一种阻燃抑烟高分子复合材料及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种阻燃抑烟高分子复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：按照如下质量百分比制备原料：三维碳毡10～15％，锡酸锌5～10％，基体树脂75～85％；s2：在三维碳毡上通过共沉淀法或水热合成法或均相沉淀法负载锡酸锌，制备得到三维负载锡酸锌碳毡预制体，其占最终复合材料总重量的15～25％；s3：向三维负载锡酸锌碳毡预制体，真空灌注或原位聚合基体树脂，制得由三维碳毡负载锡酸锌的阻燃抑烟高分子复合材料。2.如权利要求1所述阻燃抑烟高分子复合材料的制备方法，其特征在于，其还包括如下步骤：s4：将制备的阻燃抑烟高分子复合材料进一步进行切割或热压，最终制得阻燃抑烟高分子复合材料。3.如权利要求1所述阻燃抑烟高分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述的s2，其具体包括如下步骤：s21：将所述的三维碳毡，在乙醇与丙酮的溶液中超声浸泡40min，取出烘干得到表面干净、具有活性基团的三维碳毡a；s22：将所述的三维碳毡a加入到预先制备的锡酸锌的溶液体系中，采用共沉淀法或水热合成法或均相沉淀法制成三维负载锡酸锌碳毡预制体，取出烘干、备用。4.如权利要求1所述阻燃抑烟高分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述的基体树脂为pp、pvc、ps树脂或其单体中的一种。5.如权利要求4所述阻燃抑烟高分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述的s3，所述的基体树脂为pp树脂，其具体包括如下步骤：s31：先在烧杯中加入三倍于pp树脂容量的二甲苯，再逐渐加入pp树脂，加热并搅拌，加热温度控制在120～140℃之间，当pp树脂溶解后，将三维负载锡酸锌碳毡加入到溶解的pp树脂中；之后烘干二甲苯溶剂，得到三维负载锡酸锌碳毡pp体系复合材料，即阻燃抑烟高分子复合材料。6.如权利要求4所述阻燃抑烟高分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述的s3，所述的基体树脂为pvc，其具体包括如下步骤：s32：在聚合反应釜中,加入去离子水适量、适量分散剂和引发剂等助剂、pvc单体、三维负载锡酸锌碳毡，控制反应温度为60℃,待反应压力降到规定压力时加终止剂,出料，清洗烘干后，得到三维负载锡酸锌碳毡pvc体系复合材料，即阻燃抑烟高分子复合材料。7.如权利要求4所述阻燃抑烟高分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述的s3，所述的基体树脂为ps，其具体包括如下步骤：s33：将三维负载锡酸锌碳毡与苯乙烯ps单体混合,于室温下磁力搅拌一段时间,在混合液中加入一定量的过氧化二苯甲酰作为引发剂,待引发剂搅拌溶解后,倾入三口烧瓶中,于90℃下搅拌、冷凝回流引发聚合；当聚合至黏稠时,取下冷凝管并慢速搅拌一段时间,以排出没有聚合的苯乙烯单体；然后取下三口瓶,快速倾倒出初聚产物,盛装在容器中放入90℃干燥箱中继续聚合至反应完全,得到三维负载锡酸锌碳毡ps复合材料，即阻燃抑烟高分子复合材料。8.如权利要求1所述阻燃抑烟高分子复合材料的制备方法，其特征在于，
所述的三维碳毡，为表面有羧基或羟基活性基团的聚丙烯腈碳纤维、石油沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、气相生长碳纤维和聚酰亚胺基碳纤维中的一种，或者是其中两种及以上；各纤维在三维立体空间内相互搭接形成碳毡，纤维直径为5～20μm。9.如权利要求1所述阻燃抑烟高分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述锡酸锌为锡酸锌或羟基锡酸锌之一，或二者的复配物，采用共沉淀法或水热合成法或均相沉淀法制备。10.一种权利要求1～9任一项所述方法制备的阻燃抑烟高分子复合材料，其特征在于，其是以三维碳毡作为分散模板、利用浸渍涂覆蒸发自组装，使锡酸锌均匀的分散负载在三维碳毡的三维结构中，构筑出具有相互搭接形成碳毡的阻燃、抑烟网络构架的三维碳毡预制体，再向该三维网络构架通过原位真空灌注或或原位聚合基体树脂，所得到以三维碳毡预制体为骨架、以基体树脂为增强填料的复合材料体系。

技术总结
本发明公开了一种阻燃抑烟高分子复合材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：S1：按照如下质量百分比制备原料：三维碳毡10～15％，锡酸锌5～10％，基体树脂75～85％；S2：在三维碳毡上负载锡酸锌，制备得到三维负载锡酸锌碳毡预制体；S3：向三维负载锡酸锌碳毡预制体，真空灌注或原位聚合基体树脂，制得由三维碳毡负载锡酸锌的阻燃抑烟高分子复合材料。本发明运用三维碳毡预制体中纤维相互搭接形成碳毡的结构特点，利用浸渍涂覆蒸发自组装引入锡酸锌，构筑三维阻燃、抑烟网络构架并通过原位真空灌注或原位聚合基体树脂制得复合材料。本发明所制得的复合材料，同时具有优异的阻燃、抑烟以及力学性能，可广泛适用于阻燃领域。可广泛适用于阻燃领域。可广泛适用于阻燃领域。


技术研发人员：丁鹏 彭巨擘 李雄 符泽卫 钱权 李俊
受保护的技术使用者：云南锡业集团（控股）有限责任公司研发中心
技术研发日：2022.04.15
技术公布日：2022/8/9