[发明专利]一种耐候聚丙烯复合材料及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法和用途。

背景技术

玻璃纤维增强塑料是一种轻质高强度工程结构材料。其拉伸、弯曲弹性模量和抗蠕变、耐疲劳特性远好于非增强塑料，主要原因是，当有外力作用时，载荷通过纤维传递，而纤维又有很好的力学性能。在西欧，约有50%的纤维增强塑料应用于汽车工业，在美国约30%。玻纤增强热塑性塑料具有优异的刚性、韧性、防翘曲性，而且价格低于ABS和工程塑料。玻璃纤维增强塑料性能主要取决于以下因素：①玻纤含量，一般来说，玻纤含量越高，玻纤增强塑料的力学性能也越高，但玻纤含量太高，对加工设备磨损严重，且易使材料脆性提高和密度增大；同时当玻纤含量超过某一临界值后，随着玻纤含量进一步增加，机械性能反而下降；②玻纤在树脂基体中的长度；③玻纤与树脂基体良好的粘结力，分散均匀。为了制备综合性能优异的玻纤增强聚丙烯，需要优化玻纤含量和添加适量的相容剂。相容剂一般为酸酐接枝物导致体系呈现酸性，这导致呈弱碱性的光稳剂的耐候性降低，因此玻纤增强聚丙烯体系的耐侯性一直是困扰其户外使用的症结。

中国发明专利CN 102329448A公布了一种玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，其中介绍了利用高碱玻纤增强增韧聚丙烯复合材料用于制备洗衣机洗衣桶。这个复合材料具有优异的机械性能，可以满足洗衣机滚筒使用要求，但是该材料不具有抗紫外老化性能，因此只可以用于避光处制件使用。

中国发明专利CN 101338051A公布了一种长纤增强聚丙烯复合材料及其其制备方法，材料组分的质量比:聚丙烯35-55wt%，长玻璃纤维35-50wt%，偶联剂0.3-0.8wt%，相容剂5-10wt%，流动改性剂2-4wt%，抗氧剂0.3-0.6wt%，润滑剂1-2wt%。其工艺：先将聚丙烯、流动改性剂、相容剂、抗氧剂及润滑剂进行混合；再将混合物加入到双螺杆挤出机内，加工温度在180-230℃；继而通过挤出机口模挤出熔体形成熔池；将连续玻璃纤维预热干燥，并对长玻纤表面进行处理；随后引入浸渍装置，使数股长玻璃纤维被引入到熔池中，使长玻璃纤维被熔体充分浸渍，再集束包覆，从喇叭口形的模头出口处出料，最后冷却、切粒，即得到长玻璃纤维增强聚丙烯粒料。该材料工艺简便易行，产品性能较好。但是该复合材料中同时没有添加光稳剂或采用抗紫外老化的方法。

玻纤增强聚丙烯复合材料以其优异的机械性能和高的性价比成为一种广泛采用的复合材料。为了制备优异性能的玻纤增强复合材料，关键是增加玻纤与树脂基体之间的相互作用力；因此，为了增加两相之间作用力，聚丙烯接枝马来酸酐类相容剂被广泛采用，然而此类相容剂中残余的未反应完全的酸酐和羧基引起体系呈现酸性。为了实现玻纤增强类材料用于户外，各类光稳剂被用于此类复合材料体系，现在广泛使用的受阻胺类光稳剂均呈弱碱性，这与玻纤增强体系的弱酸性存在拮抗作用，致使材料的机械性能和抗紫外老化性能均较差。因此，如何实现玻纤复合材料优异的机械性能同时实现抗紫外老化成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术中存在的缺陷，而提供一种聚丙烯复合材料及其制备方法和用途。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种聚丙烯复合材料，由包括以下重量份的组分制成：

共聚聚丙烯         40-93份，

无碱玻纤           5-60份，

相容剂             1-6份，

抗氧剂             0.1-0.6份，

光稳剂             0.1-0.3份，

辐射敏化剂         0.6-1份，

助剂               0-5份。

所述的共聚聚丙烯的简支梁缺口冲击强度为20-1000J/m。

所述的无碱玻纤为连续玻纤或短切玻纤，挤出造粒后在粒子中存在的长度为0.2-0.9mm之间。

所述的相容剂为聚丙烯接枝共聚物，所述的聚丙烯接枝共聚物为聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（PP-g-GMA）、聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH）、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐（EPDM-g-MAH）或三元乙丙橡胶接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（EPDM-g-GMA）中的一种或一种以上。

所述的抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（1010）、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（168）或硫代二丙酸双十八醇酯（DSTDP）中的一种或一种以上的组合物。