專利名稱：一種戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米復(fù)合母粒，具體地說，它是由脂肪族聚酰胺、無機(jī)納米材料、無機(jī)填料、有機(jī)助劑制備而成的戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒，屬于戶外燈具材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
塑料因?yàn)椴馁|(zhì)輕、絕緣、耐磨、耐腐蝕、美觀、加工工藝簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，而廣泛應(yīng)用于戶外。但塑料(屬高分子樹脂類)在戶外使用中，長時(shí)間受高能紫外線的輻射會(huì)發(fā)生光老化而導(dǎo)致降解，降解物在空氣中與氧或者其它活性成分發(fā)生反應(yīng)，從而出現(xiàn)黃化現(xiàn)象，同時(shí)光澤度以及物理機(jī)械性能都將大幅度降低，最后導(dǎo)致其實(shí)際使用壽命降低周大綱，謝鴿成，等.塑料老化與防老化技術(shù)[M].北京中國輕工業(yè)出版社，1992.。
目前，國內(nèi)外市場流通的通用級耐候型塑料的母粒主要是通過添加有機(jī)光穩(wěn)定劑來降低塑料制品的光老化程度，但有機(jī)光穩(wěn)定劑屬于環(huán)境不友好材料，其自身也會(huì)老化降解，降解產(chǎn)物大多具有毒性，對環(huán)境破壞嚴(yán)重，而且塑料制品也將隨著有機(jī)光穩(wěn)定劑的降解而導(dǎo)致其耐候功能喪失，因此此類型母粒材料在以后的工程應(yīng)用中將逐漸受到限制直至淘汰。
納米材料是粒子直徑分布在1nm～100nm之間的超細(xì)微粒。納米微粒是介于原子團(tuán)簇和亞微米顆粒之間的粒子，其界面組成基元占較大比例，既不同于長程有序的晶體，又不同于長程無序，短程有序的非晶體，而是處于無序度更高的狀態(tài)，這種狀態(tài)使納米粒子產(chǎn)生了獨(dú)特的物理和化學(xué)性能小尺寸效應(yīng)，表面效應(yīng)，量子尺寸效應(yīng)，宏觀量子隧道效應(yīng)及介電限域效應(yīng)。這些特殊的效應(yīng)使金紅石型納米TiO2等無機(jī)半導(dǎo)體納米材料具有了紫外屏蔽能力。
當(dāng)光照在半導(dǎo)體粒子上，其光子能量大于禁帶寬度時(shí)，光激發(fā)電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶產(chǎn)生電子(e-)和空穴(h+)，而電子和空穴很容易重新復(fù)合或被納米粒子中雜質(zhì)或其他缺陷捕獲，并以熱能或光的形式釋放能量，從而實(shí)現(xiàn)吸收紫外線的過程。引發(fā)這個(gè)過程的光線的最大激發(fā)波長可以根據(jù)材料的禁帶寬度Eg求得Eg=hv=h×cλ]]>⇒λ=hcEg]]>
式中h-普朗克常量，6.626×10-34J·Sc-光速，3.0×108m/s根據(jù)上述公式，以金紅石型納米TiO2為例，其禁帶寬度Eg為3.0ev，可算出TiO2對應(yīng)的最大激發(fā)波長為413nm。理論上說，波長小于最大激發(fā)波長的光都能被半導(dǎo)體納米粒子吸收，因此，納米二氧化鈦粒子的對紫外光有寬的吸收帶。
但是，目前還沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于應(yīng)用無機(jī)納米粒子制造具有較高的耐候性、對環(huán)境無污染的戶外燈具專用納米復(fù)合母粒的報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒，本發(fā)明的另一技術(shù)方案還提供了該納米復(fù)合母粒的制備方法。
本發(fā)明提供了一種戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒，它是由下述重量配比的原料制備而成脂肪族聚酰胺 93.5～99.2份無機(jī)納米材料 0.2～1.0份無機(jī)填料 0.5～5.0份有機(jī)助劑 0.1～0.5份。
進(jìn)一步地，它是由下述重量配比的原料制備而成脂肪族聚酰胺 95.5份無機(jī)納米材料 0.5份無機(jī)填料 3.5份有機(jī)助劑 0.5份。
