[发明专利]一种光稳定剂的制备方法、耐光老化聚丙烯复合材料

说明书

技术领域

本发明属于材料化学、化工技术领域，涉及一种光稳定剂的制备方法、以及具有该光稳定剂的耐光老化聚丙烯复合材料。

背景技术

聚丙烯(PP)因其具有耐热、易加工、质量轻等优点，广泛应用于化工、建材、车船等工程领域。目前PP材料发展趋势显示，PP被广泛应用在室外，如室外装饰材料、汽车零部件、体育场的塑料座椅等。但作为高分子材料PP和其他高分子聚合物一样，当长期暴露在室外时会发生变化，例如制品表面龟裂、光泽丧失、泛黄、相对分子质量下降，更为严重的是会导致冲击强度、断裂伸长率、拉伸强度、弯曲强度等力学性能大幅度下降从而影响PP产品的正常使用。PP暴露在室外会加速老化，造成老化的因素很多，温度、降水、湿度以及大气中的污染物和臭氧等均能引起材料的老化。但老化的主要原因是PP材料吸收了紫外光的能量，引发自动氧化反应，从而导致发生光降解，使得产品局部外观和物理机械性能变差。因此出现了一个急需解决的问题：室外使用的PP材料必须要具有一定的抗紫外光老化的性能。因此，具有抗紫外光老化功能的PP材料已成为国内外研究的热点。为获得耐老化性能较好的聚丙烯复合材料，人们常常借助于添加稳定剂和抗氧剂来增进它的耐候性，这种方法较为简单可行，也是目前最实际、应用最广的方法，并且取得了较好的效果。

目前有关层状金属氢氧化物光稳定剂的研究主要集中通过层间阴离子的可替换性，引入水杨酸酯类、二苯甲酮类、受阻酚类等阴离子层间材料，从而获得层状光稳定剂，而通过改变阳离子层板的元素种类及比例，制备稳定性高，紫外光吸收能力强的层状双氢氧化物类光稳定剂则报道较少。

发明内容

本发明提供一种光稳定剂的制备方法及具有该光稳定剂的耐光老化聚丙烯材料。

一种光稳定剂的制备方法，所述光稳定剂的通式表示为[M(Ⅱ)_1-xM(Ⅲ)_x(OH)₂]^x+A_x/n^n-·mH₂O，其中，M(Ⅱ)为二价金属离子Mg²⁺和Ni²⁺；M(Ⅲ)为三价金属离子Al³⁺；A是价态为-n价的阴离子；x是M(Ⅲ)与[M(Ⅲ)+M(Ⅱ)]的摩尔比；m是水合水数，x＝0.1～0.5，A为OH^-、CO₃^2-，m＝0～10；所述制备方法包括以下步骤：

A、将二价镁离子、二价镍离子和三价铝离子的可溶性盐溶于水中，配成阳离子浓度小于1.0mol/L的盐溶液，其中二价阳离子摩尔量大于总阳离子摩尔量的60％；

B、在此盐溶液中加入尿素得到混合溶液，其中尿素的摩尔浓度为二价金属阳离子摩尔浓度的0.5～3.0倍；

C、将此混合溶液转移至反应釜中，水热反应0.5h～48h后待冷却至室温，经过滤、洗涤，把洗涤后的产品干燥即得权利1所述光稳定剂。

进一步的，所述步骤A中阳离子浓度范围为0.1mol/L～1.0mol/L。

进一步的，所述步骤A中阳离子摩尔量大于总阳离子摩尔量的80％。

进一步的，所述步骤B中尿素的摩尔浓度为二价金属阳离子摩尔浓度的1.0～2.0倍。

进一步的，所述步骤C的水热反应温度为100℃～200℃。

进一步的，所述步骤C干燥条件为80℃～120℃干燥4h～12h。

一种耐光老化聚丙烯复合材料，将上述制得的光稳定剂加入到聚丙烯中，经混炼后即得耐光老化的聚丙烯复合材料，其中光稳定剂的质量分数为复合材料总质量分数的0.05％～10％。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、工艺简单，操作方便，流程短，生产成本低，对设备材质要求较低；

2、反应过程中无需加入添加剂及阴离子紫外吸收剂、阻隔剂等就可以生产出含有镁镍铝的光稳定剂及聚丙烯耐光老化复合材料产品。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例1光稳定剂的XRD谱图

图2为本发明实施例2光稳定剂的XRD谱图

图3为本发明实施例3光稳定剂的XRD谱图

图4为本发明实施例4光稳定剂的SEM图；

图5为本发明实施例4光稳定剂的XRD谱图；

图6为本发明实施例4耐光老化聚丙烯复合材料在不同光稳定剂添加量下老化时间与拉伸强度关系图。

具体实施方式