本發(fā)明涉及材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

雙壁波紋管是采用高強度波形設(shè)計和加工工藝制造的新型結(jié)構(gòu)壁管材料，具有結(jié)構(gòu)新穎，耐壓強度高、施工快速、方便；耐高溫、阻燃、抗震、使用壽命長等一系列優(yōu)點。在二十世紀(jì)中期，隨著工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展以及高分子材料的迅速推廣應(yīng)用。一方面，一些電阻率很高的高分子材料如塑料、橡膠等的制品的廣泛應(yīng)用以及現(xiàn)代生產(chǎn)過程的高速化，使得靜電能積累到很高的程度，另一方面，靜電敏感材料的生產(chǎn)和使用，如輕質(zhì)油品、火藥、固態(tài)電子器件等，工礦企業(yè)部門受靜電的危害也越來越突出，靜電危害造成了相當(dāng)嚴(yán)重的后果和損失。

相關(guān)技術(shù)中所制備的雙壁波紋管阻燃性能、抗靜電性、力學(xué)性能和加工性能差，不能滿足實際應(yīng)用需求。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的在于提供一種復(fù)合材料，所述的復(fù)合材料加工性能、阻燃性能、抗靜電性和力學(xué)性能優(yōu)異。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種所述的復(fù)合材料的制備方法，該方法工藝簡單，操作方便，效益高，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明的第三目的在于提供一種所述的復(fù)合材料的應(yīng)用，所述的復(fù)合材料能夠用于制備雙壁波紋管，能夠有效改善其加工性能、阻燃性能、抗靜電性和力學(xué)性能。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

一種復(fù)合材料，主要由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備得到：

聚丙烯40-70份、苯乙烯系熱塑性彈性體5-30份、阻燃劑12-22份、無機粉體5-25份、抗靜電劑3-6份、相容劑2-8份、交聯(lián)劑0.2-0.6份、耐磨劑0.5-3份、熱穩(wěn)定劑0.4-0.6份和紫外光吸收劑0.4-0.6份。

本發(fā)明復(fù)合材料采用特定用量配比的聚丙烯、苯乙烯系熱塑性彈性體、阻燃劑、無機粉體、抗靜電劑、相容劑、交聯(lián)劑、耐磨劑、熱穩(wěn)定劑和紫外光吸收劑制備得到，能夠有效改善所得制品的加工性能、耐磨性能、阻燃性能和力學(xué)性能。

優(yōu)選地，主要由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備得到：

聚丙烯40-50份、苯乙烯系熱塑性彈性體10-30份、阻燃劑14-22份、無機粉體5-10份、抗靜電劑4-6份、相容劑2-8份、交聯(lián)劑0.2-0.6份、耐磨劑1-3份、熱穩(wěn)定劑0.4-0.6份和紫外光吸收劑0.4-0.6份。

進(jìn)一步優(yōu)選地，主要由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備得到：

聚丙烯45份、苯乙烯系熱塑性彈性體20份、阻燃劑18份、無機粉體5份、抗靜電劑5份、相容劑5份、交聯(lián)劑0.4份、耐磨劑2份、熱穩(wěn)定劑0.5份和紫外光吸收劑0.5份。

可選地，所述聚丙烯包括均聚聚丙烯。

可選地，所述聚丙烯在190℃，2.16kg條件下的熔融流動速率為2-25g/10min。

可選地，所述阻燃劑包括含有雙鍵反應(yīng)基團(tuán)的有鹵阻燃劑中的一種或多種，優(yōu)選包括丙烯酸五溴芐酯、2,4,6-丙烯酸三溴苯酯和2,4,6-甲基丙烯酸三溴苯酯中的一種或多種。

可選地，所述無機粉體包括滑石粉、碳酸鈣和云母中的一種或多種。

可選地，所述無機粉體通過乙烯基三甲氧硅烷處理。

可選地，所述抗靜電劑包括內(nèi)混型抗靜電劑中的一種或多種，優(yōu)選包括銨鹽類化合物、烷基咪唑啉類化合物、磷鹽類和硫鹽類化合物一種或多種。

可選地，所述相容劑包括聚丙烯接枝馬來酸酐。

可選地，所述相容劑在190℃，2.16kg條件下的熔融流動速率為50-130g/10min。

可選地，所述交聯(lián)劑包括外交聯(lián)劑中的一種或多種，優(yōu)選包括二-(叔丁基過氧化異丙基)苯和三烯丙基異氰脲酸酯中的一種或多種，進(jìn)一步優(yōu)選包括二-(叔丁基過氧化異丙基)苯和三烯丙基異氰脲酸酯。

