本技术涉及阻燃尼龙，尤其涉及一种用于加强板的复合材料及其制备方法。
背景技术：
1、随着新能源汽车行业的不断发展，对动力电池fpc的性能和可靠性要求越来越高。为了进一步提升fpc的抗冲击能力和使用寿命，需要采取加强板来提升使用性能，目前fpc的加强板的阻燃性能和力学性能，特别是抗冲击能力还不能很好满足实际应用需求。
2、因此，急需开发一种兼具优异阻燃性能和力学性能的用于加强板的复合材料。
技术实现思路
1、本技术目的在于针对当前技术的不足，提供一种用于加强板的复合材料及其制备方法。
2、第一方面，本技术提供一种用于加强板的复合材料，采用如下技术方案：
3、一种用于加强板的复合材料，按质量份数计，包括以下制备原料：尼龙66 50-55份、阻燃改性玻璃纤维18-20份、复合阻燃剂10-12份、改性增韧剂2-3份、润滑剂0.8-1份、偶联剂0.5-0.7份、月桂酸钙0.3-0.5份、2,3-二苯基吲哚0.6-1.2份、抗氧化剂0.3-0.5份。
4、通过采用上述技术方案，尼龙66作为基体材料，提供了较好的力学性能和稳定性；阻燃改性玻璃纤维通过表面键合阻燃剂，提高了阻燃性能并增加了与尼龙基体的相容性；复合阻燃剂和阻燃改性玻璃纤维共同提高了整体阻燃性能；改性增韧剂提高了复合材料的抗冲击性能；润滑剂和偶联剂提高了材料的加工性能和结构稳定性；月桂酸钙和2,3-二苯基吲哚的协同作用提高了复合材料的结构稳定性，保持了材料的性能在多次加工后的稳定性。这些组份的作用和协同作用共同确保了该复合材料在新能源动力电池fpc加强板用料中具有优异的阻燃性能、力学性能和稳定性能。
5、优选的，所述复合阻燃剂由十溴二苯乙烷、三聚氰胺多聚磷酸盐和硅烷偶联剂kh550改性纳米三氧化二锑以质量份数比为7:4:1-3组成。
6、通过采用上述技术方案，十溴二苯乙烷可以有效阻止火焰蔓延；三聚氰胺多聚磷酸盐是一种磷氮型阻燃剂，可以在高温下分解释放磷氮化合物，形成保护膜，隔绝空气，减缓燃烧；硅烷偶联剂kh550改性纳米三氧化二锑可以提高阻燃性能以及与玻璃纤维的结合力，增强阻燃效果。这三种原料的协同作用能够提高复合材料的整体阻燃性能。十溴二苯乙烷和三聚氰胺多聚磷酸盐可以形成一种互补的阻燃效果，同时硅烷偶联剂kh550改性纳米三氧化二锑能够增强阻燃剂与玻璃纤维的结合效果，提高阻燃剂的利用率，使得复合材料的阻燃性能得到更好的发挥。这种协同作用能够有效防止复合材料中阻燃剂的渗漏迁移，保持材料的环境友好性。
7、优选的，所述硅烷偶联剂kh550改性纳米三氧化二锑的制备方法为：将3kg纳米三氧化二锑分散在由0.08kg硅烷偶联剂kh550、5kg乙醇和2kg水组成的溶液中，得到混合液；加热温度40℃，搅拌速率为300rpm，反应50min后，过滤，并在73℃下真空烘干18h后，得到硅烷偶联剂kh550改性纳米三氧化二锑。
8、通过采用上述技术方案，制备的硅烷偶联剂kh550改性纳米三氧化二锑在本技术中作为复合阻燃剂中的一部分，其作用主要是在阻燃剂与玻璃纤维之间建立有效的连接，提高阻燃剂在复合材料中的分散性和稳定性，增强阻燃效果。首先，硅烷偶联剂kh550可以将纳米三氧化二锑表面进行改性处理，增加其与尼龙树脂基体和其他材料的粘附力，从而提高复合材料的综合性能。其次，硅烷偶联剂kh550还可以促进纳米三氧化二锑与其他阻燃剂的混合均匀性，提高阻燃效果，并且有助于提高复合材料的力学性能和耐热性。硅烷偶联剂kh550改性纳米三氧化二锑与十溴二苯乙烷和三聚氰胺多聚磷酸盐等阻燃剂一起使用时，能够使各种阻燃剂之间更好地结合，相互促进，形成一种协同作用，增强复合材料的整体阻燃效果。因此，硅烷偶联剂kh550改性纳米三氧化二锑的存在不仅提高了阻燃剂的稳定性和分散性，还能与其他阻燃剂协同作用，共同提升复合材料的阻燃性能和力学性能。
9、优选的，所述阻燃改性玻璃纤维的制备方法，包括以下步骤：
10、s41、按照质量份数，将3-4份玻璃纤维分散在由0.08份硅烷偶联剂kh550、10份乙醇和8份水组成的溶液中混合反应12-16小时，抽滤得到kh550改性的玻璃纤维，用蒸馏水和乙醇反复洗涤3次，冷冻干燥，得到表面修饰kh550的玻璃纤维；
