本發(fā)明涉及復(fù)合材料，具體涉及一種用于制造塑料外殼的高強(qiáng)度復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展與壯大，塑料外殼也因諸多優(yōu)點(diǎn)走進(jìn)各行各業(yè)的視野中，與其他材質(zhì)的外殼相比，如與金屬外殼和玻璃外殼相比，塑料外殼具有重量輕、成本低的優(yōu)勢(shì)，能夠滿足行業(yè)輕量化的要求，塑料外殼設(shè)計(jì)靈活多樣，可以根據(jù)不同需求進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，產(chǎn)品外觀和功能性的創(chuàng)新有更多可能性，因此，塑料外殼在電子產(chǎn)品、汽車行業(yè)、醫(yī)療器械、家電行業(yè)等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用，不僅具有良好的外觀設(shè)計(jì)，具有美觀性滿足不同用戶的審美需求，還具有安全性和可靠性，保護(hù)內(nèi)部電子元件或機(jī)械材料免受外部環(huán)境干擾，因此對(duì)于塑料外殼復(fù)合材料性能的研究很有必要。

2、塑料外殼的制作材料有很多種類，如聚碳酸酯(pc)、聚丙烯(pp)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)等，聚丙烯材料具有良好的耐化學(xué)性、耐熱性和耐疲勞性，在電子產(chǎn)品外殼、電器外殼、家居用品等方面應(yīng)用廣泛，作為電子產(chǎn)品、家電外殼時(shí)，聚丙烯材料仍存在不足之處，聚丙烯材料氧指數(shù)低，極易燃燒，且在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，容易受到氧化作用的影響，耐沖擊性能和力學(xué)性能較差，限制了聚丙烯材料的應(yīng)用，公開號(hào)為cn112225985b的專利，公開了一種阻燃pp復(fù)合材料及其制備方法，包括聚丙烯、復(fù)配阻燃劑、表面改性劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑、鈦白粉，制備的產(chǎn)品具有良好的阻燃性、良好的可加工性，廣泛應(yīng)用于家電、汽車等領(lǐng)域，但是該專利作為制造塑料外殼的材料時(shí)，存在耐沖擊性能較差的缺點(diǎn)，因此，本發(fā)明提供一種用于制造塑料外殼的高強(qiáng)度復(fù)合材料，滿足塑料外殼的多種應(yīng)用需求，具有安全性、可靠性和廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決背景技術(shù)中提到的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于制造塑料外殼的高強(qiáng)度復(fù)合材料及其制備方法。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種用于制造塑料外殼的高強(qiáng)度復(fù)合材料，包括以下重量份的原料：70-85份聚丙烯、4-10份低模量聚丙烯、1-3份相容劑、0.5-1.5份潤(rùn)滑劑、3-6份功能性添加物、2-5份復(fù)合阻燃填料。

4、進(jìn)一步地，所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯；所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鈣、硬酯酸鎂或硬酯酸鋅中的任意一種。

5、進(jìn)一步地，所述功能性添加物的制備方法，包括以下步驟：

6、s1、將端乙烯基超支化聚酯、巰基乙胺和光引發(fā)劑加入甲苯中，攪拌均勻，在紫外燈光照下反應(yīng)1-3h，反應(yīng)完成后，分離出產(chǎn)物，得到中間物料；

7、s2、將中間物料、茴香醛和三乙胺加入甲醇中，攪拌均勻后，室溫條件下反應(yīng)2-4h，反應(yīng)完成后，減壓蒸餾除去溶劑，洗滌，得到功能性添加物。

