[发明专利]一种复合铜盐抗氧化体系及其在尼龙材料中的应用

说明书

本发明涉及高分子材料领域，提供了一种复合铜盐抗氧化体系及其在尼龙材料中的应用。所述复合铜盐抗氧化体系包括以下重量份计的原料组成：铜盐5‑30%，卤素化合物10‑80%，碳纳米管0‑10%，石墨烯0‑10%，辅助抗氧剂10‑75%，润滑剂4‑10%。当将上述复合铜盐抗氧化体系应用于纤维增强尼龙材料时，复合铜盐抗氧化体系中各组分协同发挥作用，所得纤维增强尼龙材料具有优异的耐高温氧化性能和机械性能，可长期在150℃的环境下使用，提高了尼龙的高温使用寿命。且制备方法简单，可控性强，适于工业生产。

技术领域

本发明涉及一种属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种复合铜盐抗氧化体系及其在尼龙材料中的应用。

背景技术

高分子材料广泛应用在航空、汽车、基础构建等不同领域。然而，高分子材料在加工、贮存和使用过程中, 受到光、热与生物侵蚀等内外因素的影响, 产生降解，发生老化现象。氧是引起高分子材料老化的主要原因之一, 由于氧的渗透性和高活性, 会进攻高分子主链上的薄弱环节, 形成高分子过氧自由基或过氧化物, 然后在此部位引起主链的断裂,聚合物分子量显著下降, 聚合物性能下降。因此为了延缓高分子材料的氧化过程，延长产品使用寿命，通常向材料中添加抗氧剂。目前市场上通用的抗氧剂有：胺类、酚类、苯并呋喃酮类、硫代酯类、亚磷酸酯类、肟类、酰肼等抗氧剂。胺类抗氧剂由于污染性、毒性和易生色性等缺点限制了应用。酚类抗氧剂一般抗氧效能较胺类弱。苯并呋喃酮类可能存在潜在毒性。肟类和酰肼类主要针对的是金属离子产生的影响。硫代酯类、亚磷酸酯类一般作为一种辅助抗氧剂，需要与主抗氧剂配合使用。并且，这些抗氧剂性能都难以满足使用要求，因此研究一种新型抗氧化体系具有较高的产业价值。

尼龙作为常用塑料表现出力学强度高、结晶速率快、耐溶剂性优异等特点，在通讯、航空、机械、汽车等领域有很大的应用前景。随着应用领域的不断扩大，对材料的耐温能力也有了较高的要求，而尼龙中－NHCO－基团的强极性易导致尼龙结构在热氧环境下被破坏，减少尼龙材料使用寿命。因此需要对其进行耐高温改性，才能满足其应用需求。通常向尼龙材料中添加抗氧剂提高耐高温老化性。常用的抗氧剂为胺类抗氧剂、酚类抗氧剂。尽管胺类抗氧剂有高度的抑制作用，但是抑制氧化过程中产生的中间物会污染高聚物，限制了其应用。酚类抗氧剂对尼龙的抗氧化效果一般，且价格昂贵。CN102786793A公开了一种改性尼龙材料及其制备方法，通过添加0.1-2wt%的复合铜盐抗氧剂，此复合铜盐抗氧剂为 50-90％碘化钾和 10％-40％碘化亚铜的混合物，或者是50-90％溴化钾和 10-40％碘化亚铜的混合物。CN108264760A公开了一种抗水解耐高温聚酰胺复合材料及其制备方法，通过加入碘化铜、醋酸铜与碘化钾等。提高复合材料的耐高温性能。然而，这些抗氧剂组合改性尼龙材料的长期耐高温温度在140℃以下。仍然难以满足尼龙材料长期在140℃-180℃高温条件下的刚度、强度和使用寿命的要求。碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料。碳纳米管外表面的大π键提供了碳纳米管与自由基以非共价键复合的化学基础。石墨烯是一种六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯可以吸附各种原子和分子，并有自由基吸附的能力。

发明内容

本发明针对上述问题，提出一种性能优异、配方合理、工艺简单的新型复合铜盐抗氧化体系，并应用于尼龙材料中，达到较好的耐高温性能。

具体的，本发明提供了一种复合铜盐抗氧化体系，其中，所述复合铜盐抗氧化体系中含有铜盐，卤素化合物，碳纳米管或石墨烯，辅助抗氧剂，润滑剂。

进一步的，所述复合铜盐抗氧化体系，其原料按重量百分比配比如下：铜盐5-30%，卤素化合物10-80%，碳纳米管0-10%，氧化石墨烯0-10%，辅助抗氧剂10-75%，润滑剂4-10%。

进一步的，所述铜盐为无机酸或有机酸的正一价或正二价铜盐。