本发明涉及发泡材料领域，具体涉及一种高强阻燃聚丙烯发泡材料及其制备方法。
背景技术：
1、泡沫塑料具有质轻、隔热、缓冲、绝缘、防腐、价格低廉等优点，因此在日用品、包装、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业得到广泛应用，我国20世纪90年代以来泡沫塑料的发展十分迅速，其中主要品种有聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料和聚乙烯泡沫塑料三大类。聚氨酯泡沫在发泡过程中存在对人体有害的异氰酸酯残留物，并且发泡材料无法回收利用；聚苯乙烯发泡过程中通常会使用到氟氯烃化合物或丁烷，对环境有不利影响，产品降解困难且容易形成白色污染；而交联聚乙烯泡沫塑料的使用温度和刚性均较低。
2、聚丙烯是一种性能优良的热塑性合成树脂，具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等优点。聚丙烯（pp）刚性优于聚乙烯（pe），因此有望替代聚乙烯应在多个领域得到开发应用。
3、在通常情况下，发泡聚丙烯的阻燃性能较差，在用于高楼外墙保温层、汽车、家电、动力电池等领域时，存在安全隐患。因此，需要在发泡聚丙烯母粒的制备过程中添加阻燃剂，从而起到阻燃的效果。但是，现有的阻燃发泡聚丙烯材料中，阻燃剂的添加量较大，通常需要达到20%以上，而大量阻燃剂的添加会导致聚丙烯存在空洞塌陷等问题，不仅发泡效果不足，且力学性能也受到较大影响，严重限制了发泡聚丙烯材料的应用。因此，需要开发一种发泡效果好，且力学性能和阻燃效果均表现优秀的聚丙烯发泡材料。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种高强阻燃聚丙烯发泡材料及其制备方法。
2、本发明的目的采用以下技术方案来实现：
3、第一方面，本发明提供一种高强阻燃聚丙烯发泡材料，按照重量份数计算，包括：
4、75-95份聚丙烯树脂、5-10份增韧剂、6-12份复合系阻燃剂、1.8-4.2份发泡剂、1-3份润滑剂和0.2-0.8份抗氧剂。
5、优选地，所述聚丙烯树脂的密度为0.90-0.92g/cm3，熔融指数为3.5-7.5g/10min（190℃/2.16kg）。
6、优选地，所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物（ema）和乙烯-醋酸乙烯共聚物（eva）中的一种或多种混合。
7、更优选地，所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物（ema），丙烯酸甲酯含量为24%，密度为0.94g/cm3，熔融指数为3g/10min（190℃/2.16kg）。
8、优选地，所述发泡剂为4,4'-氧代双苯磺酰肼、对甲苯磺酰氨基脲、偶氮二甲酰胺中的一种。
9、优选地，所述复合系阻燃剂是由巯基功能化硼酸钙与含有苯基磷酰基的三嗪化合物经过点击化学反应后制备得到。
10、优选地，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或多种混合。
11、优选地，所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076、抗氧剂1098中的一种或多种混合。
12、优选地，所述复合系阻燃剂的制备方法包括：
13、s1、将硼酸钙粉末和无水乙醇混合，加入3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷，在室温下超声0.2-0.6h后，升温至70-80℃，回流搅拌4-6h后，抽滤收取粉末，干燥后，得到巯基功能化硼酸钙；
14、s2、将2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪加入至无水乙醇内，在冰水浴的条件下充分搅拌，然后加入3-羟基苯基磷酰丙酸，再滴加三乙胺，升温至70-90℃，保温搅拌处理3-5h后，减压蒸馏除去溶剂，真空干燥，得到含有苯基磷酰基的三嗪化合物；
15、s3、将含有苯基磷酰基的三嗪化合物和n-甲基吡咯烷酮混合，加入巯基功能化硼酸钙，充分搅拌后，再加入光引发剂，在氮气的氛围下，使用紫外光进行辐照，搅拌处理1-2h，然后过滤收取固体，减压干燥，得到复合系阻燃剂。
16、优选地，所述s1中，硼酸钙粉末的粒径为10±2μm，硼酸钙粉末、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷和无水乙醇的质量比为1:0.1-0.3:10-30。
17、优选地，所述s2中，2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪、3-羟基苯基磷酰丙酸和无水乙醇的质量比为0.21-0.42:0.68-1.36:10-20。
18、优选地，所述s2中，三乙胺的加入量是3-羟基苯基磷酰丙酸质量的2.5%-5.5%。
19、优选地，所述s3中，巯基功能化硼酸钙、含有苯基磷酰基的三嗪化合物和n-甲基吡咯烷酮的质量比为1:0.34-0.68:15-35。
20、优选地，所述s3中，光引发剂为光引发剂651或光引发剂184，加入量是含有苯基磷酰基的三嗪化合物质量的2%-6%。