本發(fā)明母粒中所述的脂肪族聚酰胺是尼龍6或尼龍66中的一種或兩種，脂肪族聚酰胺的質(zhì)均分子量Mw為20000～50000，相對粘度為2.0～4.5。其中質(zhì)均分子量的物理意義為各種不同相對分子質(zhì)量的分子之質(zhì)量分?jǐn)?shù)與其對應(yīng)的相對分子質(zhì)量乘積的總和。見《功能材料概論》第20頁、21頁，主編殷景華、王雅珍、鞠剛，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002年；《高分子化學(xué)(第三版)》第8頁、9頁，主編潘祖仁，化學(xué)工業(yè)大學(xué)出版社，2002年。
本發(fā)明母粒中所述的無機(jī)納米材料是由SiO2、ZnO、TiO2的一種或多種組成；其中TiO2、SiO2、ZnO的重量配比為3～4∶0～2∶0～1；進(jìn)一步地，所述的納米TiO2、納米SiO2、納米ZnO的重量配比為4∶1∶1或3∶2∶1或4∶1∶0或3∶2∶0，SiO2與ZnO還可以以重量配比2∶1或/和3∶1配比使用。
其中，所述的納米TiO2為金紅石型納米TiO2經(jīng)過包覆量0.5～5％w/w的硅鋁無機(jī)包覆，并采用γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、硬脂酸、檸檬酸中的至少一種有機(jī)處理所得，其粒徑為25～50nm。其具體制備方法包括如下步驟(1)無機(jī)包覆工序?qū)①|(zhì)量含量為10％～50％的納米TiO2水懸浮液砂磨30min～120min，再將懸浮液配成納米TiO2含量為2％～10％的漿料，分別以硅酸鈉、水玻璃(xNa2O·ySiO2·zH2O)、偏鋁酸鈉、硫酸鋁為包硅、包鋁添加劑，以質(zhì)量濃度為0.5％～10％的硫酸溶液(或冰醋酸)、質(zhì)量濃度為0.5％～10％的碳酸氫銨溶液(或碳酸銨溶液、碳酸鉀溶液、碳酸氫鉀溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液、氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氨水)為輔助添加劑，硫酸溶液與碳酸氫銨溶液添加量分別為納米TiO2質(zhì)量總數(shù)的0.5％～10％，添加劑可以采取一次加入或分批滴加的方式進(jìn)行，包覆反應(yīng)溫度為50～120℃，反應(yīng)時(shí)間為30～600min，然后將反應(yīng)體系洗滌、過濾，將濾餅在90～120℃下干燥5～12h，最后采用球磨設(shè)備或氣流粉碎設(shè)備進(jìn)行粉碎。
(2)有機(jī)處理工序?qū)ⅵ?縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(或硬脂酸、檸檬酸)配成質(zhì)量濃度為2～50％的醇水混合液(醇水混合液中含有5～50％的乙醇、正丁醇、丙醇或異丙醇等醇類。)，再將無機(jī)包覆后的納米TiO2加入上述溶液，納米TiO2添加量為5～30％，然后反應(yīng)10～120min，最后將反應(yīng)體系過濾、干燥、粉碎。
采用經(jīng)無機(jī)包覆和有機(jī)處理技術(shù)，能夠改善金紅石型納米TiO2等無機(jī)粒子在高分子樹脂中的分散性和光穩(wěn)定性，提高無機(jī)納米材料與高分子樹脂的相容性和結(jié)合力，使納米粒子與高分子樹脂、無機(jī)相與有機(jī)相在納米范圍內(nèi)結(jié)合，使兩相界面間形成化學(xué)鍵力，從而能夠發(fā)揮無機(jī)納米材料的納米效應(yīng)和協(xié)同效應(yīng)。
本發(fā)明所述的無機(jī)填料為碳酸鈣、鈦白粉、滑石粉、硫酸鋇、硫酸鈣、硅酸鹽中的至少一種，上述輔助填料均是塑料改性領(lǐng)域或該領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的技術(shù)，可以配合使用，但前提是這些輔助填料對本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)及本發(fā)明優(yōu)良效果的取得不產(chǎn)生不利影響。