優(yōu)選地，所述二-(叔丁基過氧化異丙基)苯和三烯丙基異氰脲酸酯的質(zhì)量比為2-4：1，優(yōu)選為3：1。

可選地，所述耐磨劑包括聚四氟乙烯。

可選地，所述熱穩(wěn)定劑包括抗氧劑中的一種或多種，優(yōu)選包括2,6-叔丁基-4-甲基苯酚、四(4-羥基-3，5-二叔丁基苯基丙酸)季戊四醇酯、3，5-二叔丁基-4-羥基苯丙酸十八酯、亞磷酸三苯酯和亞磷酸三壬基苯酯中的一種或多種。

可選地，所述紫外光吸收劑包括二苯甲酮類紫外光吸收劑、苯并三唑類紫外光吸收劑和哌啶類紫外光吸收劑中的一種或多種，優(yōu)選包括2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2，2’-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2(2-羥基-3’，5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑和雙(2，2，6，6-四甲基哌啶)癸二酸酯中的一種或多種。

上述的一種復(fù)合材料的制備方法，按比例將聚丙烯、苯乙烯系熱塑性彈性體、阻燃劑、無機粉體、抗靜電劑、相容劑、交聯(lián)劑、耐磨劑、熱穩(wěn)定劑和紫外光吸收劑共混擠出，得到一種復(fù)合材料。

本發(fā)明一種復(fù)合材料的制備方法工藝簡單，操作方便，效益高，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

可選地，所述擠出采用雙螺桿擠出機進(jìn)行。

可選地，所述擠出的溫度為175-215℃。

上述的一種復(fù)合材料的應(yīng)用，所述復(fù)合材料用于制備雙壁波紋管。

本發(fā)明復(fù)合材料能夠用于制備雙壁波紋管，能夠有效改善其加工性能、阻燃性能、抗靜電性和力學(xué)性能。

可選地，所述雙壁波紋管為方形雙壁波紋管。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明復(fù)合材料采用特定用量配比的聚丙烯、苯乙烯系熱塑性彈性體、阻燃劑、無機粉體、抗靜電劑、相容劑、交聯(lián)劑、耐磨劑、熱穩(wěn)定劑和紫外光吸收劑制備得到，可用于制備雙壁波紋管，能夠有效改善所得制品的加工性能、耐磨性能、阻燃性能和力學(xué)性能。本發(fā)明一種復(fù)合材料的制備方法工藝簡單，操作方便，效益高，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實施方式

下面將結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

本發(fā)明具體實施方式提供了一種復(fù)合材料，主要由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備得到：

聚丙烯(pp)40-70份、苯乙烯系熱塑性彈性體(sbs)5-30份、阻燃劑12-22份、無機粉體5-25份、抗靜電劑3-6份、相容劑2-8份、交聯(lián)劑0.2-0.6份、耐磨劑0.5-3份、熱穩(wěn)定劑0.4-0.6份和紫外光吸收劑0.4-0.6份。

本發(fā)明復(fù)合材料采用特定用量配比的聚丙烯、苯乙烯系熱塑性彈性體、阻燃劑、無機粉體、抗靜電劑、相容劑、交聯(lián)劑、耐磨劑、熱穩(wěn)定劑和紫外光吸收劑制備得到，能夠有效改善所得復(fù)合材料的加工性能、耐磨性能、阻燃性能和力學(xué)性能。

優(yōu)選地，主要由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備得到：

聚丙烯(pp)40-50份、苯乙烯系熱塑性彈性體(sbs)10-30份、阻燃劑14-22份、無機粉體5-10份、抗靜電劑4-6份、相容劑2-8份、交聯(lián)劑0.2-0.6份、耐磨劑1-3份、熱穩(wěn)定劑0.4-0.6份和紫外光吸收劑0.4-0.6份。

進(jìn)一步優(yōu)選地，主要由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備得到：

聚丙烯(pp)45份、苯乙烯系熱塑性彈性體(sbs)20份、阻燃劑18份、無機粉體5份、抗靜電劑5份、相容劑5份、交聯(lián)劑0.4份、耐磨劑2份、熱穩(wěn)定劑0.5份和紫外光吸收劑0.5份。

