1.本发明涉及高分子材料技术领域，具体为一种车用阻燃型复合泡沫板及其制备工艺。
背景技术：
2.泡沫塑料具有质轻、隔热、隔音、缓冲、比强度高、价格低廉等优点，因此在包装业、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业及日用品等领域得到广泛应用。目前，泡沫塑料的发展也十分迅速，主要品种有聚氨酯软、硬质泡沫塑料，聚苯乙烯和聚乙烯挤出发泡三大类。
3.然而发泡聚苯乙烯制品在成型过程中使用的氟氯碳化物会破坏大气臭氧层，对环境造成较大的污染。而且其制品废弃物由于体积大、不腐烂、难回收，对周围环境造成“白色污染”。因此，人们积极地寻找能取代发泡聚苯乙烯的无氟、轻量化的环境适应性发泡材料。
4.与传统的发泡聚苯乙烯和聚乙烯制品相比，聚丙烯发泡制品以其优良的耐热性、力学性能和良好的环境适应性等优点而倍受人们的青睐，而且从挤出发泡到热成型总的加工成本低于发泡聚苯乙烯制品。因此，其被广泛用做汽车内饰，食品、化妆品及电子产品包装等领域。
5.虽然，聚丙烯发泡材料具有上述的诸多优点，但是其阻燃性能相对较差，而且其力学性能也相对不足，仍需进一步地改善或提高。因此，提供一种车用阻燃型复合泡沫板及其制备工艺，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
6.本发明的目的在于提供一种车用阻燃型复合泡沫板及其制备工艺，所制备的复合泡沫板具有优良的力学性能，还具有很好的阻燃性能，有效地保证了复合泡沫板的安全性能及品质。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种车用阻燃型复合泡沫板，由以下重量分原料组成：聚丙烯树脂80～90份、改性聚四氟乙烯20～30份、增塑剂3～7份、乙撑双硬脂酰胺0.4～1.2份、碳酸钙8～20份、硫代二丙酸二月桂酯0.5～1.0份、硫醇甲基锡1.2～2.0份、2-羟基-4-甲氧基苯甲酮0.6～1.8份、8-羟基喹啉铜0.8～1.6份、有机阻燃剂20～32份及协效阻燃剂8～15份。
9.更进一步地，所述改性聚四氟乙烯的制备方法为：将聚四氟乙烯粒料浸渍在质量为其5～8倍的偶联剂水解液中，并在温度为50～60℃的水浴/油浴环境下浸渍处理2～4h，然后将聚四氟乙烯粒料滤出，并对其进行干燥处理，即完成了聚四氟乙烯的改性。
10.更进一步地，所述偶联剂水解液的制备方法为：按重量份计分别称取15～25份偶联剂、70～100份乙醇及12～20份去离子水，将各原料混合均匀后，调节其ph至2.5～3.2；然后将所得偶联剂混合液在45～55℃的温度下机械搅拌40～60min，所得即为偶联剂水解液成品。
11.更进一步地，所述偶联剂选用硅烷偶联剂，且所述硅烷偶联剂选用kh792、kh550、kh560、kh570硅烷偶联剂中的任意一种。
12.更进一步地，所述协效阻燃剂的制备方法包括如下步骤：
[0013]ⅰ、按0.1～0.15g/ml的固液比将改性氧化石墨烯投入适量的乙醇中，经超声分散均匀后，通过滴加氨水将混合组分的ph调节至9.5～11.5，然后将体积为乙醇0.4～0.8倍、浓度为0.5～1.0g/ml的硝酸锌水溶液缓慢滴入混合组分中，所得混合相在20～50℃的温度下，搅拌反应2～6h；待反应完毕后，对所得生成物组分依次进行离心过滤、蒸馏水洗涤及干燥处理；所得物料保存，备用；
[0014]ⅱ、按0.08～0.12g/ml的固液比将上述干燥处理后的物料投入乙醇中，混合搅拌均匀后，向其中加入质量为改性氧化石墨烯1.5～2.5倍的硼酸，混合搅拌3～7h后，将质量为硼酸0.7～1.0倍的月桂胺加入其中，机械搅拌3～8h后，依次对所得反应产物进行趁热离心及乙醇洗涤2～3次，然后再对其进行干燥处理，最终所得固体粉末，即为高效阻燃剂成品。
[0015]
更进一步地，所述改性氧化石墨烯的制备方法为：先对浓度为6～15mg/ml的氧化石墨烯水溶液进行超声分散处理，然后向所得氧化石墨烯分散液中注入冷媒，直至所得混合液遇冷凝固；然后将所得固体物料于-40～-60℃的温度下冷冻干燥处理15～50h，最终所得改性氧化石墨烯成品。
[0016]
更进一步地，超声分散时超声分散的频率为20～25khz，超声分散的时间为2～3h。