8、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，端乙烯基超支化聚酯結(jié)構(gòu)中的乙烯基能夠在光引發(fā)劑的作用下與巰基乙胺結(jié)構(gòu)中的巰基發(fā)生巰基烯點(diǎn)擊反應(yīng)，得到中間物料，中間物料結(jié)構(gòu)中含有活性氨基，可以在三乙胺的作用下與茴香醛中的醛基發(fā)生席夫堿反應(yīng)，得到功能性添加物。該功能性添加物是由端乙烯基超支化聚酯接枝抗氧化物質(zhì)茴香醛得來(lái)，生成的席夫堿結(jié)構(gòu)同樣具有抗氧化效果，在相容劑的作用下，功能性添加物能與聚丙烯基體產(chǎn)生氫鍵作用，進(jìn)而形成聚合物網(wǎng)絡(luò)，在受到外力沖擊時(shí)，超支化聚酯能夠成為應(yīng)力集中點(diǎn)，引發(fā)銀紋和剪切帶的形成，銀紋和剪切帶在拓展時(shí)會(huì)吸收大量的沖擊能量，進(jìn)而能夠承受更大的外力沖擊而不易損壞或破裂，提高復(fù)合材料的耐沖擊性能，進(jìn)而使塑料外殼更加堅(jiān)固耐用，同時(shí)能夠避免小分子抗氧化物質(zhì)的析出，使抗氧化物質(zhì)長(zhǎng)久存在于聚丙烯基體中，進(jìn)而增強(qiáng)復(fù)合材料的抗氧化性能，使得復(fù)合材料免受氧化作用影響，延長(zhǎng)塑料外殼的使用壽命。

9、進(jìn)一步地，s1中，所述光引發(fā)劑為安息香雙醚、安息香異丁醚或安息香異丙醚中任意一種。

10、進(jìn)一步地，所述復(fù)合阻燃填料的制備方法，包括以下步驟：

11、步驟a、將麥飯石加入到0.5-1mo?l/l的鹽酸溶液中，再將體系置于超聲波清洗機(jī)中超聲10-15min后，過(guò)濾，洗滌，干燥，得到活化麥飯石；

12、步驟b、將活化麥飯石均勻分散于n,n-二甲基甲酰胺中，通入氮?dú)?，加?-氯吡啶-3-羰酰氯和催化劑，室溫下攪拌5-6h后，抽濾，洗滌，干燥，得到改性麥飯石；

13、步驟c、將改性麥飯石加入二甲基亞砜中，攪拌均勻后，通入氮?dú)猓尤肓u甲基膦酸二甲酯和堿性催化劑，升溫至60-80℃，攪拌6-8h后，離心分離，洗滌，干燥，得到復(fù)合阻燃填料。

14、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，麥飯石經(jīng)鹽酸溶液活化后，能暴露出更多的羥基，在催化劑的作用下，活化麥飯石表面的羥基能與6-氯吡啶-3-羰酰氯結(jié)構(gòu)中的酰氯發(fā)生酯化反應(yīng)，得到改性麥飯石，在堿性催化劑的作用下，改性麥飯石表面的活性氯取代基能夠與羥甲基膦酸二甲酯結(jié)構(gòu)中的羥基發(fā)生取代反應(yīng)，得到復(fù)合阻燃填料。該復(fù)合阻燃填料以麥飯石為基體材料，經(jīng)過(guò)改性后，能夠有效改善與聚丙烯基體之間的相容性，避免了麥飯石在聚丙烯基體中發(fā)生團(tuán)聚，能夠均勻分散在聚丙烯基體中，進(jìn)而高效發(fā)揮麥飯石的自身優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)聚丙烯基體的力學(xué)性能，此外麥飯石能夠吸收大量的熱量，在復(fù)合材料表面形成隔熱層，隔絕熱量和氧氣，減緩燃燒的速度，同時(shí)復(fù)合阻燃填料中含有氮磷阻燃元素，能夠在氣相和凝聚相上發(fā)揮協(xié)效作用，形成致密的炭層，稀釋可燃?xì)怏w，麥飯石能夠與其產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使燃燒難以持續(xù)，增強(qiáng)復(fù)合材料的阻燃性能，進(jìn)而提高塑料外殼的安全性與可靠性。

