CN106519421A

CN106519421A - 一种阻燃型复合片材及其制备方法

Info

Publication number: CN106519421A
Application number: CN201611068765.4A
Authority: CN
Inventors: 岳小鹏; 蔺奕存; 俞宏明; 梁巧萍
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2017-03-22

Abstract

本发明公开了一种阻燃型复合片材，包括以下原料：无机填料、表面改性剂、磷酸盐、多烃化合物、乙烯醋酸乙烯共聚物与高密度聚乙烯；所述的磷酸盐和多烃化合物作为膨胀阻燃体系，所述表面改性剂用于处理无机填料的表面。

Description

一种阻燃型复合片材及其制备方法

技术领域

本发明属于阻燃型复合片材的技术领域，进一步涉及一种阻燃型复合片材及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的进步发展，橡胶制品的应用愈来愈多，橡胶制品的一大应用就是作为地垫进行使用。但橡胶制品在生产过程中只使用混炼的方式进行加工，生产方式较为单一。因此，寻找一种可以使用多种加工方式的橡胶替代品，不仅可以提高工业化生产水平，而且可以降低生产成本。同时使其具有阻燃功能以提高该材料的使用安全性。醋酸乙烯（VA）质量分数为18%~40%的乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）具有良好的柔软性，及橡胶一样的弹性，化学稳定性良好，无毒性且与填料的掺混性好，着色和成形加工性好。

EVA制品在燃烧过程中存在熔滴现象，针对此应用中的缺点，需对EVA进行阻燃改性。无机填料可作为阻燃剂加入，可使燃烧过程的复合材料表面形成炭层，有效的改善了燃烧过程中的滴落现象，且有效提高复合材料的硬度，改善耐磨性能。但是无机填料的大量引入，会使材料的力学性能降低。因此，辅以膨胀型阻燃体系进行改性，降低无机阻燃剂的用量，平衡复合材料的力学性能与阻燃性能。

高密度聚乙烯（HDPE）具有较强的耐酸碱，耐有机溶剂性能，电绝缘性能强，具有较好的表面硬度，拉伸强度，刚性等机械性能，介电性能，耐环境应力开裂性亦好，可用作电缆覆层、管材、异型材、片材等。与此同时，HDPE与EVA具有良好的相容性，HDPE的加入可以提高复合片材的回弹性能。

膨胀性阻燃剂是一种绿色环保的阻燃剂，不含卤素，其体系中的成分含有协效阻燃的特性。膨胀型阻燃剂有酸源，碳源以及气源组成。受热时成炭剂在脱水剂的作用下脱水成炭，碳化物在阻燃剂分解的气体作用下形成蓬松多孔的炭层，生成的炭层可以阻隔聚合物与热源之间的热传导和氧气的扩散，降低了聚合物的分解温度。同时还可以防止挥发性可燃气体的扩散。膨胀型阻燃剂基本克服了含卤素阻燃剂生烟量大并放出有毒以及具有腐蚀性的气体。膨胀阻燃剂的引入可以大大提高材料燃烧的门槛。

李红姬等在《功能材料》2006年第7期32卷1124~1126页中发表的论文中，采取熔融共混的方法制备了EVA和纳米SiO₂颗粒的复合体系。实验结果表明，纳米SiO₂微粒的小尺寸、大比表面特性使得其本身就可增强增韧EVA。

陈希磊等在中国专利申请201310239869.7中公开了一种复合无机阻燃剂以及其在阻燃EVA复合材料中的应用。由氢氧化物或镁盐晶须组成的复合无机阻燃剂的加入，大大提高了EVA的氧指数及垂直燃烧性能。

贾贺等在《高分子材料科学与工程》 2009年第25卷第9期109~112页中发表的论文中，以聚磷酸铵，三嗪系成炭发泡剂（CFA）和4A分子筛作为EVA的膨胀阻燃剂（IFR）。实验发现，当IFR的总添加量为28%，APP/CFA质量比为4:1时阻燃EVA材料的阻燃性能较好。

