本發(fā)明涉及復(fù)合材料的阻燃技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種SiO2膠體微球增強(qiáng)的阻燃型汽車吸塑材料，及其制備工藝。
背景技術(shù)：
ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯組成的三元共聚物，作為一種熱塑性工程塑料，以其優(yōu)異的力學(xué)性能、化學(xué)惰性和易加工性，被廣泛的用于汽車工業(yè)、電子、電器、紡織、器具和建材等領(lǐng)域。但是ABS 樹脂的阻燃性能較差，如何尋找一種添加劑，可以使ABS樹脂的阻燃性能得到提高的同時(shí)，而又不使它本身的優(yōu)良性能降低，成為研究的熱點(diǎn)。
楊兵在碩士論文《基于線型酚醛樹脂與微膠囊紅磷無鹵阻燃ABS的研究》一文中利用低毒低煙、耐高溫、高殘?zhí)柯省⒔?jīng)濟(jì)高效的線型酚醛樹脂作為成炭劑，以微膠囊化紅磷協(xié)同阻燃，以堿式硫酸鎂晶須為無機(jī)阻燃劑，選用了與ABS基體相容性較好的丁腈橡膠進(jìn)行增韌改性，實(shí)驗(yàn)時(shí)將ABS于180℃的雙輥開煉機(jī)上塑化后依次加入抗氧劑以及均勻混合的線型酚醛樹脂、微膠囊紅磷、無機(jī)阻燃劑堿式硫酸鎂晶須、丁腈橡膠共混物，混煉均勻后出料并放置于模具中，于 180℃的平板硫化機(jī)上熱壓10分鐘，然后于室溫下冷壓10分鐘，出模制得改性的ABS塑料片材，但存在阻燃效果不足。
本發(fā)明在此基礎(chǔ)上，通過介孔分子篩與線性酚醛樹脂產(chǎn)生鍵接作用，分子鏈貫穿于介孔分子篩的孔道內(nèi)外，形成有機(jī)無機(jī)雜化材料，提高了基體樹脂熱穩(wěn)定性；以原位聚合法制備了微膠囊化聚磷酸銨，用球磨法制備了氧化銻/高嶺土復(fù)合阻燃微粉，石墨烯加入到ABS樹脂基體中，明顯提高了樹脂的阻燃性和熱穩(wěn)定性，力學(xué)性能也更高；得到一種SiO2膠體微球增強(qiáng)的阻燃型汽車吸塑材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種SiO2膠體微球增強(qiáng)的阻燃型汽車吸塑材料及其制備工藝，依照該工藝制作的汽車吸塑材料具有質(zhì)輕、耐熱、防火阻燃的優(yōu)良性能。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS) 42-49，線型酚醛樹脂3-9，微膠囊紅磷4-10，堿式硫酸鎂晶須2-5，丁腈橡膠3-5，介孔分子篩SBA-15 4-8，聚磷酸銨4-9，三聚氰胺甲醛樹脂3-5，高嶺土1-3，Sb2O34-8，二甲基硅油1-2，石墨烯5-8，L-精氨酸4-7，環(huán)己烷2-5，正硅酸四乙酯3-6，乙醇、蒸餾水、乙酸、氨水適量。
一種SiO2膠體微球增強(qiáng)的阻燃型汽車吸塑材料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行：
a. 將介孔分子篩SBA-15與線型酚醛樹脂混合，在180-190℃下反應(yīng)1-3h后，
加入微膠囊紅磷，繼續(xù)反應(yīng)1-2h，將反應(yīng)產(chǎn)物置于無水乙醇中，25-40℃攪拌10-12h，乙醇溶去未反應(yīng)的樹脂，過濾、醇洗、干燥得雜化材料；
b. 向聚磷酸銨中1:2-3加入乙醇和蒸餾水，攪拌分散10-30min后，加入三聚氰胺甲醛樹脂，用乙酸調(diào)pH為4-5，升溫至80-90℃攪拌反應(yīng)2-3h，抽濾、洗滌、干燥得不完全包覆的微膠囊化聚磷酸銨；
c. 將高嶺土研磨水洗后于600-900℃煅燒1-2h，和Sb2O3混合，置于水中超聲分散制成漿液，球磨4-6h后放入烘箱，于110-130℃干躁5-8h，得復(fù)合微粉，將其與b中所得物料混合均勻，在60-120℃下加入二甲基硅油，攪拌改性15-60min，抽濾、洗滌、干燥得復(fù)合阻燃劑；
d. 將ABS樹脂加入到180-190℃的雙輥開煉機(jī)上塑化，待ABS樹脂成熔融狀態(tài)后，再加入石墨烯和a中得到的雜化材料，混煉10-40min后得混煉物料；
e. 向L-精氨酸中3:1-2加入水，放入50-70℃的水浴中，加入環(huán)己烷，攪拌均勻，再加入正硅酸四乙酯，攪拌3-6h，將無水乙醇、氨水以10:1-2加入其中，20-40℃水浴攪拌反應(yīng)1-3h，然后超聲分散，離心，水洗3-5次，醇洗4-6次，干燥得SiO2膠體微球；
f. 將c中的復(fù)合阻燃劑、d中的混煉物料、e中所得物料及其他剩余成分在185-195℃下共混，混煉均勻后出料并放置于模具中，于180-190℃的平板硫化機(jī)上熱壓10-30min，再于室溫下冷壓10-30min，出模制得改性的ABS塑料片材，即得到一種SiO2膠體微球增強(qiáng)的阻燃型汽車吸塑材料。
