本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種阻燃高性能AES復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
丙烯腈-EPDM橡膠-苯乙烯共聚物(AES)是一種綜合性能優(yōu)良的工程塑料，其尺寸穩(wěn)定性好,絕緣性佳，耐油,成型加工性能比較好，但是其燃點低,這大大限制了它在一些領(lǐng)域上的應(yīng)用。磷氮類阻燃劑作為阻燃、抑煙、熱穩(wěn)定性高的無機(jī)阻燃劑正日益引起關(guān)注。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種阻燃高性能AES復(fù)合材料及其制備方法，以解決AES復(fù)合材料阻燃性低的問題。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種阻燃高性能AES復(fù)合材料，按重量份計由以下組分組成：
所述磷氮類阻燃劑為蘇州安鴻泰生產(chǎn)的WR02或者WR03。
所述納米二氧化硅的粒徑為10nm-30nm。
所述蒙脫土為鈣基蒙脫土。
所述相容劑為SEBS-g-MAH。
所述抗氧劑為三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯甲基)苯中的一種或多種。
所述潤滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或硬脂酸鉀中的一種或多種。
上述任一項所述的阻燃高性能AES復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
1)稱取70份-90份的AES、16份-20份的磷氮類阻燃劑、4份-10份的蒙脫土、0.2份-0.6份納米二氧化硅、0.2份-0.4份相容劑、0.1份-0.5份抗氧劑、0.2份-0.4份潤滑劑，混合并攪拌均勻，得到混合料；
2)將步驟1)中得到的混合料擠出造粒，即得到阻燃高性能AES復(fù)合材料。
所述步驟2)具體為：
將步驟1)中得到的混合料投入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中擠出造粒，其中，所述雙螺桿擠出機(jī)包括順次排布的六個溫度區(qū)，一區(qū)溫度190-210℃，二區(qū)溫度220-260℃，三區(qū)溫度220-260℃，四區(qū)溫度220-260℃，五區(qū)溫度220-260℃，六區(qū)溫度220-260℃，機(jī)頭溫度220-260℃；螺桿轉(zhuǎn)速200-260r/min。
本發(fā)明的有益效果是：
蒙脫土與磷氮類阻燃劑具有協(xié)同阻燃作用，其加入增強(qiáng)了AES的阻燃性能。
添加少量的納米SiO2可以起催化磷氮類阻燃劑的酯化反應(yīng)，促進(jìn)成炭的作用，增強(qiáng)炭層隔熱隔氧的能力，提高了材料的阻燃性能。
少量的納米SO2還可以促使AES發(fā)生交聯(lián)，這大大改善了AES復(fù)合材料的力學(xué)性能，拓展了阻燃AES的應(yīng)用領(lǐng)域，具有重要的研究意義和應(yīng)用價值。
具體實施方式
以下通過實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，以下的實施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能解釋為是對本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
本發(fā)明的實施例中所用的原料如下：
AES(型號SK50)，日本UMG；磷氮類阻燃劑(型號WR02、WR03)，蘇州安鴻泰；蒙脫土，湖北遠(yuǎn)成賽創(chuàng)科技有限公司；納米SiO2，廣州吉必盛科技實業(yè)；SEBS-g-MAH，美國科騰；抗氧劑(型號Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化；硬脂酸鈣，湖北中料化工；硬質(zhì)酸鈉，湖北興銀河化工；硬脂酸鉀，鄭州邦諾化工。
本發(fā)明所用的測試儀器如下：
ZSK30型雙螺桿擠出機(jī)，德國W&P公司；JL-1000型拉力試驗機(jī)，廣州市廣才實驗儀器公司生產(chǎn)；HTL900-T-5B型注射成型機(jī)，海太塑料機(jī)械有限公司生產(chǎn)；XCJ-500型沖擊測試機(jī)，承德試驗機(jī)廠生產(chǎn)；QT-1196型拉伸測試儀，東莞市高泰檢測儀器有限公司；QD-GJS-B12K型高速攪拌機(jī)，北京恒奧德儀器儀表有限公司。
本申請?zhí)峁┮环N阻燃高性能AES復(fù)合材料，按重量份計由以下組分組成：
所述磷氮類阻燃劑為蘇州安鴻泰生產(chǎn)的WR02或者WR03。
所述納米二氧化硅的粒徑為10nm-30nm。
所述蒙脫土為鈣基蒙脫土。
所述相容劑為SEBS-g-MAH。
所述抗氧劑為三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯甲基)苯中的一種或多種。
所述潤滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或硬脂酸鉀中的一種或多種。
上述任一項所述的阻燃高性能AES復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
1)稱取70份-90份的AES、16份-20份的磷氮類阻燃劑、4份-10份的蒙脫土、0.2份-0.6份納米二氧化硅、0.2份-0.4份相容劑、0.1份-0.5份抗氧劑、0.2份-0.4份潤滑劑，混合并攪拌均勻，得到混合料；
2)將步驟1)中得到的混合料擠出造粒，即得到阻燃高性能AES復(fù)合材料。
所述步驟2)具體為：
將步驟1)中得到的混合料投入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中擠出造粒，其中，所述雙螺桿擠出機(jī)包括順次排布的六個溫度區(qū)，一區(qū)溫度190-210℃，二區(qū)溫度220-260℃，三區(qū)溫度220-260℃，四區(qū)溫度220-260℃，五區(qū)溫度220-260℃，六區(qū)溫度220-260℃，機(jī)頭溫度220-260℃；螺桿轉(zhuǎn)速200-260r/min。
實施例1
1)稱取70份AES、16份WR02、4份蒙脫土、0.2份納米二氧化硅、0.2份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox1010、0.1份硬脂酸鋅、0.1份硬脂酸鉀，混合并攪拌均勻，得到混合料；
