本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種兼具高表面硬度及高力學(xué)性能的PP復(fù)合材料。

背景技術(shù)：

聚丙烯(PP)是一種結(jié)構(gòu)規(guī)整的結(jié)晶性聚合物，為白色粒料、無味、無毒、質(zhì)輕的熱塑性樹脂。聚丙烯擁有良好的機械性能、沒有毒性、密度較低、能夠耐熱和化學(xué)藥品、容易成型加工等特性，且其價格相對便宜，在電子、機械、日用品等行業(yè)中被廣泛使用。聚烯烴材料的熱氧化過程是通過典型的自由基引發(fā)鏈斷機理進行的，在這一過程中，氫過氧化物是氧化反應(yīng)的中間體，它繼續(xù)分解成自由基，重新引發(fā)進一步熱氧化。但是，氫過氧化物自分解成自由基的過程需要相當(dāng)高的能量，此過程只有在較高的溫度下才能進行。然而，在某些金屬離子如Fe、Co、Mn、Cu等的存在下，即使在室溫條件下，由于這些過渡金屬離子的催化作用，氫過氧化物能很快分解成自由基，加速了聚烯烴的氧化。另一方面，聚丙烯本身存在缺點，材料表面硬度不高，特別是阻燃材料由于阻燃劑及其他添加劑的加入更加會降低材料表面硬度，造成制件易刮傷、擦傷的現(xiàn)象。

中國專利200910193699.7，公開了一種耐銅害玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，該發(fā)明的聚丙烯與玻璃纖維界面粘結(jié)力強，具有力學(xué)性能優(yōu)異、無浮纖、耐熱老化及抗銅害性的優(yōu)點。中國專利200510026763.4，公開了一種高抗熱氧老化性能的玻纖增強聚丙烯材料，它是由聚丙烯、馬來酸酐接枝的聚丙烯、玻璃纖維、穩(wěn)定劑DSTP、穩(wěn)定劑3114、穩(wěn)定劑618制備的，其具有成本低、各項力學(xué)性能優(yōu)異、抗熱氧老化性能優(yōu)異等特點。中國專利201410426273.2，公開了一種高光澤阻燃耐刮擦聚丙烯組合物及其制備方法，所述的高光澤阻燃耐刮擦聚丙烯組合物按重量百分比由以下組分組成：聚丙烯91-95份、MCA1-2份、阻燃協(xié)效劑0.5-1、相容劑2-3份、硅酮母粒1-1.5份、抗氧劑0.2-0.6、潤滑劑或顏料等助劑0.2-0.4。然而現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于本發(fā)明兼具高表面硬度及高力學(xué)性能的PP復(fù)合材料，目前還未見報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種兼具高表面硬度及高力學(xué)性能的PP復(fù)合材料。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種兼具高表面硬度及高力學(xué)性能的PP復(fù)合材料，所述PP復(fù)合材料是由下列重量份的原料制成：

進一步，所述PP復(fù)合材料是由下列重量份的原料制成：

進一步，所述PP復(fù)合材料是由下列重量份的原料制成：

進一步，所述聚丙烯熔融指數(shù)為20g/min。

進一步，所述相容劑選自馬來酸酐，甲基丙烯酸甲酯，馬來酸酐接枝聚丙烯，馬來酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，甲基丙烯酸接枝乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物，聚丙烯接枝丙烯酸，聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘油酯；或其組合。

進一步，所述相容劑為聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘油酯。

進一步，所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1098按重量百分比1∶1的復(fù)配。

進一步，所述抗銅劑為N,N′-雙(鄰羥基苯次甲基)乙二酰基二肼與六偏磷酸鈉按質(zhì)量比1:3的復(fù)配。

進一步，所述潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、油酸酰胺、聚乙烯蠟中的一種或多種。

進一步，所述PP復(fù)合材料是由下列重量份的原料制成：聚丙烯55份；連續(xù)長玻纖25份；三聚氰胺氰尿酸鹽13份；間苯二酚雙二苯基磷酸酯13份；相容劑7份；抗氧劑1.2份；潤滑劑1.3份；白油6份；2-乙基己酸鈷3份；抗銅劑0.5份。所述聚丙烯熔融指數(shù)為20g/min，所述相容劑為聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘油酯，所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1098按重量百分比1∶1的復(fù)配，所述抗銅劑為N,N′-雙(鄰羥基苯次甲基)乙二?；屡c六偏磷酸鈉按質(zhì)量比1:3的復(fù)配，所述潤滑劑為硬脂酸鋅。

