专利名称：：一种耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域：
：本发明属于工程塑料
技术领域：
，涉及一种耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
：近年来，针对聚丙烯树脂的各种改性技术发展很快，这也大大拓宽了聚丙烯材料的应用领域。不同的用途对材料的具体要求也不一样，对于聚丙烯材料来说，热氧老化性能是一项重要指标。未经过改性的聚丙烯的抗热氧老化性能差，在其贮存、加工和使用的各个过程中都可能发生性能的劣变，如泛黄、失去光泽、表面龟裂、力学性能大幅度下降等。聚丙烯材料的热氧化过程是通过典型的自由基引发链断机理进行的，在这一过程中，氢过氧化物是氧化反应的中间体，它继续分解成自由基，重新引发进一步热氧化。但是，氢过氧化物自分解成自由基的过程需要相当高的能量，此过程只有在较高的温度下才能进行。然而，在某些金属离子如Cu2+、Fe3+、Mn4+等的存在下，即使在室温条件下，由于这些金属离子的催化作用，氢过氧化物能很快分解成自由基，加速了聚烯烃的氧化。这种现象对于在使用过程中直接与铜等金属接触的产品来说尤为突出，因此，提高聚丙烯的抗铜害性，是聚丙烯材料研究的一个重要课题。专利CN200510026763.4公开了一种高抗热氧老化性能的玻纤增强聚丙烯材料，通过同时加入抗氧剂618、抗氧剂3114和抗氧剂DSTP来提高材料的抗热氧老化性。然而关于玻纤增强聚丙烯的耐铜害性研究却罕见报导。
发明内容本发明的目的是提供一种高抗铜害性的玻纤增强聚丙烯复合材料。本发明的另一个目的是提供上述玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法。为了获得高抗铜害性的玻纤增强聚丙烯复合材料，本发明采用高结晶聚丙烯作为基体，并添加耐铜害剂，具体由以下重量百分数计的原料组成聚丙烯60-65%;相容剂2-7%;复合抗氧剂0.7-2%;抗铜害剂0-0.2%加工助剂0.1-0.8%玻璃纤维30-35%。进一步地，所述的聚丙烯为均聚聚丙烯，优选高结晶的均聚聚丙烯，弯曲模量>1600MPa。所述的相容剂选自极性单体接枝聚合物，其中聚合物基体选自聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯与丁二烯的共聚物、乙烯_丙烯_丁二烯三元共聚物、乙烯_丙烯酸酯共聚物、苯乙烯_乙烯_丁烯_苯乙烯嵌段共聚物中的一种或者其混合物，极性单体选自马来酸酐及其类似物(例如柠康酸、柠康酸酐和乙烯基丁二酸酐)、丙烯酸及其酯类衍生物(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸环氧丙酯等)一种或其混合物。复合抗氧剂优选为A+B型，其中，A为四(D-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯，B为双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、抗氧剂300或抗氧剂1035。所述的抗铜害剂为具有酰肼结构的金属减活化剂，如抗铜剂MD1024或CDA-1。所述的加工助剂选自低分子酯类、硬脂酸复合酯类、酰胺类等的一种或其混合物。所述的玻璃纤维为3-5cm的短玻纤。本发明还提供了上述耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为先将聚丙烯、相容剂、复合抗氧剂、抗铜害剂和加工助剂在高混机中混合，经精密计量器喂入双螺杆挤出机，待挤出机中的料软化后，再将短玻纤经计量器加入挤出机，然后熔融挤出造粒，挤出温度为200220°C。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果本发明的聚丙烯与玻璃纤维界面粘结力强，制品力学性能优异，表面无明显浮纤现象；此外，由于耐害剂的酰肼结构会与铜离子螯合，降低了铜离子的活性，减弱了铜离子在聚丙烯氧化过程中的催化作用，大大提高了聚丙烯/玻纤体系的耐热老化能力和抗铜害性，从而使得本发明的制件在150°C的烘箱烘烤1000h，其力学性能几乎没有损失。具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步说明。实施例1—种耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料，由以下以百分数计的原料组成高结晶聚丙烯65%;相容剂2.1%;复合抗氧剂0.8%;加工助剂O.1%;玻璃纤维32%。所述的相容剂为甲基丙烯酸环氧丙酯接枝聚丙烯。