶联剂溶液是指浓度为1-2%的KH550。

4.根据权利要求1所述的一种偶联改性短切碳纤维-吡啶盐改性蒙脱土增强阻燃聚丙烯复合材料的方法，其特征在于，步骤（2）中硅烷偶联剂溶液是指浓度为0.7-0.8%的A-172。

5.根据权利要求1所述的一种偶联改性短切碳纤维-吡啶盐改性蒙脱土增强阻燃聚丙烯复合材料的方法，其特征在于，步骤（3）中吡啶盐改性蒙脱土的制备：

向5-7份钠基蒙脱土中加入60-62℃的蒸馏水搅拌均匀，将3-4份溴化十六烷基吡啶1:10-15溶解在乙醇溶液中，然后滴加到钠基蒙脱土溶液中，剧烈搅拌7-8h，抽滤、用乙醇洗涤至滤液用硝酸银溶液检验无沉淀，将固体产物在80-82℃真空下干燥20-24h，得到吡啶盐改性蒙脱土。

6.根据权利要求1所述的一种偶联改性短切碳纤维-吡啶盐改性蒙脱土增强阻燃聚丙烯复合材料的方法，其特征在于，步骤（3）中预处理阻燃剂是指先将9-10份十溴二苯乙烷、3-4份三氧化二锑阻燃剂在高速搅拌机中混合均匀后，在120-125℃双辊筒塑炼机上进行熔融共混，得到预处理阻燃剂。

7.根据权利要求1所述的一种偶联改性短切碳纤维-吡啶盐改性蒙脱土增强阻燃聚丙烯复合材料的方法，其特征在于，步骤（3）中热塑性弹性体为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯，相容剂为聚丙烯接枝甲基丙烯酸环氧丙酯。