所述的有機(jī)助劑是酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑與受阻胺光穩(wěn)定劑的組合物。其中，所述的酚類抗氧劑有三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯(比如Irganox245)；所述的亞磷酸酯類抗氧劑有季戊四醇雙亞磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯(比如Ultranox626)；所述的受阻胺光穩(wěn)定劑有雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(比如Tinuvin770)。
本發(fā)明所述酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑與受阻胺光穩(wěn)定劑是本領(lǐng)域通用抗氧劑或光穩(wěn)定劑。抗氧劑使高分子樹脂(即脂肪族聚酰胺)在加工過程中有良好的熱加工穩(wěn)定性，避免由于高溫使高分子樹脂的色澤、力學(xué)性能等在熱加工過程中發(fā)生變化；受阻胺光穩(wěn)定劑可以捕獲高分子樹脂降解過程中產(chǎn)生的活性自由基，從而降低高分子樹脂分子鏈的斷裂反應(yīng)速度。雖然本發(fā)明中也添加了其降解產(chǎn)物會(huì)污染環(huán)境的有機(jī)光穩(wěn)定劑，但是因?yàn)槠涮砑恿啃∮诔Ｒ?guī)添加量，而且本發(fā)明母粒在添加的有機(jī)光穩(wěn)定劑降解后仍然具有抗光老化的能力，耐候性能良好持久。
本發(fā)明戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒，它是由下述重量配比的原料制備而成脂肪族聚酰胺 93.5～99.2份金紅石型納米TiO20.2～1.0份無機(jī)填料 0.5～5.0份三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯0.1～0.2份季戊四醇雙亞磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯 0.1～0.3份雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯 0.1～0.2份。
進(jìn)一步地，它是由下述重量配比的原料制備而成脂肪族聚酰胺 95.5份金紅石型納米TiO20.5份無機(jī)填料 3.5份三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯0.1份季戊四醇雙亞磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯 0.3份雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯 0.1份。
上述中的金紅石型納米TiO2可以使用未經(jīng)過無機(jī)硅鋁包覆和有機(jī)處理的金紅石型納米TiO2，也可以使用經(jīng)過無機(jī)硅鋁包覆和有機(jī)處理的金紅石型納米TiO2。
本發(fā)明還提供了該戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒的制備方法，它包括如下步驟a、按重量配比稱取脂肪族聚酰胺93.5～99.2份、無機(jī)納米材料0.2～1.0份、無機(jī)填料0.5～5.0份、有機(jī)助劑0.1～0.5份；b、將無機(jī)納米材料在70～110℃的條件下干燥1～3小時(shí)，將脂肪族聚酰胺在90～120℃的條件下干燥10～15小時(shí)；c、將脂肪族聚酰胺、無機(jī)納米材料與無機(jī)填料、有機(jī)助劑預(yù)混合4～8分鐘，預(yù)混合速度為1000～1500rpm；
d、將預(yù)混合好的物料用擠出設(shè)備擠出，成型，制成母粒。
本發(fā)明母粒按照GB/T 16422.2-1999標(biāo)準(zhǔn)，采用氙燈耐氣候試驗(yàn)機(jī)對本發(fā)明母粒及母粒制備的標(biāo)準(zhǔn)測試樣條進(jìn)行28天氣候加速老化試驗(yàn)按照GB/T 15596-1995標(biāo)準(zhǔn)測試其色差值小于3，按照GB/T 8807-1988標(biāo)準(zhǔn)測試其光澤度保持率在85％以上，按照GB/T 1843-1996標(biāo)準(zhǔn)測試尖缺口沖擊強(qiáng)度保持率在80％以上，按照GB/T 1040-1992標(biāo)準(zhǔn)測試?yán)鞌嗔蜒由炻实谋３致试?0％以上；其色差值、光澤度保持率、尖缺口沖擊強(qiáng)度保持率、拉伸斷裂延伸率的保持率均優(yōu)于市場流通產(chǎn)品和未添加納米材料制備的測試樣條。