[0017]
更进一步地，所述冷媒选用液氮，且所述冷媒的注入速率为40～60ml/min。
[0018]
更进一步地，所述有机阻燃剂选用三聚氰胺、聚磷酸铵、磷酸三丁酯中的任意一种。
[0019]
车用阻燃型复合泡沫板的制备工艺，包括以下步骤：
[0020]
s1、按配方量分别称取各原料，并分别将称量好的各原料置于干燥箱中进行干燥处理，然后分别将之保存，备用；
[0021]
s2、将干燥好的各原料一同转入多螺杆式挤出机内，并在挤出机温度为150～250℃，螺杆转速为80～150rpm的条件下对其进行挤出造粒，所得聚丙烯/聚四氟乙烯珠粒保存，备用；
[0022]
s3、将所得聚丙烯/聚四氟乙烯珠粒转入超临界模压发泡机中，保证所加物料的总体积不超过容器体积的三分之一，然后在压强为10～25mpa、间歇发泡温度为150～250℃、以超临界co2为发泡剂的条件下浸泡处理2～5h；最后以12～20mpa/s的速率进行泄压；所得发泡材料经加工处理后制备成泡沫板产品，即为车用阻燃型复合泡沫板成品。
[0023]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0024]
1、本发明中以氧化石墨烯为原料，采用特殊工艺对其进行处理后制得比表面积更为丰富的多孔结构的改性氧化石墨烯，所得改性氧化石墨烯由于具有较大的比表面积及多孔结构，能够吸附更多的锌盐的氢氧根沉淀物，而后其与硼酸之间发生化学作用，最终在改性氧化石墨烯的表面沉积有相当丰富的硼酸锌。由于硼酸锌高温时会因为大量吸热而玻璃化，使得所制备出的协效阻燃剂具有优异的阻燃性能。再者，协效阻燃剂与有机阻燃剂之间也存在协同效应，两者相互配合最终使得所制备的复合泡沫板具有优异的阻燃性能，有效地提升了其安全性能及品质。
[0025]
此外，本发明中月桂胺的使用能有效地改变协效阻燃剂的表面性能，使其由亲水性变为疏水性能，有效地提高了其分散性能，使得其能更好地与聚丙烯及聚四氟乙烯所形成的有机相相融合，保证了所制备的复合泡沫材料的阻燃性能及质量。
[0026]
2、本发明通过将聚四氟乙烯浸渍在自制的偶联剂水解液中对其进行改性处理，由于硅烷偶联剂作用于聚四氟乙烯的表面，使之在挤出造粒的熔料中能与聚丙烯更好地融合，两者所形成的聚丙烯/聚四氟乙烯体系具有优良的力学性能，使得所制备的复合泡沫板的拉伸强度、弯曲强度、抗冲击强度得到很大的提升；有效地保证了所制备的复合泡沫板的品质。
具体实施方式
[0027]
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]
实施例1
[0029]
一种车用阻燃型复合泡沫板，由以下重量分原料组成：聚丙烯树脂80份、改性聚四氟乙烯20份、增塑剂3份、乙撑双硬脂酰胺0.4份、碳酸钙8份、硫代二丙酸二月桂酯0.5份、硫醇甲基锡1.2份、2-羟基-4-甲氧基苯甲酮0.6份、8-羟基喹啉铜0.8份、有机阻燃剂20份及协效阻燃剂8份。
[0030]
改性聚四氟乙烯的制备方法为：将聚四氟乙烯粒料浸渍在质量为其5倍的偶联剂水解液中，并在温度为50℃的水浴/油浴环境下浸渍处理2h，然后将聚四氟乙烯粒料滤出，并对其进行干燥处理，即完成了聚四氟乙烯的改性。
[0031]
偶联剂水解液的制备方法为：按重量份计分别称取15份偶联剂、70份乙醇及12份去离子水，将各原料混合均匀后，调节其ph至2.5；然后将所得偶联剂混合液在45℃的温度下机械搅拌40min，所得即为偶联剂水解液成品。
[0032]
偶联剂选用硅烷偶联剂，且硅烷偶联剂选用kh792硅烷偶联剂。
[0033]
协效阻燃剂的制备方法包括如下步骤：
[0034]ⅰ、按0.1g/ml的固液比将改性氧化石墨烯投入适量的乙醇中，经超声分散均匀后，通过滴加氨水将混合组分的ph调节至9.5，然后将体积为乙醇0.4倍、浓度为0.5g/ml的硝酸锌水溶液缓慢滴入混合组分中，所得混合相在20℃的温度下，搅拌反应2h；待反应完毕后，对所得生成物组分依次进行离心过滤、蒸馏水洗涤及干燥处理；所得物料保存，备用；
