本发明专利技术公开一种抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法，材料由以下组分组成：聚丙烯、玻璃纤维、金属钝化剂、硅酮母粒、相容剂、抗氧剂、光稳定剂、成核剂和润滑剂。本发明专利技术利用功能添加剂之间的协同抗热氧老化作用，配合金属钝化剂抑制金属离子对材料基体的老化催化，使得带金属嵌件材料抗热氧老化性能显著提高；本发明专利技术制得的增强聚丙烯具有抗长期热氧老化，150℃/1500h热氧老化后性能保留率＞85%的优点，针对带金属嵌件注塑材料能够消除金属离子对聚合物基体的催化老化影响，解决了增强聚丙烯产品在汽车、家电、电子材料领域应用环境受限、长期使用性能大幅衰减的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子
，具体涉及一种抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯PP已经广泛应用于汽车、家用电器、电子电器等行业，随着各行业的不断发展壮大，PP复合材料的应用也不断深入和延伸，玻纤增强PP材料是具有高强度，尺寸稳定好，是一种高强度材料，即在添加玻璃纤维增强后，大大提高其机械性能、耐热性和尺寸稳定性。在实际应用中可以以塑代钢和取代增强工程塑料，满足高强结构制件、汽车、家电等领域的使用要求。但是由于PP材料分子链中含有叔碳原子，极易受热、氧、光等外界因素而引发分解，在制件长期使用过程中，均可能受到热氧攻击而逐渐降解。目前市面上各类抗氧剂层出不穷，通用产品往往只具备有短期抗热氧效果，随着产品种类的不断细分，其使用环境的不断变化使得对材料的要求也日益严格，塑料材料也被赋予新的“使命”，对于长期暴露在热氧环境中带金属嵌件的塑料结构件和功能件来说，其在环境中的性能保留率高低直接影响制件使用寿命，因此，研究和提高材料抗长期热氧老化性能显得尤为重要。
技术实现思路
为应对现有技术的不足，本专利技术提供一种抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法。其技术方案如下：一种抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于：由以下组分按重量份数组成：进一步的，所述聚丙烯为间规聚丙烯、无规聚丙烯中的至少一种。进一步的，所述玻璃纤维为直径为10-14μm，长度为3.0-4.5mm的玻璃纤维短切原丝；所述硅酮母粒是以HDPE为载体，其中硅化合物含量为50-65wt％。进一步的，所述抗氧剂包括DSTP，还包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；其中所述DSTP为0.4-0.7份。进一步的，所述金属钝化剂为N，N’-二取代肼类化合物、腙类化合物、芳酰肼化合物中的至少一种；所述N，N’-二取代肼类化合物由芳香族酰肼与受阻酚双取代脂肪酸反应制得；所述腙类化合物由芳香醛与芳香族酰肼反应得到；所述芳酰肼化合物由芳香族二羧酸的酰肼与脂肪酰氯反应生成。进一步的，所述相容剂为接枝率1.5-2.0％的聚丙烯接枝马来酸酐。进一步的，所述的光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，所述成核剂为α成核剂。进一步的，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸盐、乙撑双硬脂酰胺、接枝乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。本专利技术的另一个目的在于提供一种抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：按照配比称取聚丙烯、相容剂、光稳定剂、成核剂、抗氧剂、润滑剂、硅酮母粒和金属钝化剂，一起加入通有氮气保护的混合机中高速混合2-10min，得到混合物料；在氮气保护下，将混合物料投入双螺杆挤出机中熔融，再从挤出机的侧喂料口加入玻璃纤维30-50份，经挤出、造粒制得抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料。进一步的，所述双螺杆挤出机的机筒温度为205-220℃，螺杆转速为400-600r/min，真空度为-0.04～-0.1MPa。本专利技术的有益之处在于：1、本专利技术中各类功能助剂均在材料的加工以及长期使用过程中起到不同作用，且相互之间能够产生协同效应。特别地，考虑到在热环境中金属离子容易催化引起氧化反应而加速材料老化，金属钝化剂的选用添加也尤为重要。2、本专利技术中相容剂接枝率在1.5-2.0％，能够保证玻纤与基材有更多的结合点，且不得有游离马来酸酐残留，主要是因为较高的单体残留量会影响到相容剂初始阶段的分解温度，进而对使用相容剂的材料体系在长期较高使用温度下产生影响，促使破坏PP的分子链结构。3、短切玻璃纤维长径比越大，材料的力学性能越优异。4、受阻胺光稳定剂除具有优异的防光老化作用外，同时具有极其优越的防热氧老化作用，受阻胺光稳定剂在材料中产生氮氧自由基，氮氧自由基与酚类抗氧剂发生协同作用，消除老化过程中的自由基，从而阻止氧化连反应，延长了材料的粉化时间。5、针对长期在热氧环境中使用的材料而言，普通的抗氧剂无法在高温环境下发挥长期有效作用，DSTP中的硫桥在高温下的活性更高，能够有效地分解聚合物氢过氧化物，使之转化为稳定的产物，给予聚合物苛刻条件下的热氧老化和颜色稳定保护。6、成核剂的作用主要在于提高和完善材料的结晶度，球晶晶粒更加细化，球晶间的界面基本消失，晶体密度增加，晶体更加致密从而表面也更加致密，更完善的晶型结构能够起到阻隔氧气向材料内部的渗透作用，能够有效降低氧气与热量从材料表面向内部自由扩散的几率，提高材料的热氧老化性能。