采用本發(fā)明母粒制備的材料克服了戶外設(shè)施采用塑料配件易光老化的缺點(diǎn)因納米材料經(jīng)無機(jī)包覆和有機(jī)處理技術(shù)處理改善了金紅石型納米TiO2等無機(jī)納米粒子在高分子樹脂中的分散性，提高了無機(jī)納米材料與高分子樹脂的相容性和結(jié)合力，使納米粒子與高分子樹脂、無機(jī)相與有機(jī)相在納米范圍內(nèi)結(jié)合，使兩相界面間形成化學(xué)鍵力，從而能夠發(fā)揮無機(jī)納米材料的納米效應(yīng)和協(xié)同效應(yīng)。同時(shí)發(fā)揮金紅石型納米TiO2等無機(jī)納米材料的寬波段、長效屏蔽紫外線的能力以及有機(jī)光穩(wěn)定劑截?cái)鄳敉庠O(shè)施老化降解反應(yīng)鏈的協(xié)同作用，使戶外設(shè)施的耐候能力大幅度提高。而且因本發(fā)明母粒原料中添加了無機(jī)納米材料，則有機(jī)光穩(wěn)定劑添加量則相應(yīng)減少，可以相對減少對環(huán)境的污染。
由于化工領(lǐng)域的特殊性，沒有經(jīng)過大量篩選試驗(yàn)的支持，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員并不能顯而易見地推知具有某些功能的材料混合加工后就可以制造出具有這些混合功能的材料。同樣不能顯而易見地推導(dǎo)出加入了具有屏蔽紫外線功能的無機(jī)納米材料制備而成的戶外燈具專用復(fù)合母粒以及制備的戶外燈具也同樣可以具有屏蔽紫外線的功能、抗光老化的功能；同時(shí)無機(jī)納米材料加入的種類、無機(jī)納米材料的加入量以及在制備過程中無機(jī)納米材料是否需要預(yù)處理、在哪一步驟加入無機(jī)納米材料和加入的方式，都不是顯而易見就可以推導(dǎo)出來的。
本發(fā)明納米復(fù)合母粒制備的戶外設(shè)施用塑料配件，具有抗光老化的作用，具有優(yōu)異的耐候性能，可延長戶外設(shè)施的實(shí)際使用壽命，且降解產(chǎn)物對環(huán)境污染小，為戶外設(shè)施母粒及材料提供了一種新的選擇。
顯然，根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更。
圖1紫外汞燈加速老化試驗(yàn)(高壓紫外汞燈加速老化504小時(shí)的光澤度保持率比較試驗(yàn))圖2氙燈氣候加速老化試驗(yàn)(氙燈氣候加速老化28天的懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度保持率比較試驗(yàn))圖3氙燈氣候加速老化試驗(yàn)(氙燈氣候加速老化1176小時(shí)的色差值比較試驗(yàn))其中，圖1、2、3中的納米改性樣品為試驗(yàn)例2中的試驗(yàn)材料A，市場流通產(chǎn)品為試驗(yàn)例2中的試驗(yàn)材料D，未改性樣品為試驗(yàn)例2中的試驗(yàn)材料E。
以下通過實(shí)施例形式的具體實(shí)施方式
，對本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 本發(fā)明母粒的制備表1
a、取材料如表1；b、將無機(jī)納米材料，金紅石型納米TiO2在110℃的條件下干燥3小時(shí)，將高分子樹脂在120℃的條件下真空干燥15小時(shí)；c、將金紅石型納米TiO2與高分子樹脂、無機(jī)填料、有機(jī)助劑在混合機(jī)進(jìn)行預(yù)混合4～8分鐘，預(yù)混合速度為1000～1500rpm；d、將預(yù)混合好的物料用長徑比大于40的雙螺桿擠出設(shè)備在230～290℃下熔融擠出，螺桿轉(zhuǎn)速為80～200rpm，然后將擠出物料用水冷卻后在70～160rpm的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行造粒形成戶外燈具專用耐候型復(fù)合母粒。
實(shí)施例2 本發(fā)明母粒的制備表2
取材料如表2，制備方法同實(shí)施例1；本實(shí)施例所用金紅石型納米TiO2是金紅石型納米TiO2通過無機(jī)包覆和有機(jī)處理得到的，其具體制備方法步驟如下