以上关于以EVA的阻燃改性可以明显提高复合材料的阻燃性能，并取得了一定的成效，但根据产品用途的不同，复合材料的改性方法也不同。本发明针对作为表面材料使用的复合片材，以无机填料协效膨胀阻燃体系对EVA基体进行阻燃改性，并兼顾复合片材的表面性能等实际使用性能。产品可替代橡胶制备地垫等片材工程制品，且适用于挤出成型，便于制备加工，降低了劳动强度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可替代橡胶制备地垫等片材工程制品，且适用于挤出成型，便于制备加工，降低了劳动强度的阻燃型复合片材及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种阻燃型复合片材，包括以下原料：无机填料、表面改性剂、磷酸盐、多烃化合物、乙烯醋酸乙烯共聚物与高密度聚乙烯；所述的磷酸盐和多烃化合物作为膨胀阻燃体系，所述表面改性剂用于处理无机填料的表面；

其中表面改性后的无机填料质量占复合片材的质量分数为1%~60%，膨胀阻燃体系的质量占复合片材的质量分数为5%~40%，高密度聚乙烯的质量占复合片材的质量分数为5%~30%，乙烯醋酸乙烯共聚物的质量分数为5%~40%。

在本发明的一个优选实施例中，所述的无机填料至少为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁或氢氧化铝中的一种。

在本发明的一个优选实施例中，所述表面改性剂至少为硬脂酸钠、硬脂酸锌、硬脂酸、硅烷偶联剂或异氰酸酯类偶联剂中的一种。

在本发明的一个优选实施例中，所述磷酸盐至少为聚磷酸铵、磷酸铵镁或磷酸酯中的一种。

在本发明的一个优选实施例中，所述多烃化合物为淀粉、聚酰胺或季戊四醇中的一种。

在本发明的一个优选实施例中，所述乙烯醋酸乙烯共聚物为醋酸乙烯质量分数为18%~40%的乙烯醋酸乙烯共聚物。

本发明所述的阻燃型复合片材的制备方法，包括以下步骤：

处理无机填料：在恒温条件下，将无机填料与配置好的质量浓度为0.1%~25%的表面改性剂溶液混合后搅拌；将搅拌后的混合物抽滤并鼓风干燥后得到处理后的无机填料；

膨胀阻燃体系的制备：将磷酸盐和多烃化合物分别干燥后，按照1:2~5:1的质量比均匀混合后得到膨胀阻燃体系；

复合片材制备：称取适量的乙烯醋酸乙烯共聚物与高密度聚乙烯并干燥，然后将处理后的无机填料、膨胀阻燃体系、干燥后的乙烯醋酸乙烯共聚物和干燥后的高密度聚乙烯在90~160℃的温度下熔融加工后，制备成厚度为0.1~5mm的复合片材。

在本发明的一个优选实施例中，所述处理无机填料步骤中，所述恒温条件为40℃~90℃。

在本发明的一个优选实施例中，所述处理无机填料步骤中，所述将无机填料与配置好的质量浓度为0.1%~25%的表面改性剂溶液混合后搅拌，其中搅拌速度为50rpm~1500rpm，搅拌时间为20min~80min。

在本发明的一个优选实施例中，所述复合片材制备步骤中，所述熔融加工的方式选用密炼/开炼并热压成型或挤出成型中的一种。

本发明的有益效果如下：

本发明通过表面改性剂对无机填料进行表面处理，表面改性处理后的无机填料在EVA基体及HDPE中的分散程度增大，同时结合膨胀阻燃体系，从而使阻燃型EVA/HDPE复合片材具有优异的阻燃性能及在燃烧过程中具有抗滴落性能。伴随着HDPE的加入，复合片材的回弹性能得到了明显的提升。同时，以EVA基复合片材替代橡胶制备地垫等片状工程制品应用于电厂，电站，高铁车厢等领域。

附图说明

图1a为本发明的实施例1中，纳米二氧化硅加入前后，EVA/HDPE/纳米二氧化硅复合片材拉伸强度的对比图；

图1b为本发明的实施例1中，纳米二氧化硅加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/纳米二氧化硅复合片材断裂伸长率的对比图；

图1c为本发明的实施例1中，纳米二氧化硅加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/纳米二氧化硅复合片材极限氧指数的对比图；