所述的复合抗氧剂为A+B型，其中，A为0.4X四(D-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯；B由0.2%双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯和0.2%抗氧剂300组成。所述的加工助剂为乙撑双硬脂酸酰胺。所述的玻璃纤维为3-5cm的短玻纤。上述耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，具体步骤为先将聚丙烯、相容剂、复合抗氧剂和加工助剂在高混机中混合，经精密计量器喂入双螺杆挤出机，待挤出机中的料软化后，再将短玻纤经计量器加入挤出机，然后熔融挤出造粒，挤出温度为200-220°C。复合材料的力学性能测试结果见表l，其老化后的拉伸强度见表2。实施例2—种耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料，由以下以百分数计的原料组成高结晶聚丙烯60%;相容剂7%;复合抗氧剂2%;抗铜害剂0.2%;加工助剂0.8%;玻璃纤维30%。所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。所述的复合抗氧剂为A+B型，其中，A为1%四(D-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯；B由0.5%双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二磷酸酯和O.5%抗氧剂1035组成。所述的抗铜害剂为具有酰肼结构的高效金属减活化剂。所述的加工助剂为防纤维外露剂。所述的玻璃纤维为3-5cm的短玻纤。上述耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，具体步骤为先将聚丙烯、相容剂、复合抗氧剂、抗铜害剂和加工助剂在高混机中混合，经精密计量器喂入双螺杆挤出机，待挤出机中的料软化后，再将短玻纤经计量器加入挤出机，然后熔融挤出造粒，挤出温度为200220°C。复合材料的力学性能测试结果见表l，其老化后的拉伸强度见表2。实施例3—种耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料，由以下以百分数计的原料组成高结晶聚丙烯62.5%;相容剂3.5%;复合抗氧剂1.4%;抗铜害剂O.1%;加工助剂0.5%;玻璃纤维32%。所述的相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯_乙烯_丁烯_苯乙烯嵌段共聚物。所述的复合抗氧剂为A+B型，其中，A为0.7X四(D-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯；B为0.7X双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸。所述的抗铜害剂为具有酰肼结构的高效金属减活化剂。所述的加工助剂为0.2%乙撑双硬脂酸酰胺和0.3%防纤维外露剂。所述的玻璃纤维为3-5cm的短玻纤。上述耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，具体步骤为先将聚丙烯、相容剂、复合抗氧剂、抗铜害剂和加工助剂在高混机中混合，经精密计量器喂入双螺杆挤出机，待挤出机中的料软化后，再将短玻纤经计量器加入挤出机，然后熔融挤出造粒，挤出温度为200220°C。复合材料的力学性能测试结果见表l，其老化后的拉伸强度见表2。实施例4—种耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料，由以下以百分数计的原料组成高结晶聚丙烯63%;相容剂3.5%;复合抗氧剂0.7%;抗铜害剂0.2%;加工助剂0.6%;玻璃纤维32%。所述的相容剂为甲基丙烯酸接枝聚丙烯。所述的复合抗氧剂为A+B型，其中，A为0.3%四(D-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯；B由0.2%抗氧剂300和0.2%抗氧剂1035组成。所述的抗铜害剂为具有酰肼结构的高效金属减活化剂。所述的加工助剂为乙撑双硬脂酸酰胺。所述的玻璃纤维为3-5cm的短玻纤。上述耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，具体步骤为先将聚丙烯、相容剂、复合抗氧剂、抗铜害剂和加工助剂在高混机中混合，经精密计量器喂入双螺杆挤出机，待挤出机中的料软化后，再将短玻纤经计量器加入挤出机，然后熔融挤出造粒，挤出温度为200220°C。复合材料的力学性能测试结果见表l，其老化后的拉伸强度见表2。实施例1-4所得试样的力学性能测试结果如表1所示。