11、s42、按照质量份数，将2份表面修饰kh550的玻璃纤维加入到由0.5-0.6份三聚氰胺多聚磷酸盐和8份乙醇组成的溶液中，浸泡16小时，搅拌，然后升温至35℃，反应30小时，反应结束，抽滤，用乙醇洗涤滤渣,次，冷冻干燥，得到阻燃改性玻璃纤维。
12、通过采用上述技术方案，阻燃改性玻璃纤维在本技术中作为复合材料的重要组成部分，其中的硅烷偶联剂kh550改性可以发挥多种作用。首先，在制备过程中，采用硅烷偶联剂kh550改性的玻璃纤维能有效提高玻璃纤维与其他材料的粘合性和相容性。该改性处理使得玻璃纤维表面具有亲水性并且更容易与有机物质结合，有利于与后续添加的阻燃剂和增韧剂等其他原料之间的相互作用，提高了复合材料的整体性能。其次，在阻燃改性玻璃纤维制备过程中，经过一系列处理，使得玻璃纤维表面结合了三聚氰胺多聚磷酸盐类阻燃剂。这种做法能够有效解决常规情况下阻燃剂与树脂基体的不均匀共混以及阻燃剂在复合材料中易渗漏迁移的问题。此外，三聚氰胺多聚磷酸盐的引入也提高了玻璃纤维与尼龙基体之间的相容性，加强了复合材料的力学性能和阻燃性能。总体来说，硅烷偶联剂kh550改性的玻璃纤维在复合材料中的作用主要包括增强玻璃纤维与其他材料的粘合性和相容性，有利于阻燃剂的稳定性和分散性，提高了复合材料整体性能。与其他原料如阻燃剂和增韧剂等协同作用，共同提高复合材料的阻燃性能、力学性能以及结构稳定性。
13、优选的，所述玻璃纤维为短切玻璃纤维，直径为8-11μm，长度2.5-2.8mm。
14、优选的，所述改性增韧剂的制备方法为：按照质量份数，将12份丁腈橡胶、7份间苯二酚双(二苯基磷酸酯)和8份白油混合后，加入28份mah-g-pa共混，所述mah-g-pa的接枝率为86％，得到共混物；将共混物进行180℃密炼20-30min，然后挤出造粒，得到改性增韧剂。
15、通过采用上述技术方案，改性增韧剂在本技术中的作用主要是提高复合材料的韧性和冲击性能，并协同其他原料共同发挥作用，从而实现更好的全面性能。丁腈橡胶在改性增韧剂中起到增加材料韧性和抗冲击性能的作用。丁腈橡胶具有优异的拉伸强度和撕裂强度，可以有效提高复合材料的韧性，降低材料的脆性，从而提升材料的耐久性和抗冲击性能。间苯二酚双(二苯基磷酸酯)在改性增韧剂中起到增韧和增强效果，同时也可以提高材料的耐磨性和抗老化性能。这个成分有助于减轻所制备材料的断裂性能，提高了其稳定性和可靠性。综合来看，改性增韧剂的加入可以提高复合材料的整体性能，使得材料更具韧性和耐冲击性，同时在复合材料的生产加工过程中，这种改性增韧剂也能够协同其他原料，如阻燃剂和润滑剂等，发挥各自的作用，共同提高材料的性能稳定性和加工性能，确保复合材料在生产过程以及使用中能够保持较好的力学性能和阻燃性能。
16、优选的，所述偶联剂由硅烷偶联剂kh550和乙烯基三乙氧基硅烷以质量份数比5:1-3组成。
17、通过采用上述技术方案，偶联剂的主要作用是在玻璃纤维与尼龙基体之间建立稳定而牢固的连接，从而提高两者之间的粘合性和相容性。通过偶联剂的作用，可以有效地提高复合材料的力学性能和耐久性。偶联剂硅烷偶联剂kh550和乙烯基三乙氧基硅烷会通过化学键合的方式与玻璃纤维表面形成化学键，同时也与尼龙基体起到类似的作用，从而实现玻璃纤维和尼龙基体之间更好的粘合。这样一来，复合材料的整体结构变得更为稳定，有效地防止材料层间的剥离和断裂，增加了材料的强度和韧性。阻燃改性玻璃纤维表面键合的三聚氰胺多聚磷酸盐类阻燃剂可以通过与偶联剂共同作用，提高阻燃剂与玻璃纤维之间的结合力，避免阻燃剂的渗漏迁移，同时也增加了复合材料的耐火性能。这种协同作用可以提高复合材料的整体阻燃性能，并进一步保障材料在新能源动力电池fpc等高要求应用中的安全性。总的来说，偶联剂在复合材料中的作用主要是提高材料的结合性和相容性，增加材料的强度和稳定性；而与阻燃剂的协同作用则可以进一步提升复合材料的阻燃性能，保证其在高要求环境下的应用安全性。
18、优选的，所述抗氧剂由抗氧剂168和抗氧剂1010以质量份数比1:3组成。
19、优选的，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌和硅酮中的一种。
20、第二方面，本技术提供一种用于加强板的复合材料的制备方法，采用如下的技术方案：
