[发明专利]一种耐候阻燃增强聚丙烯复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种耐候阻燃增强聚丙烯复合材料及其制备方法与应用，该耐候阻燃增强聚丙烯复合材料包括以下组分：聚丙烯树脂，玻璃纤维，无卤阻燃剂，成炭剂，相容剂，表面酰氯化炭黑，抗氧剂，光稳定剂，吸酸剂，润滑剂，抗滴落剂。通过向玻纤增强聚丙烯材料体系中加入经表面改性得到的表面酰氯化炭黑，有效提高了复合材料的耐候性能，制备得到的聚丙烯复合材料同时具有优异的耐候性能和阻燃性能，在经过长时间光照后表面无明显发白现象，仍保持良好的表面外观；同时还具有优异的机械性能，可以广泛应用于制备充电桩零部件。

技术领域

本发明涉及高分子材料及其成型加工领域，具体涉及一种耐候阻燃增强聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

阻燃增强聚丙烯复合材料兼具优异的机械性能与阻燃性能，因而被广泛应用于家电、汽车、电动工具等行业。近年来在汽车电动化的趋势下，全球充电桩的数量呈爆发式的增长，成为阻燃增强聚丙烯复合材料新的一片应用领域。由于充电桩通常暴露在自然环境中，长期受到阳光暴晒，因此对零部件所用材料的耐候性能要求很高。然而常规阻燃增强聚丙烯复合材料在受到长时间光照后，表面的聚丙烯树脂基体会产生一定程度的降解，容易造成原本被包裹在树脂基体内的玻纤外露，最终导致产品发白。因此对于应用于充电桩零部件的阻燃增强聚丙烯复合材料，需要进行耐候性能的提升。

提升阻燃增强聚丙烯复合材料耐候性能的传统方法为在配方中添加光稳定剂和吸酸剂。例如已有专利公开了一种增强型无卤阻燃耐候聚丙烯材料，按一定比例复配使用光稳剂2020与光稳剂3808PP5以提高其在材料中的相容性与抗萃取性，同时添加氧化锌吸收紫外线与材料老化过程中产生的酸性物质，最终对阻燃增强聚丙烯复合材料的耐候性能起到了一定的提升作用。该方案虽然可以延长材料的光老化寿命，但当材料长时间在阳光下暴晒后，材料表面的光稳定剂和吸酸剂不断的消耗，材料的树脂基体仍然会产生一定的降解，造成一定程度的玻纤外露现象进而导致零部件发白，因此无法彻底解决阻燃增强聚丙烯复合材料在长时间阳光暴晒后发白的问题。

发明内容

为了克服现有技术中无法彻底解决阻燃增强聚丙烯复合材料在长时间阳光暴晒后发白的问题，本发明的目的在于提供一种耐候阻燃增强聚丙烯复合材料。该耐候阻燃增强聚丙烯复合材料具有优异的耐候性能，在经过长时间光照后表面无明显发白现象，仍保持良好的表面外观；同时还具有优异的机械性能和阻燃性能，可以应用于制备对耐候性能、机械性能及阻燃性能均要求较高的充电桩零部件。

本发明的另一目的在于提供上述耐候阻燃增强聚丙烯复合材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述耐候阻燃增强聚丙烯复合材料在制备充电桩零部件中的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种耐候阻燃增强聚丙烯复合材料，包括以下重量份数的组分：聚丙烯树脂20～72份，玻璃纤维25～40份，无卤阻燃剂15～30份，成炭剂5～10份，相容剂1～5份，表面酰氯化炭黑0.2～1份，抗氧剂0.1～1份，光稳定剂0.1～0.6份，吸酸剂0.1～1.5份，润滑剂0～0.5份，抗滴落剂0～0.5份。

本发明中在玻纤增强聚丙烯体系中，添加表面酰氯化炭黑进行改性。在共混加工过程中，一部分表面酰氯化炭黑与玻璃纤维可通过化学键进行偶联。当产品在受到长期光照，表面的树脂基体降解而引起部分玻璃纤维外露，玻璃纤维表面偶联的炭黑一方面能够减少外观上因玻纤外露产生的发白程度，另一方面也能通过吸收紫外线而减少周边树脂的进一步降解。同时本发明在配方中添加光稳定剂与吸酸剂，使得材料具备优异的耐候性能；并且表面酰氯化炭黑的引入对复合材料的机械性能与阻燃性能无明显负面影响，材料同时具备优异的机械性能与阻燃性能。