[发明专利]阻燃型片状模塑料、其制备方法、由其压制的阻燃纤维增强复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃型片状模塑料、其制备方法、由其压制的阻燃纤维增强复合材料及其制备方法，属于聚合物合成及纤维增强复合材料制备领域。该方法包括如下步骤：磷酸单烷基酯对单环氧基化合物的开环反应；双键和羧基功能基团的引入；按照一定比例同市售乙烯基树脂混合，完成乙烯基SMC树脂的制备；按照配方进行片材制备；在模压设备上将片材高温压制成成品。本发明通过在乙烯基树脂添加一种含磷、双键的多羧基化合物，使得制备的树脂、片状模塑料及复合材料成品具有优异的阻燃性能；由于树脂阻燃性优异使得片材配方可以增大纤维含量、降低无机填料含量，进而使得最终复合材料产品性能较传统SMC产品有明显提升。

技术领域

本发明属于聚合物合成及树脂制备领域，尤其是一种阻燃型片状模塑料、其制备方法、由其压制的阻燃纤维增强复合材料及其制备方法。

背景技术

SMC是一种高效率机械化生产复合材料的制造工艺，一般采用羧酸基封端的不饱和聚酯树脂来制备。其原理为液体树脂在氧化镁等增稠剂的作用下，通过羧酸基团同氧化镁之间的非共价键的作用，将树脂、纤维和填料的混合体以适宜的速度增粘至具有一定强度的片状模塑料（俗称“片材”），而后在模具内通过模压机的高温和高压固化成型。乙烯基树脂由于不含有羧酸基团，不适用于传统的增稠工艺，只有经过特殊改性之后才能适用于该工艺并生产出力学性能更好的产品，如专利CN201610084522.3，提供了一种利用异氰酸酯同添加助剂中的羟基反应来增大整个树脂体系粘度的方法，CN201811443559.6提供了一种多羟基乙烯基树脂的制备方法，采用异氰酸酯同多羟基乙烯基树脂的扩链反应实现树脂体系的增稠；CN201611243706.6提供了一种环氧乙烯基树脂上羟基羧基化的技术手段，在乙烯基树脂上引入羧基，从而实现了传统增稠工艺在乙烯基树脂上的应用。上述手段都可以实现传统乙烯基树脂体系的增稠，但是整个改性过程涉及的原材料众多、工艺流程繁琐，给工业化带来困难，且制备的片材和复合材料阻燃性能差。

现有技术中关于阻燃型乙烯基树脂片材及其纤维增强复合材料的制备手段较少，仅可查到2篇相关专利，一篇是CN201310507654.9，通过在含有乙烯基树脂的片材配方中添加大量无机阻燃填料的技术手段，来提高纤维增强复合材料产品的阻燃性。这种技术的无反应活性的阻燃剂添加量太大，会严重影响力学性能；另一篇是CN201810610118.4，通过使用溴化乙烯基树脂同无机阻燃填料相结合的方式来制备阻燃型纤维增强复合材料。该技术使用的溴化乙烯基树脂价格昂贵，极大增加了产品成本，且采用卤素阻燃，燃烧时会放出大量有毒气体，环保性差。

发明内容

发明目的：提供一种阻燃型片状模塑料、其制备方法、由其压制的阻燃纤维增强复合材料及其制备方法，以解决普通乙烯基树脂在片材及纤维增强复合材料制备中的增稠及阻燃问题。

技术方案：本发明提供一种阻燃型片状模塑料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、磷酸单烷基酯对单环氧基化合物的开环反应

将1mol的磷酸单烷基酯加入到陶瓷反应釜内，加入摩尔数为1～2mol的含有单环氧结构的化合物，于环境温度下反应0.5～2h；

步骤二、双键和羧基功能基团的引入

继续加入摩尔数为1～2mol不饱和环状羧酸酐，并升温至90～120℃，继续反应0.5～5小时，完成羟基的羧基化反应，制得含有磷和双键的多羧基化合物；

步骤三、乙烯基SMC树脂的制备

将步骤二制备的多羧基化合物同乙烯基树脂按照预定的比例混合，制备出乙烯基SMC树脂；以重量份数计，其组分如下：

步骤四、片状模塑料的制备

按照如下配方及重量份数进行和片材制备，

树脂部分：

步骤三中制备的乙烯基SMC树脂 60-70份