图2a为本发明的实施例2中，纳米二氧化硅加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/二氧化钛和纳米二氧化硅复合片材拉伸强度的对比图；

图2b为本发明的实施例2中，纳米二氧化硅加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/二氧化钛和纳米二氧化硅复合片材断裂伸长率的对比图；

图2c为本发明的实施例2中，纳米二氧化硅加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/二氧化钛和纳米二氧化硅复合片材极限氧指数的对比图；

图3a为本发明的实施例3中，纳米二氧化硅加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/二氧化钛复合片材拉伸强度的对比图；

图3b为本发明的实施例3中，纳米二氧化硅加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/二氧化钛复合片材断裂伸长率的对比图；

图3c为本发明的实施例3中，纳米二氧化硅加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/二氧化钛复合片材极限氧指数的对比图；

图4a为本发明的实施例4中，氢氧化镁加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/氢氧化镁晶须复合片材拉伸强度的对比图；

图4b为本发明的实施例4中，氢氧化镁加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/氢氧化镁晶须复合片材断裂伸长率的对比图；

图4c为本发明的实施例4中，氢氧化镁加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/氢氧化镁晶须复合片材极限氧指数的对比图；

图5a为本发明的实施例5中，氢氧化铝和氢氧化镁混合粉体加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/氢氧化铝和氢氧化镁混合粉体复合片材拉伸强度的对比图；

图5b为本发明的实施例5中，氢氧化铝和氢氧化镁混合粉体加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/氢氧化铝和氢氧化镁混合粉体复合片材断裂伸长率的对比图；

图5c为本发明的实施例5中，氢氧化铝和氢氧化镁混合粉体加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/氢氧化铝和氢氧化镁混合粉体复合片材极限氧指数的对比图；

图6a为本发明的实施例6中，纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁和氢氧化铝混合粉体加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁和氢氧化铝混合粉体复合片材拉伸强度的对比图；

图6b为本发明的实施例6中，纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁和氢氧化铝混合粉体加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁和氢氧化铝混合粉体复合片材断裂伸长率的对比图；

图6c为本发明的实施例6中，纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁和氢氧化铝混合粉体加入前后，乙烯醋酸乙烯共聚物/密度聚乙烯/纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁和氢氧化铝混合粉体复合片材极限氧指数的对比图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明所述的一种阻燃型复合片材，包括以下原料：无机填料、表面改性剂、磷酸盐、多烃化合物、乙烯醋酸乙烯共聚物与高密度聚乙烯；所述的磷酸盐和多烃化合物作为膨胀阻燃体系，所述表面改性剂用于处理无机填料的表面；

其中，无机填料至少为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁或氢氧化铝中的一种。

进一步地，表面改性剂至少为硬脂酸钠、硬脂酸锌、硬脂酸、硅烷偶联剂或异氰酸酯类偶联剂中的一种。

进一步地，磷酸盐至少为聚磷酸铵、磷酸铵镁或磷酸酯中的一种。

进一步地，多烃化合物为淀粉、聚酰胺或季戊四醇中的一种。

进一步地，乙烯醋酸乙烯共聚物至少为醋酸乙烯质量分数为18%~40%的乙烯醋酸乙烯共聚物中的一种。

本发明所述的阻燃型复合片材的制备方法，包括以下步骤：

处理无机填料：在恒温条件，将无机填料与配置好的质量浓度为0.1%~25%的表面改性剂溶液混合后搅拌；将搅拌后的混合物抽滤并鼓风干燥后得到处理后的无机填料；

其中，恒温条件为40℃~90℃；搅拌条件为搅拌速度50rpm~1500rpm，搅拌时间为20min~80min。

膨胀阻燃体系的制备：将磷酸盐和多烃化合物分别干燥后，按照1:2~5:1的质量比均匀混合后得到膨胀阻燃体系；膨胀干燥时的温度为恒温80℃。

复合片材制备：称取适量的乙烯醋酸乙烯共聚物与高密度聚乙烯并干燥，然后将处理后的无机填料、膨胀阻燃体系、干燥后的乙烯醋酸乙烯共聚物和干燥后的高密度聚乙烯在90~160℃的温度下熔融加工后，制备成厚度为0.5~1.5mm的复合片材。