采用特定用量配比的聚丙烯、苯乙烯系熱塑性彈性體、阻燃劑、無機粉體、抗靜電劑、相容劑、交聯(lián)劑、耐磨劑、熱穩(wěn)定劑和紫外光吸收劑，有助于進(jìn)一步提高所得復(fù)合材料的加工性能、耐磨性能、阻燃性能和力學(xué)性能。

本發(fā)明一種優(yōu)選的具體實施方式中，所述聚丙烯(pp)包括均聚聚丙烯。

本發(fā)明一種優(yōu)選的具體實施方式中，所述聚丙烯(pp)在190℃，2.16kg條件下的熔融流動速率為2-25g/10min。

采用特定聚丙烯，有助于改善所得復(fù)合材料的強度。

本發(fā)明一種優(yōu)選的具體實施方式中，所述阻燃劑包括含有雙鍵反應(yīng)基團(tuán)的有鹵阻燃劑中的一種或多種，優(yōu)選包括丙烯酸五溴芐酯、2,4,6-丙烯酸三溴苯酯和2,4,6-甲基丙烯酸三溴苯酯中的一種或多種。

采用特定含有雙鍵反應(yīng)基團(tuán)的阻燃劑，有助于使其與苯乙烯系熱塑性彈性體實現(xiàn)共交聯(lián)，來克服阻燃劑本身很難進(jìn)入到完全交聯(lián)的橡膠分散相中的困難，從而解決阻燃劑不易分散和易降解的問題。

本發(fā)明一種優(yōu)選的具體實施方式中，所述無機粉體包括滑石粉、碳酸鈣和云母中的一種或多種。

本發(fā)明一種優(yōu)選的具體實施方式中，所述無機粉體通過乙烯基三甲氧硅烷處理。

可選地，所述通過乙烯基三甲氧硅烷處理可采用常規(guī)方法進(jìn)行，本發(fā)明具體實施方式中采用高混機，將無機粉體攪拌加熱至70℃，再加入無機粉體重量2％的乙烯基三甲氧硅烷，保溫攪拌30min，冷卻得到經(jīng)過乙烯基三甲氧硅烷處理的無機粉體。

采用通過含有雙鍵反應(yīng)基團(tuán)的乙烯基三甲氧硅烷處理的特定無機粉體，有助于使其與苯乙烯系熱塑性彈性體實現(xiàn)共交聯(lián)，來克服無機粉體本身很難進(jìn)入到完全交聯(lián)的橡膠分散相中的困難，從而充分提高所得復(fù)合材料的強度。

本發(fā)明一種優(yōu)選的具體實施方式中，所述抗靜電劑包括內(nèi)混型抗靜電劑中的一種或多種，優(yōu)選包括銨鹽類化合物、烷基咪唑啉類化合物、磷鹽類和硫鹽類化合物一種或多種。

采用特定抗靜電劑，有助于進(jìn)一步提高所得復(fù)合材料的抗靜電性能。

本發(fā)明一種優(yōu)選的具體實施方式中，所述相容劑包括聚丙烯接枝馬來酸酐。

本發(fā)明一種優(yōu)選的具體實施方式中，所述相容劑在190℃，2.16kg條件下的熔融流動速率為50-130g/10min。

采用特定相容劑，有助于提高物料流動性，改善加工性能。

本發(fā)明一種優(yōu)選的具體實施方式中，所述交聯(lián)劑包括外交聯(lián)劑中的一種或多種，優(yōu)選包括二-(叔丁基過氧化異丙基)苯(無味dcp)和三烯丙基異氰脲酸酯(taic)中的一種或多種，進(jìn)一步優(yōu)選包括二-(叔丁基過氧化異丙基)苯(無味dcp)和三烯丙基異氰脲酸酯(taic)。

優(yōu)選地，所述二-(叔丁基過氧化異丙基)苯(無味dcp)和三烯丙基異氰脲酸酯(taic)的質(zhì)量比為2-4：1，優(yōu)選為3：1。

采用特定的交聯(lián)劑，有助于促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行，提高所得復(fù)合材料的機械性能。

本發(fā)明一種優(yōu)選的具體實施方式中，所述耐磨劑包括聚四氟乙烯。

采用特定耐磨劑，有助于進(jìn)一步降低所得復(fù)合材料的摩擦系數(shù)，改善所得復(fù)合材料的耐磨性能。

本發(fā)明一種優(yōu)選的具體實施方式中，所述熱穩(wěn)定劑包括抗氧劑中的一種或多種，優(yōu)選包括2,6-叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧劑-264)、四(4-羥基-3，5-二叔丁基苯基丙酸)季戊四醇酯(抗氧劑-1010)、3，5-二叔丁基-4-羥基苯丙酸十八酯(抗氧劑-1076)、亞磷酸三苯酯(tpp)、亞磷酸三壬基苯酯(tnp)中的一種或多種。

