耐候型连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 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连续玻璃 纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] -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】
[0004] 为了克服上述缺陷，本发明提供了一种耐候型连续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。
[0005] 本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种耐候型连续玻璃纤维增 强聚丙烯复合材料，按重量百分比计，具有如下原料配方：连续纤维增强聚丙烯母粒20? 60%、改性光稳定剂母粒20?70%、第一聚丙烯树脂0?10%。
[0006] 作为本发明的进一步改进，所述连续纤维增强聚丙烯母粒的粒子长度不小于5mm， 且玻璃纤维含量为50%。
[0007] 作为本发明的进一步改进，所述改性光稳定剂母粒由下列重量百分比的原料制 成：第二聚丙烯树脂69?99. 6%、光稳定剂0. 2?15%、碱性化合物0. 1?15%、热稳定 剂0· 1?3%〇
[0008] 作为本发明的进一步改进，所述光稳定剂为紫外光稳定剂，其为邻轻基苯甲酸苯 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。
[0009] 作为本发明的进一步改进，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。
[0010] 作为本发明的进一步改进，所述热稳定剂选自酚类热稳定剂、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。
[0011] 本发明还提供了一种所述的耐候型连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方 法，包括如下制备步骤：
[0012] 步骤1 :将配方比的第二聚丙烯树脂、光稳定剂、碱性化合物和热稳定剂投入到双 螺杆挤出机中进行高温混合、熔融，并挤出造粒，得到所述的改性光稳定剂母粒，其中双螺 杆挤出机的熔融温度范围为180?300°C ;
[0013] 步骤2 :将配方比的连续纤维增强聚丙烯母粒、第一聚丙烯树脂、以及上述步骤1 中制备的改性光稳定剂母粒混合均匀，即得到所述的耐候型连续玻璃纤维增强聚丙烯复合 材料。
[0014] 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200? 250。。。
[0015] 本发明的有益效果是：相较于现有技术，本发明通过对原料配方进行优化创新，即 添加了由第二聚丙烯树脂、光稳定剂、碱性化合物和热稳定剂制成的改性光稳定剂母粒，所 述改性光稳定剂母粒的添加，不仅提高了复合材料的力学性能，还大大提升了复合材料的 耐候性能，从而具有广阔的市场前景和市场效益。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不限于这些实施 例。
[0017] 本发明中，所述光稳定剂主要用于中和材料中的自由基离子，减缓材料在紫外 光照射下的老化过程。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。
[0018] 所述碱性化合物主要用于中和相容剂（如连续纤维增强聚丙烯母粒中含有的相 容剂）中残留的酸性物质，以防止与紫外光稳定剂发生化学反应，影响材料的耐候效果。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。但本反明并不限于上述列出的碱性化合物，所有能与酸性物质在高温下反应的物 质均可使用。
[0019] 所述热稳定剂用于中止加工反应过程中及使用过程中产生的自由基，以达到阻止 产品降解的目的。所述热稳定剂选自酚类热稳定剂、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； 其中，酚类热稳定剂为双酚A、双酚C和2, 6-二叔丁基对甲酚中的至少一种；胺类热稳定剂 为苯基对苯二胺、二苯基对苯二胺、4-羟基十二烷酰替苯胺和4-羟基十八烷酰替苯胺中的 至少一种；亚磷酸酯类热稳定剂为亚磷酸三壬基苯酯、亚磷酸三苯酯和亚磷酸辛二苯酯中 的至少一种；半受阻酚类热稳定剂为1，3, 5-三甲基-2, 4, 6-三（3, 5-二叔丁基-4-羟基苄 基）苯和2, 2' -甲撑双（4-乙基-6-叔丁基苯酚）中的至少一种；杯芳烃类热稳定剂为对 叔丁基杯[4]芳径、对叔丁基杯[6]芳径和对叔丁基杯[8]芳径中的至少一种。
[0020] 实施例1?5均根据本发明所述的配方比及制备方法来制备所述的耐候型连续玻 璃纤维增强聚丙烯复合材料。
[0021] 实施例1 :
[0022] 本实施例步骤1中，所述的改性光稳定剂母粒按如下方法制备：
[0023] 将91. 7KG的接枝聚丙烯M2600R、1KG的光稳定剂邻羟基苯甲酸苯酯、0. 5KG的光 稳定剂2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、6. 2KG的碳酸钙（分析纯）、0. 4KG的热稳定剂双酚A 和0. 2KG的热稳定剂4-羟基十八烷酰替苯胺投入到双螺杆挤出机中进行高温混合、熔融， 并挤出造粒，得到所述的改性光稳定剂母粒，其中双螺杆挤出机的熔融温度范围为210°C， 使用较高温度的主要目的是：在高温下设备中化学反应发生的速度更快，更利于去除残留 接枝物。
[0024] 本实施例步骤2中，所述的耐候型连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料按如下方法 制备：
[0025] 将50KG的连续纤维增强聚丙烯母粒MB120H-7#、IOKG的第一聚丙烯树脂HP500N、 以及40KG的上述步骤1中所制备的改性光稳定剂母粒混合均勾，即得到所述的耐候型连续 玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。
[0026] 实施例2 :
[0027] 本实施例步骤1中，所述的改性光稳定剂母粒按如下方法制备：
[0028] 将90KG的接枝聚丙烯M2600R、0. 6KG的光稳定剂2-(2-羟基-5-甲基苯基）苯并 三氮唑、0. 4KG的光稳定剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、8. 4KG的氢氧化镁（分析纯）、 0. 4KG的热稳定剂对叔丁基杯[4]芳烃和0. 2KG的热稳定剂4-羟基十八烷酰替苯胺投入到 双螺杆挤出机中进行高温混合、熔融，并挤出造粒，得到所述的改性光稳定剂母粒，其中双 螺杆挤出机的熔融温度范围为230°C。
[0029] 本实施例步骤2中，所述的耐候型连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料按如下方法 制备：
[0030] 将60KG的连续纤维增强聚丙烯母粒MB120H-7#和40KG的上述步骤1中所制备的 改性光稳定剂母粒混合均匀，即得到所述的耐候型连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。
[0031] 实施例3:
[0032] 本实施例步骤1中，所述的改性光稳定剂母粒按如下方法制备：
[0033] 将85KG的接枝聚丙烯M2600R、7KG的光稳定剂单苯甲酸间苯二酚酯、