其中，熔融加工的方式选用密炼/开炼并热压成型或挤出成型中的一种。

实施例1

（1）硅烷偶联剂对纳米二氧化硅的表面处理：

首先称取40g的纳米二氧化硅，干燥。其次，配置浓度为5%的硅烷偶联剂溶液。而后在75℃恒温条件下，以配置好的硅烷偶联剂溶液对纳米二氧化硅进行表面处理，在700rpm的速度下搅拌60min。纳米二氧化硅相对于硅烷偶联剂溶液的浓度为35%。最后将上述纳米二氧化硅悬浮液抽滤后得改性后的纳米二氧化硅，并鼓风干燥后备用。

（2）膨胀阻燃体系的制备：

将聚磷酸铵和季戊四醇分别在80℃的电热恒温古风干燥箱中干燥4h后，将干燥后的聚磷酸铵与季戊四醇在室温下均匀混个配置成质量比为1:2备用。

（3）复合片材的制备：

首先将乙烯醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯置于鼓风干燥箱中干燥备用。其次在125℃的温度下在开炼机中与表面改性纳米二氧化硅及膨胀阻燃体系熔融共混，并在140℃下热压成型制备成厚度为1.5mm的阻燃型复合片材。

其中表面改性后的纳米二氧化硅质量占复合片材的质量分数为2%。膨胀阻燃体系的质量占复合片材的质量分数为28%，高密度聚乙烯的质量分数占复合片材的质量分数为30%，乙烯醋酸乙烯共聚物的质量分数占复合片材的质量分数为40%。

如图1a，图1b，图1c，中，A为乙烯醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯；B为乙烯醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯以及膨胀阻燃剂；C为乙烯醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、膨胀阻燃剂以及纳米二氧化硅；

其中，纳米二氧化硅的用量为2%，膨胀阻燃体系的用量为18%，阻燃型片材的拉伸强度维持在10MPa之上。其中，

从图中可以看出，片材的断裂伸长率在加入无机纳米二氧化硅后，有了小幅的提升，说明纳米二氧化硅的加入，增强了复合片材的强度。阻燃型复合片材的极限氧指数达到了28.6%，其阻燃级别可以达到V-0级别，符合复合片材的预期效果。

实施例2

（1）硬质酸钠和硬脂酸混合物对纳米二氧化钛和纳米二氧化硅的表面处理：

首先称取50g的纳米二氧化钛和纳米二氧化硅混合物，干燥。其次，配置浓度为12%的硬质酸钠和硬脂酸混合溶液。而后在40℃恒温条件下，以配置好的硬质酸钠和硬脂酸混合溶液对纳米二氧化钛和纳米二氧化硅混合物进行表面处理，在750rpm的速度下搅拌60min。纳米二氧化钛和纳米二氧化硅混合物相对于硬质酸钠和硬脂酸混合溶液的浓度为40%。最后将上述纳米二氧化钛悬浮液抽滤后得改性后的纳米二氧化钛和纳米二氧化硅混合物，并鼓风干燥后备用。

（2）膨胀阻燃体系的制备：

将聚磷酸铵和季戊四醇分别在80℃的电热恒温古风干燥箱中干燥4h后，将干燥后的聚磷酸铵与季戊四醇在室温下均匀混个配置成质量比为1:1备用。

（3）复合片材的制备：

首先将乙烯醋酸乙烯共聚物及高密度聚乙烯置于鼓风干燥箱中干燥备用。其次在140℃的温度下在密炼机中与表面改性纳米二氧化钛和纳米二氧化硅混合物及膨胀阻燃体系熔融共混，并在150℃下热压成型制备成厚度为1mm的阻燃型复合片材。

其中表面改性后的纳米二氧化硅质量占复合片材的质量分数为10%，膨胀阻燃体系的质量占复合片材的质量分数为40%，高密度聚乙烯的质量分数占复合片材的质量分数为15%，乙烯醋酸乙烯共聚物的质量分数占复合片材的质量分数为35%。