無機(jī)包覆工序?qū)①|(zhì)量含量為10％金紅石型納米TiO2懸浮液砂磨90min，再將懸浮液配成納米TiO2含量為2％～10％的漿料，分別以硅酸鈉、偏鋁酸鈉為包硅、包鋁添加劑，以質(zhì)量濃度為10％的硫酸溶液為輔助添加劑，添加量分別為金紅石型納米TiO2質(zhì)量總數(shù)的5％，添加劑可以采取一次加入或分批滴加的方式進(jìn)行，包覆反應(yīng)溫度為100～120℃，反應(yīng)時(shí)間為600min，然后將反應(yīng)體系洗滌、過濾，將濾餅在100～120℃下干燥12h，最后采用球磨設(shè)備或氣流粉碎設(shè)備進(jìn)行粉碎。
有機(jī)處理工序?qū)ⅵ?縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷配成質(zhì)量濃度為2～50％的乙醇水溶液(乙醇濃度為50％)，再將無機(jī)包覆后的金紅石型納米TiO2加入上述溶液，金紅石型納米TiO2添加量為30％，然后反應(yīng)120min，最后將反應(yīng)體系過濾、干燥、粉碎即得。
實(shí)施例3 本發(fā)明母粒的制備表3
取材料如表3，制備方法同實(shí)施例2；本實(shí)施例所用金紅石型納米TiO2同實(shí)施例2。
實(shí)施例4 本發(fā)明母粒的制備表4
a、取材料如表4；b、將無機(jī)納米材料，納米TiO2、納米ZnO、納米SiO2在70℃的條件下干燥1小時(shí)，將高分子樹脂在90℃的條件下真空干燥10小時(shí)；c、將無機(jī)納米材料與高分子樹脂、無機(jī)填料、有機(jī)助劑在混合機(jī)進(jìn)行預(yù)混合4～8分鐘，預(yù)混合速度為1000～1500rpm；d、將預(yù)混合好的物料用長徑比大于40的雙螺桿擠出設(shè)備在230～290℃下熔融擠出，螺桿轉(zhuǎn)速為80～200rpm，然后將擠出物料用水冷卻后在70～160rpm的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行造粒形成戶外燈具專用耐候型復(fù)合母粒。
實(shí)施例5 本發(fā)明母粒的制備表5
a、取材料如表5；b、將無機(jī)納米材料，納米TiO2、納米ZnO、納米SiO2在70℃的條件下干燥2小時(shí)，將高分子樹脂在90℃的條件下真空干燥10小時(shí)；c、將無機(jī)納米材料與高分子樹脂、無機(jī)填料、有機(jī)助劑在混合機(jī)進(jìn)行預(yù)混合5～8分鐘，預(yù)混合速度為1000～1500rpm；d、將預(yù)混合好的物料用長徑比大于40的雙螺桿擠出設(shè)備在225～280℃下熔融擠出，螺桿轉(zhuǎn)速為80～180rpm，然后將擠出物料用水冷卻后在80～150rpm的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行造粒形成戶外燈具專用耐候型復(fù)合母粒。
以下通過耐候試驗(yàn)及沖擊試驗(yàn)證明本發(fā)明母粒的有益效果。
試驗(yàn)例1 本發(fā)明母粒耐候試驗(yàn)及沖擊試驗(yàn)分別取實(shí)施例1、2、3制備而成的母粒按照GB/T 1843-1996塑料懸臂梁沖擊實(shí)驗(yàn)方法，將母粒注塑成標(biāo)準(zhǔn)測試樣條得樣條A、B、C。
按照GB/T 16422.2-1999標(biāo)準(zhǔn)，采用氙燈耐氣候試驗(yàn)機(jī)對樣條A、B、C分別進(jìn)行氣候加速老化28天；按照GB/T 15596-1995，使用CR-10型色差儀分別測試試樣老化前和老化后的顏色值(L、a、b三刺激色)；按照GB/T 8807-1988，使用GG-66C型光澤度計(jì)分別測試試樣老化前和老化后的光澤度值；按照GB/T 1843-1996塑料懸臂梁沖擊實(shí)驗(yàn)方法，使用XJC-25D懸簡組合沖擊試驗(yàn)機(jī)分別測試試樣老化前和老化后的IZOD缺口強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果見表6；
表6 樣條A、B、C耐候試驗(yàn)及沖擊試驗(yàn)結(jié)果
試驗(yàn)證明本發(fā)明提供的耐候型復(fù)合母粒具有優(yōu)異的耐候性能，經(jīng)28天的氙燈氣100候試驗(yàn)機(jī)的人工加速老化試驗(yàn)后，色差值小于3，光澤度保持率大于85％，尖缺口沖擊強(qiáng)度保持率大于80％，拉伸斷裂延伸率保持率大于90％，適用于對耐候具有較高要求的產(chǎn)外燈具專用塑料燈殼、燈罩、裝飾件的制造。
