本發(fā)明涉及高分子材料，具體是一種無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、聚丙烯作為目前最為常見的通用塑料之一，具有較好的剛韌平衡性能、耐化學(xué)腐蝕性能，耐候性能等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛使用于汽車內(nèi)外飾、家電、電子電器外殼產(chǎn)品中。一些特殊領(lǐng)域的應(yīng)用需要聚丙烯材料具備特殊的功能性，如阻燃聚丙烯為目前使用量較大的改性聚丙烯種類。隨著人們對(duì)環(huán)保健康、礦物能源的重視，無鹵阻燃聚丙烯的使用越來越廣泛。而無鹵阻燃聚丙烯所需添加阻燃劑比例較高，對(duì)產(chǎn)品力學(xué)性能影響較大，阻燃劑價(jià)格昂貴，每多1％的添加比例，都對(duì)材料成本的影響較大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題，在傳統(tǒng)無鹵阻燃聚丙烯的配方基礎(chǔ)上，添加自制mos2修飾的碳納米管材料，可降低無鹵阻燃劑的使用比例，同時(shí)可提高材料的力學(xué)性能，降低阻燃材料的煙密度，提高阻燃效率。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明一方面公開了一種無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其由聚丙烯77-84.1份、無鹵阻燃劑15-20份、改性碳納米管0.5-2份、熱穩(wěn)定劑0.2-0.6份和加工助劑0.2-0.4份按照重量份制備而成，其中，所述改性碳納米管的表面經(jīng)mos2修飾。
4、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述聚丙烯選自共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一種。
5、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述無鹵阻燃劑為磷氮類膨脹型阻燃劑。
6、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的改性碳納米管由以下步驟制備而成：
7、(1)將5重量份的碳納米管分散于去離子水中，得到a溶液；將8～12重量份的na2moo4·h2o溶于去離子水中，得到b溶液；將b溶液加入a溶液中，充分?jǐn)嚢韬蟮玫絚溶液；
8、(2)將4～6重量份的cn2h4s逐滴加至c溶液中，充分?jǐn)嚢韬?，倒入反?yīng)釜中，經(jīng)過煅燒、冷卻、離心分離、洗滌、干燥后，即得改性碳納米管。cn2h4s在煅燒過程中提供了氮源和硫源。
9、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述熱穩(wěn)定劑選自阻酚類熱穩(wěn)定劑、亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑、硫代酯類熱穩(wěn)定劑中的至少一種。
10、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述加工助劑為大分子硅酮母粒，有助于各種助劑的分散，以保證其最小添加量發(fā)揮最佳作用。
11、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：b溶液中，每1g的na2moo4·h2o溶于去離子水30-70ml。
12、本發(fā)明另一方面公開了如上述任一項(xiàng)所述的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
13、按照重量份將聚丙烯、無鹵阻燃劑、改性碳納米管、熱穩(wěn)定劑和加工助劑充分混合，得到混合料；
14、將所述混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融混合分散，擠出造粒，制得無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料。
15、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述雙螺桿擠出機(jī)從喂料段到機(jī)頭的溫度范圍依次為185-195℃、185-195℃、185-200℃、190-200℃、190-200℃、190-205℃、195-205℃、200-210℃、200-205℃、190-200℃。
16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
17、1.本發(fā)明僅在傳統(tǒng)配方的基礎(chǔ)上添加添加mos2修飾的碳納米管材料，采用常規(guī)的熔融共混法即可實(shí)現(xiàn)聚丙烯復(fù)合材料阻燃性能和機(jī)械性能的提高，制備工藝簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)；
18、2.改性的碳納米管材料本身具有較強(qiáng)的剛性，作為納米材料分散在聚丙烯基體中，可提高阻燃聚丙烯的力學(xué)性能；同時(shí)，其少量添加也可降低無鹵阻燃劑的使用含量，可減少因阻燃劑的添加對(duì)材料機(jī)械性能的損失；
19、3.碳納米的表面存在大量羥基，為改性提供前提條件，可使mos2在碳納米管表面附著。mos2自身具有層狀結(jié)構(gòu)，由兩層的s原子和夾在兩層間的mo原子形成層狀結(jié)構(gòu)；
20、4.在材料燃燒過程中，mos2納米片具有物理屏障的作用，可以有效抑制熱量的傳遞和可燃?xì)怏w的逸出；mos2修飾的碳納米管材料由于其比表面積大，可以吸附分解產(chǎn)物，如可燃性氣體和自由基，減緩聚合物的熱分解；mos2分解的moo3這一過程可吸收燃燒過程中的熱量，給聚合物表面降溫；且這進(jìn)一步分解過程促進(jìn)了焦層的形成。較重的焦層可以在燃燒過程中提供有效的保護(hù)層，這減少了熱和質(zhì)量在火焰和基體之間的傳遞。這阻礙了氧氣的擴(kuò)散，并防止下部基質(zhì)進(jìn)一步燃燒。從而進(jìn)一步提高了復(fù)合材料的阻燃性能。
1.一種無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，其由聚丙烯77-84.1份、無鹵阻燃劑15-20份、改性碳納米管0.5-2份、熱穩(wěn)定劑0.2-0.6份和加工助劑0.2-0.4份按照重量份制備而成，其中，所述改性碳納米管的表面經(jīng)mos2修飾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述聚丙烯選自共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述無鹵阻燃劑為磷氮類膨脹型阻燃劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述的改性碳納米管由以下步驟制備而成：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述熱穩(wěn)定劑選自阻酚類熱穩(wěn)定劑、亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑、硫代酯類熱穩(wěn)定劑中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述加工助劑為大分子硅酮母粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，b溶液中，每1g的na2moo4·h2o溶于去離子水30-70ml。
8.一種如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述雙螺桿擠出機(jī)從喂料段到機(jī)頭的溫度范圍依次為185-195℃、185-195℃、185-200℃、190-200℃、190-200℃、190-205℃、195-205℃、200-210℃、200-205℃、190-200℃。