本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理及有益效果如下：
（1）通過原位聚合的方法制備了介孔分子篩/線型酚醛樹脂有機(jī)無機(jī)雜化材料，線性酚醛樹脂分布于介孔分子篩孔道內(nèi)外，并與SBA-15存在鍵接作用，形成有機(jī)無機(jī)互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了基體樹脂熱穩(wěn)定性。
（2）以原位聚合法制備微膠囊化聚磷酸銨（MCAPP），包覆后能夠顯著降低聚磷酸銨（APP）的水溶解度和吸濕性，提高了材料的耐滲析性和極限氧指數(shù)，三聚氰胺甲醛樹脂（MF）和APP有很好的協(xié)同作用，在 APP 包覆不完全的情況下，能更有效地發(fā)揮兩者的相互作用，提高復(fù)合材料的阻燃性。
（3）用球磨法制備了Sb2O3/高嶺土復(fù)合阻燃微粉，Sb2O3屬于添加型阻燃劑，以銻白粉為主，高嶺土附在銻白粉表面，充分與銻白粉發(fā)生物理、化學(xué)作用；
與聚磷酸銨并用，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，阻燃效果更佳。
（4）石墨烯作為碳材料家族中的新寵，具有無比優(yōu)異的性能，能作為ABS的添加劑，將石墨烯加入到ABS樹脂基體中，明顯提高了樹脂的阻燃性和熱穩(wěn)定性，力學(xué)性能也更高。
（5）以剛性SiO2微球?qū)BS 樹脂進(jìn)行改性，SiO2微球的分散效果好，增強(qiáng)了復(fù)合材料的力學(xué)性能；可以深入到高分子鏈的不飽和鍵中，并與不飽和鍵的電子云作用，能夠達(dá)到提高產(chǎn)品的抗老化性和增強(qiáng)化學(xué)穩(wěn)定性等效果；對于材料的抗磨性有著很好的促進(jìn)作用，既能達(dá)到增強(qiáng)的目的；SiO2微球復(fù)合材料失重速率大，其熱穩(wěn)定性能好。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
實(shí)施例
一種SiO2膠體微球增強(qiáng)的阻燃型汽車吸塑材料，由下述重量份(g)的原料制得：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS) 44，線型酚醛樹脂7，微膠囊紅磷6，堿式硫酸鎂晶須3，丁腈橡膠4，介孔分子篩SBA-15 6，聚磷酸銨6，三聚氰胺甲醛樹脂4，高嶺土1，Sb2O34，二甲基硅油1，石墨烯5，L-精氨酸6，環(huán)己烷3，正硅酸四乙酯5，乙醇、蒸餾水、乙酸、氨水適量。
一種SiO2膠體微球增強(qiáng)的阻燃型汽車吸塑材料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行：
a. 將介孔分子篩SBA-15與線型酚醛樹脂混合，在180℃下反應(yīng)1h后，加入微膠囊紅磷，繼續(xù)反應(yīng)2h，將反應(yīng)產(chǎn)物置于無水乙醇中，40℃攪拌10h，乙醇溶去未反應(yīng)的樹脂，過濾、醇洗三次、干燥得雜化材料；
b. 向聚磷酸銨中1:2加入乙醇和蒸餾水，攪拌分散10min后，加入三聚氰胺甲醛樹脂，用乙酸調(diào)pH至5，升溫至80℃攪拌反應(yīng)3h，抽濾、洗滌、干燥得不完全包覆的微膠囊化聚磷酸銨；
c. 將高嶺土研磨水洗后于750℃煅燒1h，和Sb2O3混合，置于水中超聲分散制成漿液，球磨4h后放入烘箱，于130℃干躁5h，得復(fù)合微粉，將其與b中所得物料混合均勻，在80℃下加入二甲基硅油，攪拌改性30min，抽濾、洗滌、干燥得復(fù)合阻燃劑；
d. 將ABS樹脂加入到185℃的雙輥開煉機(jī)上塑化，待ABS樹脂成熔融狀態(tài)后，再加入石墨烯和a中得到的雜化材料，混煉20min后得混煉物料；
e. 向L-精氨酸中3:1加入水，放入60-70℃的水浴中，加入環(huán)己烷，攪拌均勻，再加入正硅酸四乙酯，攪拌3h，將無水乙醇、氨水以10:1加入其中，30-40℃水浴攪拌反應(yīng)1h，然后超聲分散，離心，水洗3次，醇洗4次，干燥得SiO2膠體微球；
f. 將c中的復(fù)合阻燃劑、d中的混煉物料、e中所得物料及其他剩余成分在185-195℃下共混，混煉均勻后出料并放置于模具中，于180-190℃的平板硫化機(jī)上熱壓30min，再于室溫下冷壓30min，出模制得改性的ABS塑料片材，即得到一種含SiO2膠體微球的增強(qiáng)阻燃型汽車吸塑材料。
上述實(shí)施例制備的一種SiO2膠體微球增強(qiáng)的阻燃型汽車吸塑材料的性能檢測結(jié)果如下所示：
阻燃ABS的垂直燃燒性能達(dá)UL-94 V-0級，LOI值32%，殘?zhí)柯?600℃)17%，拉伸強(qiáng)度達(dá)42MPa，缺口沖擊強(qiáng)度為25 KJ/m2，斷裂伸長率41%。