本發(fā)明優(yōu)點在于：

1、本發(fā)明采用新型復(fù)配無鹵阻燃劑，阻燃效率很高，該阻燃劑的添加不會造成材料力學(xué)性能下降。

2、本發(fā)明通過大量實驗篩選，優(yōu)化組方使得本發(fā)明的PP復(fù)合材料兼具高表面硬度及高力學(xué)性能，同時材料的阻燃性能良好，達到V0水平。

3、本發(fā)明的聚丙烯復(fù)合材料可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的阻燃PA，阻燃ABS，阻燃PBT等材料，具有更高的耐用性及適應(yīng)性，具有較好的應(yīng)用前景。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

實施例1本發(fā)明的PP復(fù)合材料的制備(一)

一種兼具高表面硬度及高力學(xué)性能的PP復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成：聚丙烯55份；連續(xù)長玻纖25份；三聚氰胺氰尿酸鹽13份；間苯二酚雙二苯基磷酸酯13份；相容劑7份；抗氧劑1.2份；潤滑劑1.3份；白油6份；2-乙基己酸鈷3份；抗銅劑0.5份。所述聚丙烯熔融指數(shù)為20g/min，所述相容劑為聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘油酯，所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1098按重量百分比1∶1的復(fù)配，所述抗銅劑為N,N′-雙(鄰羥基苯次甲基)乙二酰基二肼與六偏磷酸鈉按質(zhì)量比1:3的復(fù)配，所述潤滑劑為硬脂酸鋅。制備方法：(1)按配比稱取原料，取聚丙烯與白油混合均勻；(2)將剩余原料與步驟1)制備的原料混合均勻；(3)將步驟2)混勻的原料放入雙螺桿機擠出造粒，所述的雙螺桿機的轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分，溫度為160-190℃，將混合物置于雙螺桿擠出機擠出造粒，即得產(chǎn)品。

實施例2本發(fā)明的PP復(fù)合材料的制備(二)

一種兼具高表面硬度及高力學(xué)性能的PP復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成：聚丙烯45份；連續(xù)長玻纖30份；三聚氰胺氰尿酸鹽5份；間苯二酚雙二苯基磷酸酯20份；相容劑3份；抗氧劑2.2份；潤滑劑0.5份；白油10份；2-乙基己酸鈷2份；抗銅劑0.5份。所述聚丙烯熔融指數(shù)為20g/min，所述相容劑為聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘油酯，所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1098按重量百分比1∶1的復(fù)配，所述抗銅劑為N,N′-雙(鄰羥基苯次甲基)乙二?；屡c六偏磷酸鈉按質(zhì)量比1:3的復(fù)配，所述潤滑劑為硬脂酸鋅。制備方法：(1)按配比稱取原料，取聚丙烯與白油混合均勻；(2)將剩余原料與步驟1)制備的原料混合均勻；(3)將步驟2)混勻的原料放入雙螺桿機擠出造粒，所述的雙螺桿機的轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分，溫度為160-190℃，將混合物置于雙螺桿擠出機擠出造粒，即得產(chǎn)品。

實施例3本發(fā)明的PP復(fù)合材料的制備(三)

一種兼具高表面硬度及高力學(xué)性能的PP復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成：聚丙烯70份；連續(xù)長玻纖20份；三聚氰胺氰尿酸鹽20份；間苯二酚雙二苯基磷酸酯5份；相容劑10份；抗氧劑0.4份；潤滑劑3份；白油5份；2-乙基己酸鈷5份；抗銅劑0.3份。所述聚丙烯熔融指數(shù)為20g/min，所述相容劑為聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘油酯，所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1098按重量百分比1∶1的復(fù)配，所述抗銅劑為N,N′-雙(鄰羥基苯次甲基)乙二?；屡c六偏磷酸鈉按質(zhì)量比1:3的復(fù)配，所述潤滑劑為硬脂酸鋅。制備方法：(1)按配比稱取原料，取聚丙烯與白油混合均勻；(2)將剩余原料與步驟1)制備的原料混合均勻；(3)將步驟2)混勻的原料放入雙螺桿機擠出造粒，所述的雙螺桿機的轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分，溫度為160-190℃，將混合物置于雙螺桿擠出機擠出造粒，即得產(chǎn)品。

實施例4本發(fā)明的PP復(fù)合材料的制備(四)