試驗(yàn)例2 本發(fā)明母粒抗老化試驗(yàn)1、試驗(yàn)材料試驗(yàn)材料A取實(shí)施例1制備而成的母粒按照GB/T 1843-1996塑料懸臂梁沖擊實(shí)驗(yàn)方法，將母粒注塑成標(biāo)準(zhǔn)測試樣條得樣條A；試驗(yàn)材料D取市售制備戶外燈具的母粒按照GB/T 1843-1996塑料懸臂梁沖擊實(shí)驗(yàn)方法，將母粒注塑成標(biāo)準(zhǔn)測試樣條得樣條D。
試驗(yàn)材料E取未添加無機(jī)納米材料按實(shí)施例1制備而成的母粒按照GB/T1843-1996塑料懸臂梁沖擊實(shí)驗(yàn)方法，將母粒注塑成標(biāo)準(zhǔn)測試樣條得樣條E。
2、抗老化試驗(yàn)(1)紫外汞燈加速老化試驗(yàn)見圖1。
試驗(yàn)材料A、D、E在216小時(shí)后光澤度保持率開始下降；經(jīng)過504小時(shí)紫外汞燈加速老化，試驗(yàn)材料A光澤度保持率為86％，試驗(yàn)材料D光澤度保持率為69％，試驗(yàn)材料E光澤度保持率為42％。
(2)氙燈氣候加速老化試驗(yàn)見圖2、圖3。
經(jīng)過7天氙燈氣候加速老化，試驗(yàn)材料A、D、E缺口沖擊強(qiáng)度保持率開始下降；經(jīng)過28天氙燈氣候加速老化，試驗(yàn)材料A缺口沖擊強(qiáng)度保持率為96.5％，試驗(yàn)材料D缺口沖擊強(qiáng)度保持率為75％，試驗(yàn)材料E缺口沖擊強(qiáng)度保持率為64.5％。
氙燈氣候老化1176小時(shí)的色差值比較試驗(yàn)材料A∶D∶E為1.92∶3.2∶3.61。
其中，圖1、2、3中的納米改性樣品為試驗(yàn)例2中的試驗(yàn)材料A，市場流通產(chǎn)品為試驗(yàn)例2中的試驗(yàn)材料D，未改性樣品為試驗(yàn)例2中的試驗(yàn)材料E。
上述試驗(yàn)證明本發(fā)明母粒按照GB/T 16422.2-1999標(biāo)準(zhǔn)，采用氙燈耐氣候試驗(yàn)機(jī)對本發(fā)明母粒及母粒制備的標(biāo)準(zhǔn)測試樣條進(jìn)行28天氣候加速老化試驗(yàn)按照GB/T15596-1995標(biāo)準(zhǔn)測試其色差值小于3，按照GB/T 8807-1988標(biāo)準(zhǔn)測試其光澤度保持率在85％以上，按照GB/T 1843-1996標(biāo)準(zhǔn)測試尖缺口沖擊強(qiáng)度保持率在80％以上，按照GB/T 1040-1992標(biāo)準(zhǔn)測試?yán)鞌嗔蜒由炻实谋３致试?0％以上；其色差值、光澤度保持率、尖缺口沖擊強(qiáng)度保持率、拉伸斷裂延伸率的保持率均優(yōu)于市場流通產(chǎn)品和未添加納米材料制備的測試樣條。同時(shí)其降解產(chǎn)物對環(huán)境污染小，為戶外燈具母粒及燈殼、燈罩、裝飾件材料提供了一種新的選擇。
權(quán)利要求
1.一種戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒，其特征在于它是由下述重量配比的原料制備而成脂肪族聚酰胺 93.5～99.2份無機(jī)納米材料 0.2～1.0份無機(jī)填料 0.5～5.0份有機(jī)助劑 0.1～0.5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒，其特征在于它是由下述重量配比的原料制備而成脂肪族聚酰胺 95.5份無機(jī)納米材料 0.5份無機(jī)填料 3.5份有機(jī)助劑 0.5份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒，其特征在于所述的脂肪族聚酰胺是尼龍6或尼龍66中的一種或兩種，脂肪族聚酰胺的質(zhì)均分子量Mw為20000～50000，相對粘度為2.0～4.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒，其特征在于所述的無機(jī)納米材料是由納米SiO2、納米ZnO、納米TiO2的一種或多種組成；其中納米TiO2、納米SiO2、納米ZnO的重量配比為3～4∶0～2∶0～1。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的的戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒，其特征在于所述的納米TiO2、納米SiO2、納米ZnO的重量配比為4∶1∶1或3∶2∶1或4∶1∶0或3∶2∶0。