[0035]ⅱ、按0.08g/ml的固液比将上述干燥处理后的物料投入乙醇中，混合搅拌均匀后，向其中加入质量为改性氧化石墨烯1.5倍的硼酸，混合搅拌3h后，将质量为硼酸0.7倍的月桂胺加入其中，机械搅拌3h后，依次对所得反应产物进行趁热离心及乙醇洗涤2次，然后再对其进行干燥处理，最终所得固体粉末，即为高效阻燃剂成品。
[0036]
改性氧化石墨烯的制备方法为：先对浓度为6mg/ml的氧化石墨烯水溶液进行超声分散处理，然后向所得氧化石墨烯分散液中注入冷媒，直至所得混合液遇冷凝固；然后将所得固体物料于-40℃的温度下冷冻干燥处理15h，最终所得改性氧化石墨烯成品。
[0037]
超声分散时超声分散的频率为20khz，超声分散的时间为2h。
[0038]
冷媒选用液氮，且冷媒的注入速率为40ml/min。
[0039]
有机阻燃剂选用三聚氰胺。
[0040]
车用阻燃型复合泡沫板的制备工艺，包括以下步骤：
[0041]
s1、按配方量分别称取各原料，并分别将称量好的各原料置于干燥箱中进行干燥处理，然后分别将之保存，备用；
[0042]
s2、将干燥好的各原料一同转入多螺杆式挤出机内，并在挤出机温度为150℃，螺杆转速为80rpm的条件下对其进行挤出造粒，所得聚丙烯/聚四氟乙烯珠粒保存，备用；
[0043]
s3、将所得聚丙烯/聚四氟乙烯珠粒转入超临界模压发泡机中，保证所加物料的总体积不超过容器体积的三分之一，然后在压强为10mpa、间歇发泡温度为150℃、以超临界co2为发泡剂的条件下浸泡处理2h；最后以12mpa/s的速率进行泄压；所得发泡材料经加工处理后制备成泡沫板产品，即为车用阻燃型复合泡沫板成品。
[0044]
实施例2
[0045]
本实施例所提供的车用阻燃型复合泡沫板的制备工艺大致和实施例1相同，其主要区别在于，所用原料的具体配比不同，具体为：
[0046]
聚丙烯树脂85份、改性聚四氟乙烯25份、增塑剂5份、乙撑双硬脂酰胺0.8份、碳酸钙15份、硫代二丙酸二月桂酯0.8份、硫醇甲基锡1.6份、2-羟基-4-甲氧基苯甲酮1.2份、8-羟基喹啉铜1.4份、有机阻燃剂25份及协效阻燃剂12份。
[0047]
实施例3
[0048]
本实施例所提供的车用阻燃型复合泡沫板的制备工艺大致和实施例1相同，其主要区别在于，所用原料的具体配比不同，具体为：
[0049]
聚丙烯树脂90份、改性聚四氟乙烯30份、增塑剂7份、乙撑双硬脂酰胺1.2份、碳酸钙20份、硫代二丙酸二月桂酯1.0份、硫醇甲基锡2.0份、2-羟基-4-甲氧基苯甲酮1.8份、8-羟基喹啉铜1.6份、有机阻燃剂32份及协效阻燃剂15份。
[0050]
对比例1：本实施例所提供的车用阻燃型复合泡沫板的制备工艺大致和实施例1相同，其主要区别在于：采用规格相似且等量的普通聚四氟乙烯代替改性聚四氟乙烯；
[0051]
对比例2：本实施例所提供的车用阻燃型复合泡沫板的制备工艺大致和实施例1相同，其主要区别在于：采用等量的硼酸锌代替协效阻燃剂；
[0052]
性能测试
[0053]
分别将通过本发明中实施例1～3制备的复合泡沫板记做实验例1～3；通过对比例1～2制备的复合泡沫板记做对比例1～2；然后分别对实施例1～3和对比例1～2提供的复合泡沫板的相关性能进行测试，所得测试结果记录于下表：
[0054][0055]
注：1、闭孔率依据gb10799检测标准进行测试；
[0056]
2、熔体流动速率依据iso1133检测标准进行测试；
[0057]
3、拉伸强度依据iso527检测标准进行测试；
[0058]
4、弯曲强度依据iso178检测标准进行测试；
[0059]
5、悬臂梁缺口冲击强度依据iso180检测标准进行测试；
[0060]
6、氧指数依据iso 4589检测标准进行测试；
[0061]
7、垂直燃烧实验依据ul 94检测标准进行测试；
[0062]
通过对比及分析表中的相关数据可知，根据本发明所制备的复合泡沫板不仅具有优良的力学性能，还具有很好的阻燃性能，有效地保证了复合泡沫板的安全性能及品质。由此表明本发明制备的纤维织物具有更广阔的市场前景，更适宜推广。
[0063]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0064]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。