耐候玻璃纤维增强聚乙醇酸复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及高分子复合材料技术领域，提供了一种耐候玻璃纤维增强聚乙醇酸复合材料及其制备方法和应用。所述耐候玻璃纤维增强聚乙醇酸复合材料包括内芯材料和至少一层外层材料；所述内芯材料包括第一聚乙醇酸树脂、玻璃纤维和第一助剂，所述玻璃纤维从所述内芯材料的一端连续延伸至其相对端；所述外层材料包裹所述内芯材料，所述外层材料包括第二聚乙醇酸树脂和第二助剂，所述第二助剂包括耐候母粒。本发明专利技术的耐候玻璃纤维增强聚乙醇酸复合材料基于多模块体系设计，可使高含量的玻璃纤维在聚乙醇酸中均匀分散，大幅提升复合材料的性能；并通过添加耐候母粒提高复合材料的耐候性，提供了一种良好的力学性能和耐候性能的可自然降解的聚乙醇酸复合材料。自然降解的聚乙醇酸复合材料。自然降解的聚乙醇酸复合材料。

【技术实现步骤摘要】
耐候玻璃纤维增强聚乙醇酸复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子复合材料领域，更具体地说，是涉及一种耐候玻璃纤维增强聚乙醇酸复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚乙醇酸(PGA)是一种具有优异的力学性能、耐热性、气体阻隔性的生物可降解材料。PGA使用一定时间后逐渐降解成水和二氧化碳，对人体、动植物及自然环境无害，在石油开采、工业生产、可降解包装材料、一次性用具及医用卫生等领域具有良好的应用前景。但是PGA的抗冲击强度较低，且耐候性能也不太理想，很难直接将纯PGA应用在对耐候性和抗冲击强度有较高要求的场合。往往需要对聚乙醇酸进行共混改性来提高其耐候性和抗冲击强度。现有技术中尚未公开PGA的耐候功能化研究。
[0003]如需应用在对耐候性和抗冲击强度有较高要求的场合，现有的PGA材料很难满足使用要求。因此，开发一种新型的耐候玻璃纤维增强聚乙醇酸复合材料具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种耐候玻璃纤维增强聚乙醇酸复合材料及其制备方法和应用。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：
[0006]第一方面，本专利技术提出了一种耐候玻璃纤维增强聚乙醇酸复合材料，包括内芯材料和至少一层外层材料；所述内芯材料包括第一聚乙醇酸树脂、玻璃纤维和第一助剂，所述玻璃纤维从所述内芯材料的一端连续延伸至其相对端；所述外层材料包裹所述内芯材料，所述外层材料包括第二聚乙醇酸树脂和第二助剂，所述第二助剂包括耐候母粒。
[0007]作为本专利技术提供的复合材料的一个优选方案，所述复合材料中，第一聚乙醇酸树脂用量以100重量份计，玻璃纤维的用量为10
‑
200重量份，优选为10
‑
150重量份，更优选为20
‑
150重量份；
[0008]和/或，第一聚乙醇酸树脂用量以100重量份计，第二聚乙醇酸树脂的用量为1
‑
100重量份，优选10
‑
100重量份，更优选50
‑
100重量份；
[0009]和/或，第二聚乙醇酸树脂用量以100重量份计，耐候母粒的用量为2
‑
50重量份，优选5
‑
30重量份。
[0010]作为本专利技术提供的复合材料的另一个优选方案，所述耐候母粒为生物基弹性体负载复合耐候母粒，所述生物基弹性体负载复合耐候母粒包括抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂、抗迁移剂、生物基弹性体和分散剂；
[0011]优选的，生物基弹性体用量以100重量份计，抗氧剂的含量为0.01
‑
1重量份，紫外吸收剂的含量为0.1
‑
2重量份，光稳定剂的含量为0.1
‑
2重量份，抗迁移剂的含量为0.01
‑
10重量份，分散剂的含量为0.1
‑
10重量份；
[0012]更优选的，生物基弹性体用量以100重量份计，抗氧剂的含量为0.01
‑
1重量份，紫
外吸收剂的含量为0.1
‑
2重量份，光稳定剂的含量为0.1
‑
2重量份，抗迁移剂的含量为0.01
‑
10重量份，分散剂的含量为0.5
‑
5重量份。
[0013]作为本专利技术提供的复合材料的另一个优选方案，
[0014]所述抗氧剂选自2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲基苯酚(抗氧剂BHT)、叔丁基对苯二酚(抗氧剂TBHQ)、1,1,3
‑
三(2
‑
甲基
‑
4羟基
‑5‑
叔丁基苯基)丁烷(抗氧剂CA)、四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、2,2
’‑
亚甲基双(4
‑
甲基
‑6‑
叔丁基苯酚)(抗氧剂2246)、4,4
’‑
硫代双
‑
[3
‑
甲基
‑6‑
叔丁基苯酚](抗氧剂300)、2,2
’‑
硫代双
‑
[4
‑
甲基
‑6‑
叔丁基苯酚](抗氧剂2246
‑
S)、1,3,5
‑
二[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酰]‑
六氢均三嗪(抗氧剂3114)、N,N
’‑
二(β
‑
萘基)对苯二胺(抗氧剂DNP)、N,N
’‑
二苯基对苯二胺(抗氧剂PPD)、N
‑
苯基
‑
N
’‑
环己基对苯二胺(抗氧剂4010)、硫代二丙酸二月桂酯(抗氧剂DLTP)、2