几种配方的玻纤增强聚丙烯复合材料均具有较优异的力学性能，表面无明显浮纤现象且制品的收縮率和翘曲变形较小。表2列出了复合材料老化后的拉伸强度。具体的测试方法如下将拉伸样条的中间部位夹上铜片，放入温度设置为15(TC的老化实验箱中加速老化，在不同的时间段取出，观察样片与铜片接触面的变化情况，并测试其拉伸强度。表1玻纤增强聚丙烯的力学性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求一种耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下以百分数计的原料组成聚丙烯60-65％；相容剂2-7％；复合抗氧剂0.7-2％；抗铜害剂0-0.2％加工助剂0.1-0.8％玻璃纤维30-35％。2.如权利要求1所述的耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的聚丙烯为均聚聚丙烯，弯曲模量>1600MPa。3.如权利要求1所述的耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的相容剂选自极性单体接枝聚合物，其中聚合物基体选自聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯与丁二烯的共聚物、乙烯_丙烯_丁二烯三元共聚物、乙烯_丙烯酸酯共聚物、苯乙烯_乙烯_丁烯_苯乙烯嵌段共聚物中的一种或者其混合物，极性单体选自马来酸酐或其类似物、丙烯酸或其酯类衍生物中的一种或其混合物。4.如权利要求1所述的耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述马来酸酐类似物为柠康酸、柠康酸酐或乙烯基丁二酸酐。5.如权利要求1所述的耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述丙烯酸酯类衍生物为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸环氧丙酯。6.如权利要求1所述的耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的复合抗氧剂为A+B型，其中，A为四(D-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯，B为双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、抗氧剂300或抗氧剂1035。7.如权利要求1所述的耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的抗铜害剂为具有酰肼结构的金属减活化剂。8.如权利要求1所述的耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的加工助剂选自低分子酯类、硬脂酸复合酯类、酰胺类中的一种或其混合物。9.如权利要求1所述的耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的玻璃纤维为3-5cm短玻纤。10.如权利要求1所述的耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为先将聚丙烯、相容剂、复合抗氧剂、抗铜害剂和加工助剂在高混机中混合，经精密计量器喂入双螺杆挤出机，待挤出机中的料软化后，再将短玻纤经计量器加入挤出机，然后熔融挤出造粒，挤出温度为200220°C。聚丙烯相容剂复合抗氧剂抗铜害剂加工助剂玻璃纤维全文摘要本发明涉及一种耐铜害玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，由以下重量百分数计的原料组成聚丙烯60-65％；相容剂2-7％；复合抗氧剂0.7-2％；抗铜害剂0-0.2％；加工助剂0.1-0.8％；玻璃纤维30-35％。其制备方法为先将聚丙烯、相容剂、复合抗氧剂、抗铜害剂和加工助剂在高混机中混合，经精密计量器喂入双螺杆挤出机，待挤出机中的料软化后，再将短玻纤经计量器加入挤出机，然后熔融挤出造粒，挤出温度为200～220℃。本发明的聚丙烯与玻璃纤维界面粘结力强，制品力学性能优异，无明显表面浮纤现象，同时具有优异的耐热老化性和抗铜害性，在150℃的烘箱烘烤1000h，其力学性能几乎没有损失。文档编号C08L23/00GK101698725SQ200910193699公开日2010年4月28日申请日期2009年11月6日优先权日2009年11月6日发明者叶南飚,李晟,李永华,杨燕,王灿耀,罗忠富,陈瑶,黄达申请人:金发科技股份有限公司;上海金发科技发展有限公司;绵阳东方特种工程塑料有限公司