采用特定熱穩(wěn)定劑，能夠有效延緩或抑制所得復(fù)合材料的氧化過程的進(jìn)行，從而阻止所得復(fù)合材料的老化并延長其使用壽命。

本發(fā)明一種優(yōu)選的具體實施方式中，所述紫外光吸收劑包括二苯甲酮類紫外光吸收劑、苯并三唑類紫外光吸收劑和哌啶類紫外光吸收劑中的一種或多種，優(yōu)選包括2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮(uv-9)、2，2’-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮(uv-24)、2(2-羥基-3’，5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑(uv-328)、雙(2，2，6，6-四甲基哌啶)癸二酸酯中的一種或多種。

采用特定紫外光吸收劑，能夠有效吸收陽光及熒光光源中的紫外線部分，防止紫外線對所得復(fù)合材料產(chǎn)生破壞，提高所得復(fù)合材料在長時間光照下的穩(wěn)定性。

本發(fā)明具體實施方式提供了上述的一種復(fù)合材料的制備方法，按比例將聚丙烯、苯乙烯系熱塑性彈性體、阻燃劑、無機粉體、抗靜電劑、相容劑、交聯(lián)劑、耐磨劑、熱穩(wěn)定劑和紫外光吸收劑共混擠出，得到一種復(fù)合材料。

本發(fā)明一種復(fù)合材料的制備方法工藝簡單，操作方便，效益高，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明一種優(yōu)選的具體實施方式中，所述擠出采用雙螺桿擠出機進(jìn)行。

本發(fā)明一種優(yōu)選的具體實施方式中，所述擠出的溫度為175-215℃。

采用特定擠出溫度，有助于改善物料的流動性，提高加工性能。

本發(fā)明具體實施方式提供了上述的一種復(fù)合材料的應(yīng)用，所述復(fù)合材料用于制備雙壁波紋管。

本發(fā)明復(fù)合材料能夠用于制備雙壁波紋管，能夠有效改善其加工性能、阻燃性能、抗靜電性和力學(xué)性能。

可選地，所述雙壁波紋管為方形雙壁波紋管。

實施例1

一種復(fù)合材料的制備方法，包括：

(1)分別稱量均聚聚丙烯(牌號為hp602n，生產(chǎn)商為利安德巴塞爾工業(yè)公司)40kg、苯乙烯系熱塑性彈性體(牌號為d-1101，生產(chǎn)商為科騰公司)5kg、丙烯酸五溴芐酯12kg、通過乙烯基三甲氧硅烷處理的滑石粉5kg、2-烷基-1-羥乙基咪唑啉硫酸酯3kg、聚丙烯接枝馬來酸酐(牌號為350k，生產(chǎn)商為利安德巴塞爾工業(yè)公司)2kg、二-(叔丁基過氧化異丙基)苯0.4kg、三烯丙基異氰脲酸酯0.2kg、聚四氟乙烯(牌號為6c，生產(chǎn)商為杜邦公司)0.5kg、2,6-叔丁基-4-甲基苯酚0.4kg和2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮0.4kg；

(2)將上述原料加入雙螺桿擠出機，在175℃共混擠出，得到復(fù)合材料，可用于制備方形電力雙壁波紋管。

實施例2

一種復(fù)合材料的制備方法，包括：

(1)分別稱量均聚聚丙烯(牌號為hp602n，生產(chǎn)商為利安德巴塞爾工業(yè)公司)70kg、苯乙烯系熱塑性彈性體(牌號為d-1101，生產(chǎn)商為科騰公司)30kg、2,4,6-丙烯酸三溴苯酯22kg、通過乙烯基三甲氧硅烷處理的碳酸鈣25kg、十四烷基三甲基氯化銨6kg、聚丙烯接枝馬來酸酐(牌號為350k，生產(chǎn)商為利安德巴塞爾工業(yè)公司)8kg、二-(叔丁基過氧化異丙基)苯0.16kg、三烯丙基異氰脲酸酯0.04kg、聚四氟乙烯(牌號為6c，生產(chǎn)商為杜邦公司)3kg、四(4-羥基-3，5-二叔丁基苯基丙酸)季戊四醇酯0.6kg和2，2’-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮0.6kg；