21、优选地，所述s3中，紫外光功率是25-75w，波长是250-420nm。更优选地，紫外光功率是55w，波长是365nm。
22、第二方面，本发明提供一种高强阻燃聚丙烯发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
23、步骤1，按量取聚丙烯树脂、增韧剂和复合系阻燃剂混合在搅拌机内，升温混合搅拌后，得到聚丙烯混合料；
24、步骤2，按量取润滑剂和抗氧剂与聚丙烯混合料混合于双螺杆挤出机内，经过熔融挤出、造粒，得到聚丙烯母粒；
25、步骤3，将聚丙烯母粒置于挤出机升温至熔融，然后加入按量取的发泡剂，经过发泡挤出至模具中，得到高强阻燃聚丙烯发泡材料。
26、优选地，所述步骤1中，升温的温度为165-185℃，搅拌时间为20-40min，搅拌速度是500-600r/min。
27、优选地，所述步骤2中，双螺杆挤出机的温度区间为170-210℃，螺杆长径比为20-25。
28、优选地，所述步骤3中，发泡的温度为155-175℃，发泡压力为0.6-1.2mpa，发泡时间为1-3min。
29、本发明的有益效果为：
30、1、本发明制备了一种聚丙烯发泡材料，以聚丙烯树脂作为主要原料，加入了共聚物作为增韧剂，增强了聚丙烯树脂一定的韧性和强度。此外，本发明所使用的阻燃剂为复合系阻燃剂，相比较于常规的阻燃剂需要在聚丙烯材料中添加量达到20%以上，本发明的复合系阻燃剂仅需要10%左右即可取得优异的阻燃效果，不仅解决了聚丙烯材料的发泡倍率不足的问题，还一定程度地提升了聚丙烯材料的力学性能。
31、2、硼酸钙是一种无机硼系阻燃剂，具有优异的阻燃性能和环保特性；而3-羟基苯基磷酰丙酸是一种磷系环保型阻燃剂，常用于聚酯的阻燃材料中。本发明将硼酸钙和3-羟基苯基磷酰丙酸通过化学交联的方式结合，制备得到一种新型的复合系阻燃剂，该阻燃剂不仅融合了硼系和磷系阻燃剂的优点，而且还对于聚丙烯发泡材料的力学性能有较好的提升。
32、3、本发明制备的复合系阻燃剂的制备过程是，先将硼酸钙粉末经过巯基偶联剂处理，得到巯基功能化硼酸钙；然后利用3-羟基苯基磷酰丙酸和2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪发生酰胺反应，得到含有苯基磷酰基的三嗪化合物；之后使用含有苯基磷酰基的三嗪化合物与巯基功能化硼酸钙进行结合，经过巯基-乙烯基的点击化学反应后，即得到复合系阻燃剂。本发明制备的复合系阻燃剂不仅含有苯基磷酰基团和三嗪基团，还含有生成的酰胺基以及硫醚基，不仅阻燃效果得到大幅提升，且对于聚丙烯材料的力学性能有较好的改进。
1.一种高强阻燃聚丙烯发泡材料，其特征在于，按照重量份数计算，包括：
2.根据权利要求1所述的一种高强阻燃聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂的密度为0.90-0.92g/cm3，熔融指数在190℃和2.16kg的条件下为3.5-7.5g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种高强阻燃聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或多种混合。
4.根据权利要求1所述的一种高强阻燃聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述发泡剂为4,4'-氧代双苯磺酰肼、对甲苯磺酰氨基脲、偶氮二甲酰胺中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种高强阻燃聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或多种混合。
6.根据权利要求1所述的一种高强阻燃聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076、抗氧剂1098中的一种或多种混合。
7.根据权利要求1所述的一种高强阻燃聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述复合系阻燃剂的制备方法包括：
8.根据权利要求7所述的一种高强阻燃聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述s2中，2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪、3-羟基苯基磷酰丙酸和无水乙醇的质量比为0.21-0.42:0.68-1.36:10-20；三乙胺的加入量是3-羟基苯基磷酰丙酸质量的2.5%-5.5%。
9.根据权利要求7所述的一种高强阻燃聚丙烯发泡材料，其特征在于，所述s3中，巯基功能化硼酸钙、含有苯基磷酰基的三嗪化合物和n-甲基吡咯烷酮的质量比为1:0.34-0.68:15-35；光引发剂为光引发剂651或光引发剂184，加入量是含有苯基磷酰基的三嗪化合物质量的2%-6%。
10.一种权利要求1所述的高强阻燃聚丙烯发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