一種兼具高表面硬度及高力學(xué)性能的PP復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成：聚丙烯50份；連續(xù)長玻纖27份；三聚氰胺氰尿酸鹽10份；間苯二酚雙二苯基磷酸酯15份；相容劑5份；抗氧劑1.5份；潤滑劑1份；白油8份；2-乙基己酸鈷3份；抗銅劑0.5份。所述聚丙烯熔融指數(shù)為20g/min，所述相容劑為聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘油酯，所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1098按重量百分比1∶1的復(fù)配，所述抗銅劑為N,N′-雙(鄰羥基苯次甲基)乙二?；屡c六偏磷酸鈉按質(zhì)量比1:3的復(fù)配，所述潤滑劑為硬脂酸鋅。制備方法：(1)按配比稱取原料，取聚丙烯與白油混合均勻；(2)將剩余原料與步驟1)制備的原料混合均勻；(3)將步驟2)混勻的原料放入雙螺桿機擠出造粒，所述的雙螺桿機的轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分，溫度為160-190℃，將混合物置于雙螺桿擠出機擠出造粒，即得產(chǎn)品。

實施例5本發(fā)明的PP復(fù)合材料的制備(五)

一種兼具高表面硬度及高力學(xué)性能的PP復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成：聚丙烯60份；連續(xù)長玻纖23份；三聚氰胺氰尿酸鹽15份；間苯二酚雙二苯基磷酸酯10份；相容劑8份；抗氧劑0.8份；潤滑劑2份；白油7份；2-乙基己酸鈷4份；抗銅劑0.3份。所述聚丙烯熔融指數(shù)為20g/min，所述相容劑為聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘油酯，所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1098按重量百分比1∶1的復(fù)配，所述抗銅劑為N,N′-雙(鄰羥基苯次甲基)乙二酰基二肼與六偏磷酸鈉按質(zhì)量比1:3的復(fù)配，所述潤滑劑為硬脂酸鋅。制備方法：(1)按配比稱取原料，取聚丙烯與白油混合均勻；(2)將剩余原料與步驟1)制備的原料混合均勻；(3)將步驟2)混勻的原料放入雙螺桿機擠出造粒，所述的雙螺桿機的轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分，溫度為160-190℃，將混合物置于雙螺桿擠出機擠出造粒，即得產(chǎn)品。

對比例1

一種PP復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成：聚丙烯55份；連續(xù)長玻纖25份；三聚氰胺氰尿酸鹽13份；間苯二酚雙二苯基磷酸酯13份；相容劑7份；抗氧劑1.2份；潤滑劑1.3份；白油6份；抗銅劑0.5份。所述聚丙烯熔融指數(shù)為20g/min，所述相容劑為聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘油酯，所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1098按重量百分比1∶1的復(fù)配，所述抗銅劑為N,N′-雙(鄰羥基苯次甲基)乙二?；屡c六偏磷酸鈉按質(zhì)量比1:3的復(fù)配，所述潤滑劑為硬脂酸鋅。制備方法：(1)按配比稱取原料，取聚丙烯與白油混合均勻；(2)將剩余原料與步驟1)制備的原料混合均勻；(3)將步驟2)混勻的原料放入雙螺桿機擠出造粒，所述的雙螺桿機的轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分，溫度為160-190℃，將混合物置于雙螺桿擠出機擠出造粒，即得產(chǎn)品。

對比例2

一種PP復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成：聚丙烯55份；連續(xù)長玻纖25份；三聚氰胺氰尿酸鹽13份；間苯二酚雙二苯基磷酸酯13份；相容劑7份；抗氧劑1.2份；潤滑劑1.3份；白油6份；2-乙基己酸鈷3份；抗銅劑0.5份。所述聚丙烯熔融指數(shù)為20g/min，所述相容劑為聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘油酯，所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1098按重量百分比1∶1的復(fù)配，所述抗銅劑為N-水楊酰胺基鄰苯二酰亞胺，所述潤滑劑為硬脂酸鋅。制備方法：(1)按配比稱取原料，取聚丙烯與白油混合均勻；(2)將剩余原料與步驟1)制備的原料混合均勻；(3)將步驟2)混勻的原料放入雙螺桿機擠出造粒，所述的雙螺桿機的轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分，溫度為160-190℃，將混合物置于雙螺桿擠出機擠出造粒，即得產(chǎn)品。