‑
巯基苯并咪唑(抗氧剂MB)、2
‑
巯基苯并噻唑(抗氧剂MBT)、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三壬基苯酯、三[2,4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、二缩三乙二醇双[β
‑
(3
‑
叔丁基
‑4‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)丙酸酯](抗氧剂245)、抗氧剂Chinox 20N中的至少一种；优选的，所述抗氧剂选自2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲基苯酚(抗氧剂BHT)、叔丁基对苯二酚(抗氧剂TBHQ)、三[2.4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯、四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二缩三乙二醇双[β
‑
(3
‑
叔丁基
‑4‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)丙酸酯](抗氧剂245)、抗氧剂Chinox 20N中的至少一种；
[0015]和/或，所述抗氧剂为质量比1:2
‑
2:1，优选1:1的受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂；优选的，所述受阻酚类抗氧剂为四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)和/或二缩三乙二醇双[β
‑
(3
‑
叔丁基
‑4‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)丙酸酯](抗氧剂245)；所述亚磷酸酯类抗氧剂为三[2.4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)；
[0016]和/或，所述紫外吸收剂选自2
‑
(2
‑
羟基
‑
3,5
‑
二叔丁基苯基)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐候玻璃纤维增强聚乙醇酸复合材料，其特征在于，包括内芯材料和至少一层外层材料；所述内芯材料包括第一聚乙醇酸树脂、玻璃纤维和第一助剂，所述玻璃纤维从所述内芯材料的一端连续延伸至其相对端；所述外层材料包裹所述内芯材料，所述外层材料包括第二聚乙醇酸树脂和第二助剂，所述第二助剂包括耐候母粒。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料中，第一聚乙醇酸树脂用量以100重量份计，玻璃纤维的用量为10
‑
200重量份，优选为10
‑
150重量份，更优选为20
‑
150重量份；和/或，第一聚乙醇酸树脂用量以100重量份计，第二聚乙醇酸树脂的用量为1
‑
100重量份，优选10
‑
100重量份，更优选50
‑
100重量份；和/或，第二聚乙醇酸树脂用量以100重量份计，耐候母粒的用量为2
‑
50重量份，优选5
‑
30重量份。3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述耐候母粒为生物基弹性体负载复合耐候母粒，所述生物基弹性体负载复合耐候母粒包括抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂、抗迁移剂、生物基弹性体和分散剂；优选的，生物基弹性体用量以100重量份计，抗氧剂的含量为0.01
‑
1重量份，紫外吸收剂的含量为0.1
‑
2重量份，光稳定剂的含量为0.1
‑
2重量份，抗迁移剂的含量为0.01
‑
10重量份，分散剂的含量为0.1
‑
10重量份；更优选的，生物基弹性体用量以100重量份计，抗氧剂的含量为0.01
‑
1重量份，紫外吸收剂的含量为0.1
‑
2重量份，光稳定剂的含量为0.1
‑
2重量份，抗迁移剂的含量为0.01
‑
10重量份，分散剂的含量为0.5
‑
5重量份。4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述抗氧剂选自2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲基苯酚、叔丁基对苯二酚、1,1,3
‑
三(2
‑
甲基
‑
4羟基
‑5‑
叔丁基苯基)丁烷、四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2,2
’‑
亚甲基双(4
‑
甲基
‑6‑
叔丁基苯酚)、4,4
’‑
硫代双
‑
[3
‑
甲基
‑6‑
叔丁基苯酚]、2,2
’‑
硫代双
‑
[4
‑
甲基
‑6‑
叔丁基苯酚]、1,3,5
‑
二[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酰]
‑
六氢均三嗪、N,N
’‑
二(β
‑
萘基)对苯二胺、N,N
’‑
二苯基对苯二胺、N
‑
苯基
‑
N
’‑
环己基对苯二胺、硫代二丙酸二月桂酯、2
‑
巯基苯并咪唑、2
‑
