[发明专利]一种阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料、制备方法及应用

说明书

本发明涉及复合材料领域，公开了一种阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料，其特征在于，该复合材料包括以下组分：热塑性树脂50～80重量份、玄武岩纤维50‑120份、聚苯硫醚0.1‑20份、相容剂0.1‑10份、无机阻燃剂0.1‑20份、添加剂0.1‑35份，该复合材料通过聚苯硫醚和无机阻燃剂的协效作用大大提高了复合材料的阻燃性能。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料、制备方法及应用。

背景技术

树脂基复合材料分为两类，一类是热固性树脂，一类是热塑性树脂，热固性树脂相比热塑性树脂具有更好的耐热性和强度，但由于其难降解、难回收的确定，给环保带来很大压力，使得热塑性复合材料的发展备受关注。

热塑性树脂的主要缺点是强度普遍比热固性树脂低，尺寸稳定性较差，膨胀系数较大，耐热性不如热固性树脂，这主要归因于它们的线性链状分子结构，在长期的载荷和温度条件下，分子链段会出现不同程度的松弛，对增强纤维的约束力有所降低，宏观上表现出材料性能上的退化，特别是对于大型结构件的尺寸稳定性会有所影响。

玄武岩纤维属于绿色产品，可回收利用并可降解为土壤母质从而不污染环境，采用玄武岩纤维对热塑性树脂进行改性后，使得热塑性树脂的力学性能有了很大提高，同时还具备良好的阻燃性能，因此，玄武岩纤维作为热塑性复合材料的增强体大量应用于防火、隔热、阻燃领域，但当其应用于配电箱、消防栓箱等箱体时，由于常设置于人群密集的场所，对阻燃性提出了更高的要求，现有技术中需要加入大量阻燃剂才可满足箱体的阻燃性、阻燃耐久性要求，成本较高。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高纤维含量的连续玄武岩纤维增强热塑性树脂及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

该阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料包括以下组分：

热塑性树脂50-80份，

玄武岩纤维50-120份，

聚苯硫醚0.1-20份，

相容剂0.1-10份，

无机阻燃剂0.1-20份，

添加剂0.1-35份。

进一步地，所述的热塑性树脂的熔融指数≥50g/10min，选自聚烯烃树脂、热塑性聚酯、聚酰胺类、聚碳酸酯、其他通用树脂或高性能工程塑料中的一种或一种以上的物质。

进一步地，所述的连续玄武岩纤维选自600tex无捻粗纱、800tex无捻粗纱、1200tex无捻粗纱或2400tex无捻粗纱中的一种或一种以上的物质。

进一步地，所述相容剂选自苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物接枝马来酸酐。

进一步地，所述无机阻燃剂选自氢氧化镁或氢氧化铝。

进一步地，所述添加剂为抗氧剂、消泡剂、稀释剂中的一种或几种。

本实施例的阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按比例称取热塑性树脂、聚苯硫醚、相容剂、阻燃剂和抗氧剂，在高速混合机中充分混合均匀后，得到树脂基体，将其熔融与玄武岩纤维进行浸润复合，通过辊压成型，辊压压力为5MPa，收卷，得到单层玄武岩纤维增强树脂预浸料；

(2)将步骤(1)制备的单层连续纤维增强树脂预浸料采用横纵交错的方式铺设15-200层，放入模具中，送入温度为170～225℃的热压机中，压力1-2MPa，保温时间20-40min。保温结束，送入至冷压机，压力1-2MPa，保压20-40min。出模，制得阻燃玄武岩纤维增强热塑性树脂复合材料。