2)將步驟1)中得到的混合料擠出造粒，即得到AES復(fù)合材料P1。
其中，雙螺桿擠出機(jī)包括順次排布的六個溫度區(qū)，第一溫度區(qū)的溫度為190℃，第二溫度區(qū)的溫度為220℃，第三溫度區(qū)的溫度為220℃，第四溫度區(qū)的溫度為220℃，第五溫度區(qū)的溫度為220℃，第六溫度區(qū)的溫度為220℃，雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)頭溫度為220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200r/min。
實施例2
1)稱取90份AES、20份WR03、10份蒙脫土、0.6份納米二氧化硅、0.4份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.2份硬脂酸鈣、0.2份硬脂酸鋅，混合并攪拌均勻，得到混合料；
2)將步驟1)中得到的混合料擠出造粒，即得到AES復(fù)合材料P2。
其中，雙螺桿擠出機(jī)包括順次排布的六個溫度區(qū)，第一溫度區(qū)的溫度為210℃，第二溫度區(qū)的溫度為260℃，第三溫度區(qū)的溫度為260℃，第四溫度區(qū)的溫度為260℃，第五溫度區(qū)的溫度為260℃，第六溫度區(qū)的溫度為260℃，雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)頭溫度為260℃，螺桿轉(zhuǎn)速為260r/min。
實施例3
1)稱取80份AES、18份WR02、7份蒙脫土、0.4份納米二氧化硅、0.3份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份硬脂酸鈣、0.1份硬脂酸鉀，混合并攪拌均勻，得到混合料；
2)將步驟1)中得到的混合料擠出造粒，即得到AES復(fù)合材料P3。
其中，雙螺桿擠出機(jī)包括順次排布的六個溫度區(qū)，第一溫度區(qū)的溫度為200℃，第二溫度區(qū)的溫度為240℃，第三溫度區(qū)的溫度為240℃，第四溫度區(qū)的溫度為240℃，第五溫度區(qū)的溫度為240℃，第六溫度區(qū)的溫度為240℃，雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)頭溫度為240℃，螺桿轉(zhuǎn)速為230r/min。
實施例4
1)稱取75份AES、17份WR03、5份蒙脫土、0.3份納米二氧化硅、0.3份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox168、0.1份Irganox1330、0.2份硬脂酸鋅、0.1份硬脂酸鉀，混合并攪拌均勻，得到混合料；
2)將步驟1)中得到的混合料擠出造粒，即得到AES復(fù)合材料P4。
其中，雙螺桿擠出機(jī)包括順次排布的六個溫度區(qū)，第一溫度區(qū)的溫度為205℃，第二溫度區(qū)的溫度為245℃，第三溫度區(qū)的溫度為245℃，第四溫度區(qū)的溫度為245℃，第五溫度區(qū)的溫度為245℃，第六溫度區(qū)的溫度為245℃，雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)頭溫度為245℃，螺桿轉(zhuǎn)速為250r/min。
實施例5
1)稱取85份AES、16份WR02、9份蒙脫土、0.3份納米二氧化硅、0.4份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox168、0.3份Irganox1330、0.1份硬脂酸鋅、0.1份硬脂酸鉀，混合并攪拌均勻，得到混合料；
2)將步驟1)中得到的混合料擠出造粒，即得到AES復(fù)合材料P5。
其中，雙螺桿擠出機(jī)包括順次排布的六個溫度區(qū)，第一溫度區(qū)的溫度為190℃，第二溫度區(qū)的溫度為235℃，第三溫度區(qū)的溫度為235℃，第四溫度區(qū)的溫度為235℃，第五溫度區(qū)的溫度為235℃，第六溫度區(qū)的溫度為235℃，雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)頭溫度為235℃，螺桿轉(zhuǎn)速為250r/min。
對比例1
1)稱取85份AES、16份WR03、0.3份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox168、0.3份Irganox1330、0.1份硬脂酸鋅、0.1份硬脂酸鉀，混合并攪拌均勻，得到混合料；
2)將步驟1)中得到的混合料擠出造粒，即得到AES復(fù)合材料D1。
其中，雙螺桿擠出機(jī)包括順次排布的六個溫度區(qū)，第一溫度區(qū)的溫度為190℃，第二溫度區(qū)的溫度為250℃，第三溫度區(qū)的溫度為250℃，第四溫度區(qū)的溫度為250℃，第五溫度區(qū)的溫度為250℃，第六溫度區(qū)的溫度為250℃，雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)頭溫度為250℃，螺桿轉(zhuǎn)速為220r/min。
性能測試：
將實施例1－5與對比例1制備的AES合金材料按相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)分別測試其拉伸強(qiáng)度、懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度與彎曲模量、阻燃等級，其測試標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)如下表1所示：
表1 各實施例及對比例產(chǎn)品性能測試
從上表可以看出，實施例1-5與對比例1相比，拉伸強(qiáng)度、懸臂梁沖擊強(qiáng)度等物理性能均有一定程度的提高，阻燃等級也得到了提高，且本專利所用阻燃劑份量也相對較少，這大大擴(kuò)展了阻燃AES復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域，能夠滿足IT、通訊、電子、汽車等領(lǐng)域?qū)こ碳囊蟆?/p>
以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的描述，應(yīng)當(dāng)指出，由于文字表達(dá)的有限性，而在客觀上存在無限的具體結(jié)構(gòu)，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。