本發明涉及復合材料的阻燃技術領域，具體涉及一種SiO2膠體微球增強的阻燃型汽車吸塑材料，及其制備工藝。
背景技術：
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，以其優異的力學性能、化學惰性和易加工性，被廣泛的用于汽車工業、電子、電器、紡織、器具和建材等領域。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，而又不使它本身的優良性能降低，成為研究的熱點。
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、高殘炭率、經濟高效的線型酚醛樹脂作為成炭劑，以微膠囊化紅磷協同阻燃，以堿式硫酸鎂晶須為無機阻燃劑，選用了與ABS基體相容性較好的丁腈橡膠進行增韌改性，實驗時將ABS于180℃的雙輥開煉機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。
本發明在此基礎上，通過介孔分子篩與線性酚醛樹脂產生鍵接作用，分子鏈貫穿于介孔分子篩的孔道內外，形成有機無機雜化材料，提高了基體樹脂熱穩定性；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定性，力學性能也更高；得到一種SiO2膠體微球增強的阻燃型汽車吸塑材料。
技術實現要素：
本發明主要解決的技術問題是提供一種SiO2膠體微球增強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輕、耐熱、防火阻燃的優良性能。
本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：
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1-3h后，
加入微膠囊紅磷，繼續反應1-2h，將反應產物置于無水乙醇中，25-40℃攪拌10-12h，乙醇溶去未反應的樹脂，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pH為4-5，升溫至80-90℃攪拌反應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、干燥得復合阻燃劑；
d. 將ABS樹脂加入到180-190℃的雙輥開煉機上塑化，待ABS樹脂成熔融狀態后，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膠體微球增強的阻燃型汽車吸塑材料。
本發明的反應機理及有益效果如下：
（1）通過原位聚合的方法制備了介孔分子篩/線型酚醛樹脂有機無機雜化材料，線性酚醛樹脂分布于介孔分子篩孔道內外，并與SBA-15存在鍵接作用，形成有機無機互穿網絡結構，提高了基體樹脂熱穩定性。
（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，三聚氰胺甲醛樹脂（MF）和APP有很好的協同作用，在 APP 包覆不完全的情況下，能更有效地發揮兩者的相互作用，提高復合材料的阻燃性。
（3）用球磨法制備了Sb2O3/高嶺土復合阻燃微粉，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，充分與銻白粉發生物理、化學作用；
與聚磷酸銨并用，產生協同效應，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定性，力學性能也更高。
（5）以剛性SiO2微球對ABS 樹脂進行改性，SiO2微球的分散效果好，增強了復合材料的力學性能；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，能夠達到提高產品的抗老化性和增強化學穩定性等效果；對于材料的抗磨性有著很好的促進作用，既能達到增強的目的；SiO2微球復合材料失重速率大，其熱穩定性能好。
具體實施方式
為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。
實施例
一種SiO2膠體微球增強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，按以下步驟進行：
a. 將介孔分子篩SBA-15與線型酚醛樹脂混合，在180℃下反應1h后，加入微膠囊紅磷，繼續反應2h，將反應產物置于無水乙醇中，40℃攪拌10h，乙醇溶去未反應的樹脂，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pH至5，升溫至80℃攪拌反應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、干燥得復合阻燃劑；
d. 將ABS樹脂加入到185℃的雙輥開煉機上塑化，待ABS樹脂成熔融狀態后，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膠體微球的增強阻燃型汽車吸塑材料。
上述實施例制備的一種SiO2膠體微球增強的阻燃型汽車吸塑材料的性能檢測結果如下所示：
阻燃ABS的垂直燃燒性能達UL-94 V-0級，LOI值32%，殘炭率(600℃)17%，拉伸強度達42MPa，缺口沖擊強度為25 KJ/m2，斷裂伸長率41%。