一种epm复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种EPM复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]EPM复合材料，EPM(英文全称：polymerofethyleneorpropylene)指乙稀或 丙烯聚合物，EPM复合材料是指乙烯聚合物或丙烯聚合物制得的复合材料，现有EPM复合材 料，具有良好的化学稳定性和可加工性，能够根据需要成型出中空制品、管板材、日用品、结 构件，广泛应用于室内外。
[0003] 传统的结构件多采用金属材料，如铁、铝、锌合金等，为了防止金属结构件在使用 过程中锈蚀及美观的目的，通常在金属结构外涂覆一层油漆，不仅成本高，同时有些场合使 用金属的导电性，容易造成触电，安全性低。为了克服金属材料的缺陷，现有技术通常采用 包括乙烯聚合物和丙烯聚合物在内的树脂材料，代替金属材料，但是树脂材料不防火、易变 形、表面张力小、油漆附着性差、强度差，为改性树脂添加的一些助剂在使用过程中还容易 进入周围环境中，环境友好性差。
[0004] 结构件中的现有灯具配件，如灯具固定装置(如底座、固定支架)、灯具防护装置 (如罩壳)，灯具装饰件等多采用金属件，不仅成本高，而且易锈蚀，使用效果不好，不美观。
【发明内容】
[0005] 本发明的任务一是提供一种配方简单，成本低、防火、强度高、韧性好、不易变形、 油漆附着力好的EPM复合材料；本发明的任务二是提供一种工序简单、操作简便的制备EPM 复合材料的方法。
[0006] 本发明通过下述技术方案来实现： 一种EPM复合材料，其特征在于：其由包括下述重量百分比原料的物质共混制成： CA:30-94% 补强剂：5-60% 增强剂：0-40% CDM2歧化因子：0. 1-1% 偶联剂：〇. 1-1% 抗氧剂：〇. 1-1% 防老剂：〇. 1-1% 紫外线吸收剂：〇. 1-1% 润滑剂：〇. 1-1% 三乙基铝：〇. 1-1% 其中，原料CA由下述重量百分比原料的物质共混制成： 聚乙烯或聚丙烯：69-95% 聚烯烃弹性体POE:4-30% 山梨醇刚性因子：〇. 3-1% 其中，原料CDM2歧化因子指四（3, 5-二叔丁基-4-羟基）苯丙酸季戊四醇酯。
[0007]POE为Polyolefinelastomer的英文缩写，为采用茂金属催化剂合成的聚稀经热 塑性弹性体：乙烯一辛烯共聚物。
[0008] 所述聚乙烯可为高密度聚乙烯或低密度聚乙烯。
[0009] 优选所述山梨醇刚性因子为二苄叉山梨醇。
[0010] 所述补强剂可为纳米级矿物粉，如纳米滑石粉、纳米硅钙粉、纳米碳酸钙、钠米大 理石粉、纳米硫酸钡中的任意一种或多种。
[0011] 所述增强剂可为增强纤维，优选为二次拉伸的玻璃纤维。
[0012] 优选所述抗氧剂选自抗氧剂KY7910和异型抗氧剂1010中的一种以上。
[0013] 优选所述防老剂选自防老剂100H。
[0014] 所述紫外线吸收剂可为紫外线吸收剂UV531，优选所述偶联剂为硅烷偶联剂或通 过如下步骤制得的改性硅烷偶联剂A: 1) 分别取重量百分比为75-85%的异丙醇和15-25%的硅烷偶联剂KH-570,且将所述异 丙醇控制在常压、83-86°C下，边搅拌边加入所述硅烷偶联剂KH-570,反应25-40min，得到 异丙氧基取代部分甲氧基的改性KH-570; 2) 取重量百分比为85-95%步骤1)制得的异丙氧基取代部分甲氧基的改性KH-570， 在常压下，恒温在58-63°C，边搅拌边加入重量百分比为2. 5-7. 5%的八甲基环四硅氧烷与 2. 5-7. 5%的丙烯酸酯类单体(如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁脂、丙烯酸异丁脂、丙 烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-羟基丙酯等)，乳液聚合得到改性硅烷偶联剂A。
[0015] 优选所述偶联剂为硅烷偶联剂，或通过如下步骤制得的改性硅烷偶联剂A: 1) 取重量百分比为80%的异丙醇，常压恒温在85°C，边搅拌边加入重量百分比为20% 的硅烷偶联剂KH-570,反应30min，得到异丙氧基取代部分甲氧基的改性KH-570; 2) 取重量百分比为90%的步骤1)制得的异丙氧基取代部分甲氧基的改性KH-570,常 压恒温在60°C，边搅拌边加入重量百分比为5%的八甲基环四硅氧烷与5%的丙烯酸酯类单 体，乳液聚合得到改性硅烷偶联剂A。
[0016] 所述润滑剂为通过下述方法制得的微晶蜡润滑剂E蜡：取500g微晶蜡于恒温锅 中熔化，待微晶蜡完全熔化且能自由流动时，开始持续搅拌，同时在IOmin内加入溶解有 30-40g阴离子乳化剂的175ml水，接着，再加入15-30g非离子乳化剂，直到形成均质体， 停止搅拌，得到微晶蜡润滑剂E蜡；反应过程的温度维持在110-115°C。所述阴离子乳化 剂可为十二烷基硫酸纳。所述非离子乳化剂可为tween80,所述持续搅拌的搅拌速度为 800-1200r/min。