7、硅酮母粒添加后在加工成型过程中于材料表面形成一层润滑层，有效降低材料表面的摩擦系数，对于PP+GF材料而言，脱模不顺会导致材料脱模过程承受一定外界作用力，从而产生内应力，在长期使用过程中存在内应力部分容易出现应力开裂和性能衰减。8、对于金属嵌件注塑材料而言，塑料直接与金属件长期接触，在长期热氧环境中金属离子能够加速材料基体降解，金属钝化剂能够抑制金属离子对塑料材料的催化活性，其与抗氧剂复配使用能够延长材料的氧化诱导期和耐老化寿命，效果显著优于单用抗氧剂。本专利技术金属嵌件注塑专用长效抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料是采用通用的PP基材、玻璃纤维、成核剂、相容剂、DSTP、润滑剂、抗氧剂及金属钝化剂制得，其原材料易得并可直接用于工业化生产。金属嵌件注塑专用长效抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料通过添加金属钝化剂，能够针对性地应用于带金属嵌件注塑的材料中，有效解决因为金属离子的催化老化作用而引发的加速降解。抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料抗热氧老化性能优异，能够推广应用于在长期热氧环境中使用的产品。本专利技术采用玻纤增强聚丙烯材料作为主体，并加入短切玻纤以及各类功能助剂，通过双螺杆挤出制得。本专利技术利用功能添加剂之间的协同抗热氧老化作用，配合金属钝化剂抑制金属离子对材料基体的老化催化，使得带金属嵌件材料抗热氧老化性能显著提高；本专利技术制得的增强聚丙烯具有抗长期热氧老化，150℃/1500h热氧老化后性能保留率＞85％的优点，针对带金属嵌件注塑材料能够消除金属离子对聚合物基体的催化老化影响，解决了增强聚丙烯产品在汽车、家电、电子材料领域应用环境受限、长期使用性能大幅衰减的问题。具体实施方式为更好理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术作进一步描述，以下实施例仅是对本专利技术进行说明而非对其加以限定。实施例1本实施例中的抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料的制备方法包括以下步骤：按重量配比称取间规聚丙烯64份、接枝率为1.5％的聚丙烯接枝马来酸酐4份、受阻胺类光稳定剂0.1份、DSTP0.4份、α成核剂0.15份、受阻酚类抗氧剂0.4份、聚乙烯蜡0.3份、硅酮母粒0.4份和腙类化合物0.5份，一起加入通有氮气保护的混合机中高速混合2min，得到混合物料；在氮气保护下，将混合物料投入双螺杆挤出机中熔融，再从挤出机的侧喂料口加入直径为10μm，长度为3.0mm的玻璃纤维短切原丝30份，经挤出、造粒制得抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料；其中，硅酮母粒以HDPE为载体，硅化合物含量为50wt％，双螺杆挤出机的机筒温度为210℃，螺杆转速为450r/min，真空度为-0.04MPa。实施例2本实施例中的抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料的制备方法包括以下步骤：按重量配比称取无规聚丙烯40份、接枝率1.7％的聚丙烯接枝马来酸酐5份、受阻胺类光稳定剂0.3份、DSTP0.6本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于：由以下组分按重量份数组成：聚丙烯 40‑70份；玻璃纤维 30‑50份；金属钝化剂 0.2‑0.8份；硅酮母粒 0.4‑1份；相容剂 4‑8份；抗氧剂 0.8‑1.6份；光稳定剂 0.1‑0.5份；成核剂 0.1‑0.4份；润滑剂 0.2‑0.5份。
【技术特征摘要】
1.一种抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于：由以下组分按重量份数组成：聚丙烯40-70份；玻璃纤维30-50份；金属钝化剂0.2-0.8份；硅酮母粒0.4-1份；相容剂4-8份；抗氧剂0.8-1.6份；光稳定剂0.1-0.5份；成核剂0.1-0.4份；润滑剂0.2-0.5份。2.根据权利要求1所述的抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于：所述聚丙烯为间规聚丙烯、无规聚丙烯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于：所述玻璃纤维为直径为10-14μm，长度为3.0-4.5mm的玻璃纤维短切原丝；所述硅酮母粒是以HDPE为载体，其中硅化合物含量为50-65wt%。4.根据权利要求1所述的抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于：所述抗氧剂包括DSTP，还包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；其中所述DSTP为0.4-0.7份。5.根据权利要求1所述的抗热氧老化玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于：所述金属钝化剂为N，N’-二取代肼类化合物、腙类化合物、芳酰肼化合物中的至少一种；所述N，N’-二取代肼类化合物由芳香族酰肼与受阻酚双取代脂肪酸反应制得；所述腙类化合物由芳香醛与芳香族酰肼...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕志勇，邢纪普，任东方，李荣群，李春忠，张玲，王庚超，
申请(专利权)人：会通新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34
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