[发明专利]耐候型玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯复合材料的加工技术领域，尤其涉及一种耐候型玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯材料作为五大通用塑料之一，在日常生活及工农业生产中具有广泛的应用，如应用于家电外壳、洗衣机滚筒、电动工具等。但随着工业化的发展，如何降低成本成为很多公司开发新产品所竭力追求的目标，因此，一些之前常用的工程塑料制件慢慢地被玻璃纤维增强聚丙烯复合材料制件所取代。

一般情况下，我们为了提高聚丙烯材料的耐候性能，通常会在配方中加入抗紫外剂，但由于在玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的生产过程中还需要加入相容剂，对相容剂而言，一方面，其本身不稳定，容易老化；另一方面，相容剂呈现酸性，易与常用的抗紫外剂发生反应，降低甚至抵消抗紫外线效果，从而使聚丙烯材料在光线直射下过早地老化，一般地，如果有光线，即使是在室内光线直射下超过1000小时，聚丙烯材料表面颜色即会有明显变化，如果在阳光下连续直射超过1000小时或在室外使用一年，材料表面即会粉化，严重影响聚丙烯材料的使用寿命。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种耐候型玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法，该制备方法简单、操作安全，并且经该制备方法制得的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料不仅具有优异的力学性能，还具有优异的耐候性能。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种耐候型玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，按重量百分比计，具有如下原料配方：聚丙烯树脂50～84％、低残留物含量的相容剂5～10％、玻璃纤维10～40％、第一热稳定剂0.4～1％、光稳定剂0.1～1％、加工助剂0.3～1％；

其中，所述低残留物含量的相容剂为极性单体接枝聚合物型相容剂通过碱性处理制备而成。

作为本发明的进一步改进，所述低残留物含量的相容剂由下列重量百分比的原料制成：极性单体接枝聚合物型相容剂97.8～99.5％、碱性化合物0.3～1.7％、第二热稳定剂0.2～0.5％。

作为本发明的进一步改进，所述极性单体接枝聚合物型相容剂的基体为聚乙烯、聚丙烯和乙烯-α-乙烯-辛烯共聚物中的至少一种；所述极性单体接枝聚合物型相容剂的极性单体为马来酸酐及其类似物和丙烯酸及其酯类衍生物中的至少一种；

所述碱性化合物为碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化锌、碳酸氢钠、碳酸钠和碳酸钾中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，所述极性单体接枝聚合物型相容剂的极性单体为马来酸酐。

作为本发明的进一步改进，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。

作为本发明的进一步改进，所述第一热稳定剂和第二热稳定剂分别选自酚类热稳定剂、胺类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂、半受阻酚类热稳定剂、杯芳烃类热稳定剂和硫代二丙酸二月桂酯热稳定剂中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，所述光稳定剂为紫外光稳定剂，其为邻羟基苯甲酸苯酯、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三氮唑、2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3,5-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑和单苯甲酸间苯二酚酯中的至少一种；

所述加工助剂为低分子酯类加工助剂、金属皂类加工助剂、硬脂酸复合酯类加工助剂和酰胺类加工助剂中的至少一种。

本发明还提供了一种所述的耐候型玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，所述工艺包括如下步骤：

步骤1：将配方比的极性单体接枝聚合物型相容剂、碱性化合物和第二热稳定剂投入到双螺杆挤出机中进行高温混合、熔融，并挤出造粒，得到所述的低残留物含量的相容剂，其中双螺杆挤出机的熔融温度范围为180～300℃；

步骤2：将配方比的聚丙烯树脂、第一热稳定剂、光稳定剂、加工助剂、以及上述步骤1中制备的所述低残留物含量的相容剂一起加入混合设备中进行均匀混合；再将得到的混合物和玻璃纤维进行熔融混炼，并通过造粒或粉碎的加工方式得到所述的耐候型玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。

作为本发明的进一步改进，步骤1中，所述双螺杆挤出机的熔融温度范围为230～270℃；

步骤2中，所述混合设备为享舍尔混合机、V型混合机、螺带式混合机、螺带式混合机和滚筒式混合机中的任意一种；

步骤2中，混合物和玻璃纤维于螺杆挤出机中或捏合机中或班伯里混合机中进行熔融混炼。