[發(fā)明專利]一種耐候玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210474847.4
• 申請(qǐng)日: 2012-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN103012968A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊桂生;汪海;孫利明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥杰事杰新材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C08L23/16
• 分類號(hào): C08L23/16;C08L51/06;C08K13/04;C08K7/14
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所 34115
• 代理人: 汪貴艷

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐候玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。

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?技術(shù)背景

玻纖增強(qiáng)塑料是一種輕質(zhì)高強(qiáng)度工程結(jié)構(gòu)材料，由于纖維具有很好的力學(xué)性能，當(dāng)有外力作用時(shí)，載荷通過纖維傳遞，所以玻纖增強(qiáng)塑料的拉伸、彎曲、沖擊強(qiáng)度和抗蠕變、耐疲勞特性遠(yuǎn)好于非增強(qiáng)塑料，并具有優(yōu)異的剛性、韌性、防翹曲性，而且其價(jià)格遠(yuǎn)低于工程塑料。玻纖增強(qiáng)塑料的應(yīng)用非常廣泛，在西歐約有50%的玻纖增強(qiáng)塑料應(yīng)用于汽車工業(yè)。玻纖增強(qiáng)塑料的性能主要取決于以下因素：①玻纖含量：一般來(lái)說，玻纖含量越高，玻纖增強(qiáng)塑料的力學(xué)性能也越高，但玻纖含量太高，對(duì)加工設(shè)備磨損嚴(yán)重，且易使材料脆性提高和密度增大；同時(shí)當(dāng)玻纖含量超過某一臨界值（50?wt%）后，隨著玻纖含量進(jìn)一步增加，機(jī)械性能反而下降；②玻纖在樹脂基體中的長(zhǎng)度；③玻纖與樹脂基體之間的粘結(jié)力以及其分散的均勻性。

玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料以其優(yōu)異的機(jī)械性能和高的性價(jià)比成為一種廣泛采用的復(fù)合材料。目前為了制備綜合性能優(yōu)異的玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料，關(guān)鍵是增加玻纖與樹脂基體之間的相互作用力，同時(shí)避免各種功能助劑之間的拮抗作用。因此，為了增加兩相之間作用力，聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐類相容劑被廣泛采用，然而此類相容劑中殘余的游離酸和馬來(lái)酸酐中的酸酐鍵引起體系呈現(xiàn)酸性，而降低了玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的耐候性。也有為了實(shí)現(xiàn)玻纖增強(qiáng)類材料的戶外使用，各類光穩(wěn)劑被用于此類復(fù)合材料體系，受阻胺類光穩(wěn)劑是一類高效的自由基捕獲劑，是光穩(wěn)劑的主要有效成分，但是受阻胺類光穩(wěn)劑呈弱堿性，這與玻纖增強(qiáng)體系的弱酸性存在拮抗作用，致使該類復(fù)合材料的機(jī)械性能和耐候性能均較差。

中國(guó)發(fā)明專利CN102329448A公布了一種玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，其中介紹了利用高堿玻纖增強(qiáng)增韌聚丙烯復(fù)合材料用于制備洗衣機(jī)的洗衣桶。這個(gè)復(fù)合材料具有優(yōu)異的機(jī)械性能，可以滿足洗衣機(jī)滾筒使用要求，但是該材料不具有耐候性，因此只可用于避光處制件使用。

中國(guó)發(fā)明專利CN101338051A公布了一種長(zhǎng)纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，材料是由聚丙烯、長(zhǎng)玻璃纖維、偶聯(lián)劑、相容劑等組成，制備方法是先將聚丙烯與輔助劑一起混合后，由擠出機(jī)擠出溶體，再將長(zhǎng)玻璃纖維引入溶體中進(jìn)行充分浸漬、包覆，最后出料得產(chǎn)品。該復(fù)合材料中因沒有添加光穩(wěn)劑或采用有效的抗紫外老化的方法，不具備抗紫外老化性能。?

中國(guó)發(fā)明專利CN101735513A公布了無(wú)堿短纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有優(yōu)異的機(jī)械性能，同時(shí)通過添加受阻胺類光穩(wěn)劑提高光穩(wěn)性能，但是由于相容劑的酸性和光穩(wěn)劑的堿性之間的拮抗用沒能徹底解決，而致使該類復(fù)合材料的機(jī)械性能和耐候性能均較差。

從上所述可知，如何實(shí)現(xiàn)玻纖復(fù)合材料具有優(yōu)異的機(jī)械性能的同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)耐候性能，則成為一個(gè)亟待解決的問題。而解決玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的耐候性問題，關(guān)鍵是改變此復(fù)合材料的酸性環(huán)境，而使其轉(zhuǎn)變?yōu)橹行曰蛉鯄A性環(huán)境，以提高玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的耐候性，還避免弱酸性光穩(wěn)定劑與相容劑的酸性存在拮抗作用。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種適用于工業(yè)化批量生產(chǎn)、具有優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度及耐候性的玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述耐候玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備方法。

???為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種耐候玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，所述復(fù)合材料是由下列組份按重量份構(gòu)成：聚丙烯：40-87份、玻璃纖維：10-40份、相容劑：2-7份、抗氧劑?：0.1-0.4份、光穩(wěn)定劑：0.1-1份、除酸劑：0.02-0.5份。

上述方案的優(yōu)選方案是，所述的聚丙烯為共聚聚丙烯，其在230℃/2.16Kg條件下的熔融指數(shù)大于10?g/10min，所述共聚聚丙烯中的乙烯含量為2-12?wt%。

所述玻璃纖維為無(wú)堿玻璃纖維，其直徑為8-15um，其堿金屬氧化物含量低，具有化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性能、強(qiáng)度都很好特點(diǎn)。?

所述的相容劑為聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐（PP-g-MAH）、聚丙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯（PP-g-GMA）、三元乙丙橡膠接枝馬來(lái)酸酐（EPDM-g-MAH）、三元乙丙橡膠接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯（EPDM-g-GMA）中的至少一種。????

所述的光穩(wěn)定劑是紫外線吸收劑和受阻胺類光穩(wěn)劑的混合物。