巯基苯并噻唑、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三壬基苯酯、三[2,4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯、二缩三乙二醇双[β
‑
(3
‑
叔丁基
‑4‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)丙酸酯]、抗氧剂Chinox 20N中的至少一种；优选的，所述抗氧剂选自2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲基苯酚、叔丁基对苯二酚、三[2.4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯、四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二缩三乙二醇双[β
‑
(3
‑
叔丁基
‑4‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)丙酸酯]、抗氧剂Chinox 20N中的至少一种；和/或，所述抗氧剂为质量比1:2
‑
2:1，优选1:1的受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂；优选的，所述受阻酚类抗氧剂为四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或二缩三乙二醇双[β
‑
(3
‑
叔丁基
‑4‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)丙酸酯]；和/或，所述亚磷酸酯类抗氧剂为三[2.4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯；和/或，所述紫外吸收剂选自2
‑
(2
‑
羟基
‑
3,5
‑
二叔丁基苯基)
‑5‑
氯苯并三唑、2
‑
(2
‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)苯并三唑、2
‑
(2'
‑
羟基
‑3’
,5
’‑
二戊基苯基)苯并三唑、2
‑
(2
’‑
羟基
‑3’
,5
’‑
二叔戊基苯基)苯并三唑、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、邻羟基苯甲酸苯酯、单苯甲酸间苯二酚酯、邻硝基苯胺、对甲苯酚、2,4,6
‑
三(2
‑
羟基
‑4‑
正丁氧基苯基)
‑
1,3,5
‑
均三嗪、2
‑
氰基
‑
3,3
‑
二苯基丙烯酸2
‑
乙基己酯、水杨酸对
‑
叔丁基苯酯、双水杨酸双酚A酯、双(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苄基膦酸单乙酯)、2,2
’‑
硫代双(4
‑
特辛基酚氧基)镍中的至少一种；优选的，所述紫外吸收剂选自2
‑
(2
’‑
羟基
‑3’
,5
’‑
二戊基苯基)苯并三唑、2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮、2,4,6
‑
三(2
‑
羟基
‑4‑
正丁氧基苯基)
‑
1,3,5
‑
均三嗪中的至少一种；和/或，所述光稳定剂选自聚丁二酸(4
‑
羟基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基
‑1‑
哌啶乙醇)酯、双(1
‑
辛氧基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶基)癸二酸酯、癸二酸双(1,2,2,6,6
‑
五甲基哌啶醇)酯、1
‑
(甲基)
‑8‑
(1,2,2,6,6
‑
五甲基
‑4‑
哌啶)癸二酸酯、双(2,2,6,6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶基)癸二酸酯、聚{[6
‑
[(1,1,3,3
‑
四甲基丁基)氨基]]
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4
‑
[(2,2,6,6,
‑
四甲基
‑
哌啶基)亚氨基]
‑
1,6
‑
己二撑[(2,2,6,6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶基)亚氨基]}中的至少一种；优选的，所述光稳定剂选自聚丁二酸(4
‑
羟基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基
‑1‑
哌啶乙醇)酯和/或双(1
‑
辛氧基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶基)癸二酸酯；和/或，所述抗迁移剂选自封闭型多异氰酸酯；优选苯酚封闭的多异氰酸酯、己内酰胺封闭的多异氰酸酯、丁酮肟封闭的多异氰酸酯中的至少一种；和/或，所述生物基弹性体选自聚(癸二酸
‑
甘油)酯弹性体、丙烯酸化聚(癸二酸
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：郭鹏，吕明福，徐耀辉，张师军，吴长江，高达利，
申请(专利权)人：中石化北京化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：