對比例3

一種PP復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成：聚丙烯55份；連續(xù)長玻纖25份；三聚氰胺氰尿酸鹽13份；間苯二酚雙二苯基磷酸酯13份；相容劑7份；抗氧劑1.2份；潤滑劑1.3份；白油6份；2-乙基己酸鈷3份；抗銅劑0.5份。所述聚丙烯熔融指數(shù)為20g/min，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯，所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1098按重量百分比1∶1的復(fù)配，所述抗銅劑為N,N′-雙(鄰羥基苯次甲基)乙二酰基二肼與六偏磷酸鈉按質(zhì)量比1:3的復(fù)配，所述潤滑劑為硬脂酸鋅。制備方法：(1)按配比稱取原料，取聚丙烯與白油混合均勻；(2)將剩余原料與步驟1)制備的原料混合均勻；(3)將步驟2)混勻的原料放入雙螺桿機擠出造粒，所述的雙螺桿機的轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分，溫度為160-190℃，將混合物置于雙螺桿擠出機擠出造粒，即得產(chǎn)品。

材料性能測試：

根據(jù)實施例1-5及對比例1-3制備樣品，將上述材料在鼓風(fēng)烘箱中于90℃干燥4小時后，用塑料注塑成型機注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條。將制備好的樣條在130度夾銅片熱氧化7d后進行性能測試對比，采用ISO標(biāo)準(zhǔn)進行測試，其中表面硬度采用鉛筆硬度表征(GB/T6739-1996)，砝碼重量200g。測試性能對比如表1所示。

表1性能對照表

本發(fā)明所制備的PP復(fù)合材料兼具高表面硬度及高力學(xué)性能，同時材料的阻燃性能良好，達到V0水平。本發(fā)明的聚丙烯復(fù)合材料可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的阻燃PA，阻燃ABS，阻燃PBT等材料，具有更高的耐用性及適應(yīng)性，具有較好的應(yīng)用前景。

對比例4

一種PP復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成：聚丙烯55份；連續(xù)長玻纖25份；次磷酸鎂5份、三聚氰胺聚磷酸鹽15份，相容劑7份；抗氧劑1.2份；潤滑劑1.3份；白油6份；2-乙基己酸鈷3份；抗銅劑0.5份。所述聚丙烯熔融指數(shù)為20g/min，所述相容劑為聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘油酯，所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1098按重量百分比1∶1的復(fù)配，所述抗銅劑為N,N′-雙(鄰羥基苯次甲基)乙二酰基二肼與六偏磷酸鈉按質(zhì)量比1:3的復(fù)配，所述潤滑劑為硬脂酸鋅。制備方法：(1)按配比稱取原料，取聚丙烯與白油混合均勻；(2)將剩余原料與步驟1)制備的原料混合均勻；(3)將步驟2)混勻的原料放入雙螺桿機擠出造粒，所述的雙螺桿機的轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分，溫度為160-190℃，將混合物置于雙螺桿擠出機擠出造粒，即得產(chǎn)品。測試標(biāo)準(zhǔn)同實施例1-5，阻燃性能為V1，表面硬度為B。

對比例5

一種PP復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成：聚丙烯55份；連續(xù)長玻纖25份；三聚氰胺氰尿酸鹽13份；間苯二酚雙二苯基磷酸酯13份；相容劑7份；抗氧劑1.2份；潤滑劑1.3份；白油6份；2-乙基己酸鈷3份；抗銅劑0.5份。所述聚丙烯熔融指數(shù)為20g/min，所述相容劑為聚丙烯接枝丙烯酸縮水甘油酯，所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1098按重量百分比1∶1的復(fù)配，所述抗銅劑為N,N′-雙(鄰羥基苯次甲基)乙二?；屡c六偏磷酸鈉按質(zhì)量比1:1的復(fù)配，所述潤滑劑為硬脂酸鋅。制備方法：(1)按配比稱取原料，取聚丙烯與白油混合均勻；(2)將剩余原料與步驟1)制備的原料混合均勻；(3)將步驟2)混勻的原料放入雙螺桿機擠出造粒，所述的雙螺桿機的轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分，溫度為160-190℃，將混合物置于雙螺桿擠出機擠出造粒，即得產(chǎn)品。測試標(biāo)準(zhǔn)同實施例1-5，拉伸強度為99.8Mpa，缺口沖擊強度為188.3J/M。

上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明方法的前提下，還可以做出若干改進和補充，這些改進和補充也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。