21、作为一个总的技术构思，本技术还提供上述一种用于加强板的复合材料的制备方法，具体操作为：将各原料投加到高速混合机中混匀，再由双螺杆挤出机熔融共混，挤出工艺参数：一区温度190℃，二区温度为210℃，三区温度为250℃，四区-七区温度为275℃，八区温度为260℃，机头温度为280℃，挤出料浸水冷却后切粒，得到用于加强板的复合材料。
22、综上所述，本技术的有益技术效果：
23、1.提升阻燃性能：通过在玻璃纤维表面键合阻燃剂，解决了现有技术中阻燃剂与尼龙树脂基体共混不均匀的问题，同时防止了阻燃剂在复合材料中易渗漏迁移的情况，从而提高了复合材料的整体阻燃性能，使其更适合在高要求环境中应用，如新能源动力电池fpc的加强板用料。
24、2.提高相容性和力学性能：通过改良复合材料的配方，提高了玻璃纤维与尼龙基体之间的相容性，进而提升了复合材料的力学性能。特殊的改性增韧剂以及配合协同作用明显地提高了复合材料的抗冲击性能，并保持了较好的强度，避免了添加大量复合阻燃剂导致的生产下料困难、堵料以及材料性能下降的问题。
25、3.提高结构稳定性：月桂酸钙和二苯基吲哚的协同作用提升了复合材料的结构稳定性，保证了复合材料在多次反复加工后的性能保持率较高。这意味着复合材料在长期使用中能够保持良好的性能，延长了材料的使用寿命。
1.一种用于加强板的复合材料，其特征在于，按质量份数计，包括以下制备原料：尼龙66 50-55份、阻燃改性玻璃纤维18-20份、复合阻燃剂10-12份、改性增韧剂2-3份、润滑剂0.8-1份、偶联剂0.5-0.7份、月桂酸钙0.3-0.5份、2,3-二苯基吲哚0.6-1.2份、抗氧化剂0.3-0.5份。
2.根据权利要求1所述一种用于加强板的复合材料，其特征在于，所述复合阻燃剂由十溴二苯乙烷、三聚氰胺多聚磷酸盐和硅烷偶联剂kh550改性纳米三氧化二锑以质量份数比为7:4:1-3组成。
3.根据权利要求2所述一种用于加强板的复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂kh550改性纳米三氧化二锑的制备方法为：将3kg纳米三氧化二锑分散在由0.08kg硅烷偶联剂kh550、5kg乙醇和2kg水组成的溶液中，得到混合液；加热温度40℃，搅拌速率为300rpm，反应50min后，过滤，并在73℃下真空烘干18h后，得到硅烷偶联剂kh550改性纳米三氧化二锑。
4.根据权利要求1所述一种用于加强板的复合材料，其特征在于，所述阻燃改性玻璃纤维的制备方法，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述一种用于加强板的复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为短切玻璃纤维，直径为8-11μm，长度2.5-2.8mm。
6.根据权利要求1所述一种用于加强板的复合材料，其特征在于，所述改性增韧剂的制备方法为：按照质量份数，将12份丁腈橡胶、7份间苯二酚双(二苯基磷酸酯)和8份白油混合后，加入28份mah-g-pa共混，所述mah-g-pa的接枝率为86％，得到共混物；将共混物进行180℃密炼20-30min，然后挤出造粒，得到改性增韧剂。
7.根据权利要求1所述一种用于加强板的复合材料，其特征在于，所述偶联剂由硅烷偶联剂kh550和乙烯基三乙氧基硅烷以质量份数比5:1-3组成。
8.根据权利要求1所述一种用于加强板的复合材料，其特征在于，所述抗氧剂由抗氧剂168和抗氧剂1010以质量份数比1:3组成。
9.根据权利要求1所述一种用于加强板的复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌和硅酮中的一种。
10.一种权利要求1-9任一所述一种用于加强板的复合材料的制备方法，其特征在于，具体操作为：将各原料投加到高速混合机中混匀，再由双螺杆挤出机熔融共混，挤出工艺参数：一区温度190℃，二区温度为210℃，三区温度为250℃，四区-七区温度为275℃，八区温度为260℃，机头温度为280℃，挤出料浸水冷却后切粒，得到用于加强板的复合材料。