观察图2a，图2b，图2c，其中，A为乙烯醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯；B为乙烯醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯以及膨胀阻燃剂；C为乙烯醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、膨胀阻燃剂以及纳米二氧化钛和纳米二氧化硅；

当加入膨胀阻燃体系时，复合片材的拉伸强度由22MPa减小到14.6MPa，复合片材的断裂伸长率也降低到了560%。当引入纳米二氧化硅和二氧化钛后，复合片材的拉伸强度提升到了17.3MPa，同时复合材料的断裂伸长率也有所回升。在燃烧试验中，伴随着纳米二氧化钛和纳米二氧化硅混合物的引入复合片材在UL-94试验中可以达到V-2级。

实施例3

（1）硬脂酸钠对纳米二氧化钛的表面的处理：

首先称取35g的纳米二氧化钛，干燥。其次，配置浓度为20%的硬脂酸钠溶液。而后在90℃恒温条件下，以配置好的硬脂酸钠溶液对纳米二氧化钛进行表面处理，在450rpm的速度下搅拌70min。纳米二氧化钛相对于硬脂酸钠溶液的浓度为30%。最后将上述纳米二氧化钛悬浮液抽滤后得改性后的纳米二氧化钛，并鼓风干燥后备用。

（2）膨胀阻燃体系的制备：

将聚磷酸铵和季戊四醇分别在80℃的电热恒温古风干燥箱中干燥4h后，将干燥后的聚磷酸铵与季戊四醇在室温下均匀混个配置成质量比为5:1备用。

（3）复合片材的制备：

首先将乙烯醋酸乙烯共聚物及高密度聚乙烯置于鼓风干燥箱中干燥备用。其次在130℃的温度下将乙烯醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、阻燃剂及纳米二氧化钛在单螺杆挤出机上挤出成型，制备成厚度为0.5mm的阻燃型复合片材。

其中表面改性后的纳米二氧化钛质量占复合片材的质量分数为40%，膨胀阻燃体系的质量占复合片材的质量分数为22%，高密度聚乙烯的质量分数占复合片材的质量分数为22%，乙烯醋酸乙烯共聚物的质量分数占复合片材的质量分数为16%。

观察图3a，图3b，图3c，其中，A为乙烯醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯；B为乙烯醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯以及膨胀阻燃剂；C为乙烯醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、膨胀阻燃剂以及纳米二氧化钛；

从图中可以看出，随着膨胀阻燃体系中阻燃剂的比例增大，复合片材的拉伸力学性能26MPa降至16MPa，下降了38.5%，断裂伸长率也随之下降。在纳米二氧化钛引入之后，复合材料的拉伸力学性能有了明显提升。在燃烧试验中，复合片材在UL-94试验中可以达到V-1级别。

实施例4

（1）硬脂酸钠、硬脂酸和硅烷偶联剂混合物对氢氧化镁晶须的表面的处理：

首先称取40g的氢氧化镁晶须，干燥。其次，配置浓度为25%的硬脂酸钠、硬脂酸和硅烷偶联剂混合溶液。而后在60℃恒温条件下，以配置好的硬脂酸钠、硬脂酸和硅烷偶联剂混合溶液对氢氧化镁晶须进行表面处理，在800rpm的速度下搅拌40min。氢氧化镁晶须相对于硬脂酸钠溶液的浓度为30%。最后将上述氢氧化镁晶须悬浮液抽滤后得改性后的氢氧化镁晶须，并鼓风干燥后备用。

（2）膨胀阻燃体系的制备：

将聚磷酸铵和季戊四醇分别在80℃的电热恒温古风干燥箱中干燥4h后，将干燥后的聚磷酸铵与季戊四醇在室温下均匀混个配置成质量比为3:1备用。

（3）复合片材的制备：

首先将乙烯醋酸乙烯共聚物及高密度聚乙烯置于鼓风干燥箱中干燥备用。其次在130℃的温度下将乙烯醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、阻燃剂及氢氧化镁晶须在单螺杆挤出机上挤出成型，制备成厚度为1.5mm的阻燃型复合片材。

