本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种增强型无卤阻燃耐候聚丙烯材料及其制备方法与用途。
背景技术：
聚丙烯(pp)是五大通用塑料品种之一，具有密度小、易加工、耐化学腐蚀、电绝缘性好等优良特性；然而pp同时又具有成型收缩率大、强度低、低温韧性不高、户外使用易粉化且易燃的缺点，这就限制了它在某些特定场合的应用。玻纤的适当引入能在提高聚丙烯强度的同时降低其收缩率，因而玻璃纤维增强pp最近也得到了越来越广泛的应用。但在有增强要求的同时又有阻燃要求的场合下使用仍然受到限制，特别是在一些同时有耐候要求的户外部件上更是难以得到应用。针对防火pp材料，传统的溴系阻燃剂虽有明显的阻燃效果却会牺牲很多材料的力学性能，并且在火灾发生时会产生大量烟雾危害人们的身体健康，卤系阻燃体系正在被无卤阻燃体系取代。
因此，为拓展pp的应用范围，研制高强度无卤阻燃并且具有优良耐候性能的改性pp就具有很高的实用价值。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种增强型无卤阻燃耐候聚丙烯材料及其制备方法与用途，本发明同时解决了普通聚丙烯材料的增强、阻燃及耐候问题，最终产品经注塑在路灯外壳上得以应用。
为此，本发明采用以下技术方案来实现：
一种增强型阻燃耐候聚丙烯材料，其由下述原材料按重量份制备而成：
进一步方案，所述的聚丙烯为熔融指数为10-20g/10min的均聚聚丙烯。
所述的玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维。
所述的无卤氮磷系阻燃剂为epfr-110a、hf-800a或hf-801a。
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫酸酯类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的混合物。
优选的，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂dstp与抗氧剂168的混合物或是抗氧剂1010、抗氧剂dstdp与抗氧剂168的混合物，三者的质量比例为1：1：1～1：3：3。
所述的光稳定剂为光稳剂2020与光稳剂3808pp5按质量比为1：2-3：2组成的混合物。
所述的氧化锌指纯度为99.5％以上的电子级氧化锌。
本发明的第二个发明目的是提供上述一种增强型无卤阻燃聚丙烯材料的制备方法，将聚丙烯42～70份、无卤氮磷系阻燃剂22～30、氧化锌0.5～0.8份、抗氧剂0.6～1.5份、光稳定剂0.2～0.5份、pp-g-mah3-8份、ptfe0.2份用高混机混合10分钟后，加入双螺杆挤出机，同时，玻璃纤维5～20份通过侧喂料口加入双螺杆挤出机，控制双螺杆挤出机的料筒温度在180～220℃范围内，经混合挤出并切粒。
本发明的第三个发明目的是提供上述一种增强型无卤阻燃聚丙烯材料的用途，所述增强型无卤阻燃聚丙烯材料用作路灯外壳材料。
本发明利用无碱短切玻纤的高强度及无卤阻燃剂的优势，得到增强型的无卤阻燃材料；同时根据体系特点，选用两种耐酸的高分子量型且具有协同作用的受阻胺类光稳剂，实现材料的耐候功能。
本发明使用低烟低毒的氮磷系无卤阻燃剂，最终材料密度比普通卤素阻燃产品要低10％，材料韧性保持率也更高。同时，该类阻燃剂在对抗光致老化方面也优于普通卤素阻燃剂。
本发明中的抗氧剂选择由抗氧剂1010、抗氧剂dstp(或抗氧剂dstdp)与抗氧剂168的混合物，其中抗氧剂1010作为主抗氧剂在加工和后期使用过程中能抑制烷氧自由基的生长，阻断材料的进一步变质，抗氧剂168作为辅助抗氧剂起到在加工过程中抑制材料分解产生的氢过氧化物生长的作用，而硫酯类抗氧剂dstp或dstdp则是在在产品后期的使用过程中起到提高热稳定性的作用。
光稳定剂的主要作用是分解氢过氧化物，抑制材料的进一步老化；然而，普通光稳剂的碱性偏高，对本体系不适用，在产品长期光热老化过程中也容易析出。本发明中选择的光稳剂2020和3808pp5均为高分子量低碱性受阻胺类光稳剂，这类光稳剂能将非常高的光稳定性和长效热稳定性，另外，其颜色干扰最小，并能改善熔体流动速率控制等。本申请加入光稳剂2020与光稳剂3808pp5按质量比为1：2-3：2组成的混合物，起到非常好的协同作用，在聚合物中表现出优异的相容性和抗萃取性，与普通的紫外线吸收剂与光稳剂联用体系相比，耐候效果有明显优势。
氧化锌属于两性氧化物并且对紫外线有吸收能力。在本发明中应用的主要目的则是起到中和材料在后期老化过程中产生的酸性物质。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术特点，下面通过实例对本发明作进一步的说明。
表1为实施例1～4各组分及其占重量的百分比。
在制备时，将玻纤以外的各种原料与助剂预先用高混机混合10分钟，混合物加入双螺杆挤出机，然后将玻纤通过侧喂料口加入，控制双螺杆挤出机的料筒温度在180～220℃范围内，最终熔融产品经过模头挤出过水冷却并造粒。
表1：
将实施例1-4制得的组合物在200-230℃条件下注塑成样件，然后在氙灯老化箱中用0.55w/m2、340nm的灯管连续照射1000小时，黑板温度65℃，干态条件。
耐候性能通过色差值⊿e和力学性能保持率进行判断。关键机械性能通过拉伸强度、弯曲模量及冲击强度来衡量，依照iso标准中各项相应的要求进行。实施例各项性能测试结果如表2所示。
表2：
从上表可看出，本发明实施例1～4制备的材料的力学性能、阻燃性能及耐候性能相比于对比例1、2均有显著的提高，适用于路灯外壳材料。同时也说明本发明中各组分之间都得到了完美统一、体现出各主辅料合理选用的重要性及不同助剂协同作用的有益效果。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。