(2)將上述原料加入雙螺桿擠出機，在215℃共混擠出，得到復(fù)合材料，可用于制備方形電力雙壁波紋管。

實施例3

一種復(fù)合材料的制備方法，包括：

(1)分別稱量均聚聚丙烯(牌號為hp602n，生產(chǎn)商為利安德巴塞爾工業(yè)公司)50kg、苯乙烯系熱塑性彈性體(牌號為d-1101，生產(chǎn)商為科騰公司)10kg、2,4,6-甲基丙烯酸三溴苯酯14kg、通過乙烯基三甲氧硅烷處理的云母10kg、2-烷基1,1-二羥乙基咪唑啉高氯酸鹽4kg、聚丙烯接枝馬來酸酐(牌號為350k，生產(chǎn)商為利安德巴塞爾工業(yè)公司)4kg、二-(叔丁基過氧化異丙基)苯0.2kg、三烯丙基異氰脲酸酯0.1kg、聚四氟乙烯(牌號為6c，生產(chǎn)商為杜邦公司)1kg、3，5-二叔丁基-4-羥基苯丙酸十八酯0.5kg和2(2-羥基-3’，5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑0.5kg；

(2)將上述原料加入雙螺桿擠出機，在190℃共混擠出，得到復(fù)合材料，可用于制備方形電力雙壁波紋管。

實施例4

一種復(fù)合材料的制備方法，包括：

(1)分別稱量均聚聚丙烯(牌號為hp602n，生產(chǎn)商為利安德巴塞爾工業(yè)公司)45kg、苯乙烯系熱塑性彈性體(牌號為d-1101，生產(chǎn)商為科騰公司)20kg、丙烯酸五溴芐酯18kg、通過乙烯基三甲氧硅烷處理的滑石粉5kg、十六烷基三甲基氯化銨5kg、聚丙烯接枝馬來酸酐(牌號為350k，生產(chǎn)商為利安德巴塞爾工業(yè)公司)5kg、二-(叔丁基過氧化異丙基)苯0.3kg、三烯丙基異氰脲酸酯0.1kg、聚四氟乙烯(牌號為6c，生產(chǎn)商為杜邦公司)2kg、亞磷酸三苯酯0.5kg和雙(2，2，6，6-四甲基哌啶)癸二酸酯)0.5kg；

(2)將上述原料加入雙螺桿擠出機，在200℃共混擠出，得到復(fù)合材料，可用于制備方形電力雙壁波紋管。

對比例1

采用與實施例1相同的方法，區(qū)別在于，不使用丙烯酸五溴芐酯、2-烷基-1-羥乙基咪唑啉硫酸酯、聚丙烯接枝馬來酸酐和聚四氟乙烯，制備得到復(fù)合材料。

對比例2

采用與實施例2相同的方法，區(qū)別在于，不使用十四烷基三甲基氯化銨、聚丙烯接枝馬來酸酐和聚四氟乙烯，制備得到復(fù)合材料。

對比例3

采用與實施例3相同的方法，區(qū)別在于，不使用2-烷基1,1-二羥乙基咪唑啉高氯酸鹽和聚丙烯接枝馬來酸酐，制備得到復(fù)合材料。

對比例4

采用與實施例4相同的方法，區(qū)別在于，不使用聚丙烯接枝馬來酸酐和聚四氟乙烯，制備得到復(fù)合材料。

分別將本發(fā)明各實施例和對比例所得復(fù)合材料分別按照對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)(拉伸強度gb/t1040.2-2006/1a/50、懸臂梁缺口沖擊強度gb/t1843-2008/a、表面電阻gb/t1410-2006、極限氧指數(shù)gb/t2406.1-2008、燃燒等級gb/t2408-2008)制備成標(biāo)準(zhǔn)測試樣條，進(jìn)行性能測試，所得結(jié)果如表1所示：

表1本發(fā)明復(fù)合材料性能測試結(jié)果

通過表1可以看出，本發(fā)明所得復(fù)合材料與簡單的聚丙烯、苯乙烯系熱塑性彈性體和無機粉體體系相比，拉伸輕度略有降低，但抗沖擊性能、抗靜電性能、阻燃性能和加工性能均全面提高；采用特定相容劑和耐磨劑配合使用，有效改善了物料的加工性能，使其更易加工成型，有效解決了加工過程中阻燃劑、無機粉體不易分散的問題。

盡管已用具體實施例來說明和描述了本發(fā)明，然而應(yīng)意識到，以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍；因此，這意味著在所附權(quán)利要求中包括屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些替換和修改。