其中表面改性后的氢氧化镁晶须质量占复合片材的质量分数为50%,膨胀阻燃体系的质量占复合片材的质量分数为12%，高密度聚乙烯的质量分数占复合片材的质量分数为20%，乙烯醋酸乙烯共聚物的质量分数占复合片材的质量分数为18%。

观察图4a，图4b，图4c，其中，A为乙烯醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯；B为乙烯醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯以及膨胀阻燃剂；C为乙烯醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、膨胀阻燃剂以及氢氧化镁晶须；

分析图4，氢氧化镁的用量为50%，膨胀阻燃体系的用量为12%时，阻燃型片材的拉伸强度较未添加氢氧化镁晶须及膨胀阻燃剂的片材有明显的下降，但是拉伸强度仍维持在10MPa左右。片材的断裂伸长率在加入氢氧化镁晶须后，断裂伸长率有了提升，说明的加入，增强了复合片材的强度。阻燃型复合片材的极限氧指数达到了26.1%，其阻燃级别可以达到V-1级别，符合复合片材的预期效果。

实施例5

（1）硬脂酸对氢氧化铝和氢氧化镁混合粉体的表面的处理：

首先称取55g的氢氧化铝和氢氧化镁混合粉体，干燥。其次，配置浓度为10%的硅烷偶联剂溶液。而后在50℃恒温条件下，以配置好的硬脂酸溶液对氢氧化铝和氢氧化镁混合粉体进行表面处理，在1300rpm的速度下搅拌25min。氢氧化铝和氢氧化镁混合粉体相对于硬脂酸溶液的浓度为15%。最后将上述的氢氧化铝和氢氧化镁混合粉体悬浮液抽滤后得改性后的氢氧化铝和氢氧化镁混合粉体，并鼓风干燥后备用。

（2）膨胀阻燃体系的制备：

将聚磷酸铵和季戊四醇分别在80℃的电热恒温古风干燥箱中干燥3.5h后，将干燥后的聚磷酸铵与季戊四醇在室温下均匀混个配置成质量比为2:1备用。

（3）复合片材的制备：

首先将乙烯醋酸乙烯共聚物及高密度聚乙烯置于鼓风干燥箱中干燥备用，其次在135℃的温度下在密炼机中与表面改性氢氧化铝和氢氧化镁混合粉体及膨胀阻燃体系熔融共混，并在160℃下热压成型制备成厚度为0.8mm的阻燃型复合片材。

其中表面改性后的氢氧化铝和氢氧化镁混合粉体质量占复合片材的质量分数为60%，膨胀阻燃体系的质量占复合片材的质量分数为30%，高密度聚乙烯的质量分数占复合片材的质量分数为5%，乙烯醋酸乙烯共聚物的质量分数占复合片材的质量分数为5%。

分析图5a，图5b，图5c，其中，A为乙烯醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯；B为乙烯醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯以及膨胀阻燃剂；C为乙烯醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、膨胀阻燃剂以及氢氧化铝和氢氧化镁；

从图5中可以看出，当加入膨胀阻燃体系时，复合片材的拉伸强度出现明显的下降，复合片材的断裂伸长率也降低到了521.66%。当引入氢氧化铝和氢氧化镁混合粉体后，复合片材的拉伸强度提升到了13.38MPa，同时复合材料的断裂伸长率也有所回升。在燃烧试验中，伴随着氢氧化铝和氢氧化镁混合粉体的引入复合片材在UL-94试验中可以达到V-1级。

实施例6

（1）硬脂酸对纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁和氢氧化铝混合粉体的表面的处理：

首先称取50g的纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁和氢氧化铝混合粉体，干燥。其次，配置浓度为0.1%的硬脂酸溶液。而后在75℃恒温条件下，以配置好的硬脂酸溶液对纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁和氢氧化铝混合粉体进行表面处理，在1500rpm的速度下搅拌20min。纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁和氢氧化铝混合粉体相对于硬脂酸溶液的浓度为20%。最后将上述改性后的纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁和氢氧化铝混合粉体悬浮液经抽滤后得改性后的纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁和氢氧化铝混合粉体，之后将改性后的纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁和氢氧化铝混合粉体鼓风干燥后备用。