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒，其特征在于所述的納米TiO2為金紅石型納米TiO2經(jīng)過包覆量0.5～5％w/w的硅鋁無機(jī)包覆，并采用γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、硬脂酸、檸檬酸中的至少一種處理所得，其粒徑為25～50nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒，其特征在于所述的有機(jī)助劑是酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑與受阻胺光穩(wěn)定劑的組合物；其中酚類抗氧劑是三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯，亞磷酸酯類抗氧劑是季戊四醇雙亞磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯，受阻胺光穩(wěn)定劑是雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒，其特征在于它是由下述重量配比的原料制備而成脂肪族聚酰胺 93.5～99.2份金紅石型納米TiO20.2～1.0份無機(jī)填料 0.5～5.0份三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯 0.1～0.2份季戊四醇雙亞磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯 0.1～0.3份雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯0.1～0.2份。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒，其特征在于它是由下述重量配比的原料制備而成脂肪族聚酰胺 95.5份金紅石型納米TiO20.5份無機(jī)填料 3.5份三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯 0.1份季戊四醇雙亞磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯 0.3份雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯0.1份。
10.一種制備權(quán)利要求1所述的戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒的方法，它包括如下步驟a、稱取脂肪族聚酰胺93.5～99.2份、無機(jī)納米材料0.2～1.0份、無機(jī)填料0.5～5.0份、有機(jī)助劑0.1～0.5份；b、將無機(jī)納米材料在70～110℃的條件下干燥1～3小時(shí)，將脂肪族聚酰胺在90～120℃的條件下干燥10～15小時(shí)；c、將脂肪族聚酰胺、無機(jī)納米材料與無機(jī)填料、有機(jī)助劑預(yù)混合4～8分鐘，預(yù)混合速度為1000～1500rpm；d、將預(yù)混合好的物料用擠出設(shè)備擠出，成型，制成母粒。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種戶外燈具專用的納米復(fù)合母粒，它是由脂肪族聚酰胺、無機(jī)納米材料、無機(jī)填料、有機(jī)助劑制備而成的。本發(fā)明還提供了該納米復(fù)合母粒的制備方法，該制備方法簡單、易控。制備所得的納米復(fù)合母?？梢灾苽錈魵?、燈罩、裝飾件材料等戶外燈具材料，這些材料具有明顯的抗光老化作用，有優(yōu)異的耐候性，且降解產(chǎn)物對環(huán)境污染小，為戶外燈具等材料的制備提供了一種新的選擇。
文檔編號C08K3/36GK1789335SQ200510022318
公開日2006年6月21日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者曹建軍, 郭剛, 吳健春, 涂銘旌, 朱勝友, 黃婉霞 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院, 四川大學(xué)