[0017] 前述EPM复合材料的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤： 1) 将搅拌机，恒温在70-90°C，先加入所述补强剂，再边搅拌边加入所述偶联剂，混合均 匀，放出混合物； 2) 将所述CA、所述CDM2歧化因子、所述抗氧剂、所述防老剂、所述紫外线吸收剂、所述 润滑剂和所述三乙基铝加入搅拌机，常温共混均匀，放出混合物； 3) 将步骤1)和步骤2)搅拌机中放出的混合物，放入双螺杆挤出机中，同时从侧向加入 所述增强剂，共同挤出造粒，即得粒状EPM复合材料； 其中挤出机温度控制在180-215°C，螺杆转速为370-400r/min。
[0018] 本发明具有以下优点：其EPM复合材料配方简单，成本低、防火、强度高、韧性好、 不易变形、油漆附着力好；制备EPM复合材料的方法工序简单、操作简便。
【附图说明】
[0019] 图1是本发明EPM复合材料制成的灯具底座，进行耐高温测试前后的对照图。
【具体实施方式】
[0020] 实施例1 : 一种EPM复合材料，由包括下述重量百分比原料的物质共混制成： CA:30-94% 补强剂：5-60% 增强剂：0-40% CDM2歧化因子：0. 1-1% 偶联剂：〇. 1-1% 抗氧剂：〇. 1-1% 防老剂：〇. 1-1% 紫外线吸收剂：〇. 1-1% 润滑剂：〇. 1-1% 三乙基铝：〇. 1-1% ; 其中，原料CA由下述重量百分比原料的物质共混制成： 聚乙烯或聚丙烯：69-95% 聚烯烃弹性体POE:4-30% 山梨醇刚性因子：〇. 3-1% ; 其中，原料CDM2歧化因子指四（3, 5-二叔丁基-4-羟基）苯丙酸季戊四醇酯。
[0021] 其中聚乙烯或聚丙烯、聚烯烃弹性体POE和山梨醇刚性因子的配比可为69% :30%: 1%、95% :4% :1%、95% :4. 7% :0? 3%、80% :19% :1% 或 75% :24. 5% :0? 5% 等。
[0022] 其中，聚乙烯可为高密度聚乙烯，其制得的复合材料具有较高的硬度，也可为低密 度聚乙烯，其制得的复合材料具有较好的韧性； 优选聚丙烯通过液相本体法制得：丙烯单体以液相状态在釜式反应器中进行液相本体 聚合，乙烯、丙烯在流化床反应器中进行气相共聚。此方法制得的聚丙烯相较于一般聚丙烯 具有更高的纯度，制得的复合材料的具有更好的力学性能。
[0023] 其中，山梨醇刚性因子可为苯亚甲基山梨醇类化合物，如二苄叉山梨醇、二亚（3， 4-二甲基）苄基山梨醇，此原料的添加能够显著提高复合材料的刚性，增加硬度，制得的复 合材料能够应用于室内外。
[0024] 其中，补强剂可为矿物粉，如滑石粉、硅钙粉、碳酸钙、大理石粉和硫酸钡，优选矿 物粉的尺寸为纳米级，硫酸钡一方面可以起到补强的作用，另一方面由于其重量重，含硫酸 钡的复合材料重量重，制成灯具配件是具有金属质感，根据需要在灯具配件上上漆，即能达 到金属上漆后的质感； 其中，增强剂为增强纤维，优选为玻璃纤维，尤其是经过二次拉伸后形成的细玻璃纤 维，提高复合材料的强度更显著； 其中，抗氧剂可为选自抗氧剂KY7910和异型抗氧剂1010中的一种以上； 其中，防老剂可为选自防老剂100H; 其中，紫外线吸收剂可为紫外线吸收剂UV531。
[0025] 其中，偶联剂可为常规硅烷偶联剂，优选为通过如下步骤制得的改性硅烷偶联剂 A： 1) 分别取重量百分比为75-85%的异丙醇和15-25%的硅烷偶联剂KH-570,且将异丙醇 控制在常压、83-86°C下，边搅拌边加入硅烷偶联剂KH-570,反应25-40min，得到异丙氧基 取代部分甲氧基的改性KH-570 ; 2) 取重量百分比为85-95%步骤1)制得的异丙氧基取代部分甲氧基的改性KH-570， 在常压下，恒温在58-63°C，边搅拌边加入重量百分比为2. 5-7. 5%的八甲基环四硅氧烷与 2. 5-7. 5%的丙烯酸酯类单体，乳液聚合得到改性硅烷偶联剂A。
[0026] 该改性硅烷偶联剂A添加到复合材料中，一方面能够起到增加材料韧性的作用， 无需额外增加增韧剂，能够提高材料的耐酸碱性，使其能够代替金属应用于室外，另外一方 面又缩短材料成型时间，提高生产效率。
[0027] 其中润滑剂可为常规微晶蜡润滑剂，优选为通过下述方法制得的微晶蜡润滑剂E 蜡：取500g微晶蜡于恒温锅中熔化，待微晶蜡完全熔化且能自由流动时，开始持续搅拌，同 时在IOmin内加入溶解有30-40g阴离子乳化剂的175ml水，接着，再加入15-30g非离子 乳化剂，直到形成均质体，停止搅拌，反应过程的温度维持在110_115°C。其中阴离子乳化 剂可为十二烷基硫酸纳，非离子乳化剂可为tween80,持续搅拌的搅拌速度为800-1200r/ min。该微晶蜡润