（2）膨胀阻燃体系的制备：

将聚磷酸铵和季戊四醇分别在85℃的电热恒温古风干燥箱中干燥4h后，将干燥后的聚磷酸铵与季戊四醇在室温下均匀混个配置成质量比为3:1备用。

（3）复合片材的制备：

首先将乙烯醋酸乙烯共聚物及高密度聚乙烯置于鼓风干燥箱中干燥备用，其次在160℃的温度下将乙烯醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、阻燃剂及氢氧化铝粉体在单螺杆挤出机上挤出成型，制备成厚度为1.2mm的阻燃型复合片材。

其中表面改性后的纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁和氢氧化铝混合粉体质量占复合片材的质量分数为45%，膨胀阻燃体系的质量占复合片材的质量分数为5%，密度聚乙烯的质量分数占复合片材的质量分数为25%，乙烯醋酸乙烯共聚物的质量分数占复合片材的质量分数为25%。

分析图6a，图6b，图6c，其中，A为乙烯醋酸乙烯共聚物和高密度聚乙烯；B为乙烯醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯以及膨胀阻燃剂；C为乙烯醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、膨胀阻燃剂以及纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁和氢氧化铝；

从图中可以看出，随着膨胀阻燃体系中阻燃剂的比例增大，复合片材的拉伸力学性能16.44MPa降至13.40MPa，下降了18.5%，断裂伸长率也随之下降。在氢氧化铝粉体引入之后，复合材料的拉伸力学性能有了明显提升。在燃烧试验中，复合片材在UL-94试验中可以达到V-2级别。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种阻燃型复合片材，其特征在于：包括以下原料：无机填料、表面改性剂、磷酸盐、多烃化合物、乙烯醋酸乙烯共聚物与高密度聚乙烯；所述的磷酸盐和多烃化合物作为膨胀阻燃体系，所述表面改性剂用于处理无机填料的表面；

其中表面改性后的无机填料质量占复合片材的质量分数为2%~60%，膨胀阻燃体系的质量占复合片材的质量分数为5%~40%，高密度聚乙烯的质量占复合片材的质量分数为5%~30%，乙烯醋酸乙烯共聚物的质量分数为5%~40%。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃型复合片材，其特征在于：所述的无机填料至少为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、氢氧化镁或氢氧化铝中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种阻燃型复合片材，其特征在于：所述表面改性剂至少为硬脂酸钠、硬脂酸或硅烷偶联剂中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种阻燃型复合片材，其特征在于：所述磷酸盐至少为聚磷酸铵、磷酸铵镁或磷酸酯中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种阻燃型复合片材，其特征在于：所述多烃化合物为淀粉、聚酰胺或季戊四醇中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种阻燃型复合片材，其特征在于：所述乙烯醋酸乙烯共聚物为醋酸乙烯质量分数为18%~40%的乙烯醋酸乙烯共聚物。

7.一种制备如权利要求1-6任一所述的阻燃型复合片材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

处理无机填料：在恒温条件下，将无机填料与配置好的质量分数为0.1%~25%的表面改性剂溶液混合后搅拌；将搅拌后的混合物抽滤并鼓风干燥后得到处理后的无机填料；

膨胀阻燃体系的制备：将磷酸盐和多烃化合物分别干燥后，按照质量比1:2~5:1均匀混合后得到膨胀阻燃体系；

8.根据权利要求7所述的一种阻燃型复合片材的制备方法，其特征在于：所述处理无机填料步骤中，所述恒温条件为40℃~90℃。

9.根据权利要求7所述的一种阻燃型复合片材的制备方法，其特征在于：所述处理无机填料步骤中，所述将无机填料与配置好的质量浓度为0.1%~25%的表面改性剂溶液混合后搅拌，其中搅拌速度为50rpm~1500rpm，搅拌时间为20min~80min。

10.根据权利要求7所述的一种阻燃型复合片材的制备方法，其特征在于：所述复合片材制备步骤中，所述熔融加工的方式选用密炼/开炼并热压成型或挤出成型中的一种。