15、進(jìn)一步地，步驟b中，所述催化劑為吡啶或三乙胺。

16、進(jìn)一步地，步驟c中，所述堿性催化劑為碳酸鉀或碳酸鈉。

17、一種用于制造塑料外殼的高強(qiáng)度復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

18、步驟一、將聚丙烯、低模量聚丙烯、相容劑、潤(rùn)滑劑、功能性添加物和復(fù)合阻燃填料加入高混機(jī)中，設(shè)置攪拌速率為300-600r/min攪拌混合25-40min，得到混合物料；

19、步驟二、將混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融、擠出、造粒，得到復(fù)合材料。

20、進(jìn)一步地，所述雙螺桿擠出機(jī)熔融溫度為160-200℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200-500r/min。

21、本發(fā)明的有益效果：

22、本發(fā)明以聚丙烯材料為基體，通過(guò)加入功能性添加物和復(fù)合阻燃填料，使得制備出的復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度可達(dá)42.3kj/m2，拉伸強(qiáng)度可達(dá)32.5mpa，氧指數(shù)可達(dá)33.7％，強(qiáng)度高、耐沖擊性能優(yōu)異，受到外力沖擊不易損壞或破裂，由復(fù)合材料制造而成的塑料外殼更加堅(jiān)固耐用，阻燃性能優(yōu)異，同時(shí)還具有優(yōu)異的抗氧化性能，可以延長(zhǎng)塑料外殼的使用壽命，滿足了塑料外殼的多種應(yīng)用需求，具有安全性、可靠性和廣闊的應(yīng)用前景。

23、當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種用于制造塑料外殼的高強(qiáng)度復(fù)合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：70-85份聚丙烯、4-10份低模量聚丙烯、1-3份相容劑、0.5-1.5份潤(rùn)滑劑、3-6份功能性添加物、2-5份復(fù)合阻燃填料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制造塑料外殼的高強(qiáng)度復(fù)合材料，其特征在于，所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯；所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鈣、硬酯酸鎂或硬酯酸鋅中的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制造塑料外殼的高強(qiáng)度復(fù)合材料，其特征在于，所述功能性添加物的制備方法，包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于制造塑料外殼的高強(qiáng)度復(fù)合材料，其特征在于，s1中，所述光引發(fā)劑為安息香雙醚、安息香異丁醚或安息香異丙醚中任意一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制造塑料外殼的高強(qiáng)度復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合阻燃填料的制備方法，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于制造塑料外殼的高強(qiáng)度復(fù)合材料，其特征在于，步驟b中，所述催化劑為吡啶或三乙胺。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于制造塑料外殼的高強(qiáng)度復(fù)合材料，其特征在于，步驟c中，所述堿性催化劑為碳酸鉀或碳酸鈉。

8.一種如權(quán)利要求1所述的用于制造塑料外殼的高強(qiáng)度復(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所述的一種用于制造塑料外殼的高強(qiáng)度復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述雙螺桿擠出機(jī)熔融溫度為160-200℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200-500r/min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于制造塑料外殼的高強(qiáng)度復(fù)合材料及其制備方法，該復(fù)合材料包括以下原料：聚丙烯、低模量聚丙烯、相容劑、潤(rùn)滑劑、功能性添加物、復(fù)合阻燃填料，以聚丙烯為基體，通過(guò)加入功能性添加物，使得制備的復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐沖擊性和抗氧化性，能夠在受到外力沖擊時(shí)不易損壞或破裂，不易被氧化作用影響，具有長(zhǎng)久的使用壽命；通過(guò)加入復(fù)合阻燃填料，使得制備的復(fù)合材料具有高強(qiáng)度和優(yōu)異的阻燃性能，由該復(fù)合材料制造而成的塑料外殼性能優(yōu)越，能夠滿足多種應(yīng)用需求，使用壽命長(zhǎng)久，具有安全性、可靠性和廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：尚春景,尚光條,婁方紅,王玉添,郭元福
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市維高模塑有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30