CN112538263A - 一种高耐候性环保高分子材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高耐候性环保高分子材料，其特征在于，是由如下重量份的各组分制成：含氟苯基超支化聚三唑65‑75份、功能耐候共聚物15‑25份、1,3,5‑三[3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基]‑1,3,5‑三嗪‑2,4,6(1H,3H,5H)‑三酮改性纳米硼纤维3‑6份、五氧化二磷0.5‑1份；所述功能耐候共聚物是由2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4‑丙烯氧基‑2‑羟基二苯甲酮、2‑[3‑(2H‑苯并三唑‑2‑基)‑4‑羟基苯基]乙基2‑甲基丙烯酸酯通过自由基共聚反应而成。本发明还提供了一种所述高耐候性环保高分子材料的制备方法。本发明提供的高耐候性环保高分子材料综合性能好，机械力学性能、耐候性和环保性优异，阻燃性和性能稳定佳。

Description

一种高耐候性环保高分子材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高耐候性环保高分子材料及其制备方法。
背景技术
人类的生活演进，除了思想观念之外，物质的发明扮演着相当重要的角色。自从远古时代人们使用石器开始，材料就和人类生活结下不解之缘。再经过青铜器时代，铁器时代而到高温超导体出现的今日，材料无不日新月异地被发明与改革。人们也因为材料的进步而改善了生活的状况。高分子材料作为一种常见的材料，其发展状况在一定程度上直接反映出当代文明程度。高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中，被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。由于其普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展，广泛应用于汽车、电子电器、机械设备、建筑、航空、医疗器械、医药包装、农业、家用电器等行业。
目前，市面上的高分子材料或多或少存在着质量不稳定，耐候性能不佳，容易老化和发生龟裂，耐磨性、耐油性、抗氧化性差，阻燃效果不好，性脆，冲击强度低，由于分子链的刚性，易引起应力开裂，使用寿命短，成型加工困难的问题，这些缺陷给高分子材料的实际应用带了来诸多不便，无法满足市场的严格需求。除此之外，市面上的高分子材料为了改善其综合性能，通常向基体中添加一些具有急性毒性的增塑剂类助剂，这些助剂的使用使得材料环保性能不佳，而且，添加的大量的助剂与基体之间的相容性不好，在长期使用过程中易从基体材料中渗出，影响其性能稳定性。
例如，申请号为201210070456.6的中国发明专利公开了一种环保型高阻燃高耐候聚丙烯，其特征在于含有下述重量份的组分：共聚聚丙烯和/或均聚聚丙烯、阻燃剂、紫外吸收剂、光稳定剂、抗氧剂、抗铜害剂和加工助剂。该发明的聚丙烯具有优异的力学性能以及高阻燃、高耐候效果。然而，这些效果是通过助剂引入的，这些功能助剂在长期使用过程中容易溶出，从而丧失功能，使得材料稳定性不好。
本领域仍需要一种综合性能好的高耐候性环保高分子材料，该高分子材料不仅具有优异的机械力学性能、耐候性和环保性，而且其阻燃性和性能稳定佳。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种高耐候性环保高分子材料及其制备方法，该制备方法简单易行，无需专用设备，投资小，能耗低，原料来源广泛，制备效率和良品率高，适合连续规模化生产，具有较高的经济价值和社会价值。通过这种制备方法制备得到的高耐候环保高分子材料综合性能好，机械力学性能、耐候性和环保性优异，阻燃性和性能稳定佳。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是，一种高耐候性环保高分子材料，其特征在于，是由如下重量份的各组分制成：含氟苯基超支化聚三唑65-75份、功能耐候共聚物15-25份、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维3-6份、五氧化二磷0.5-1份；所述功能耐候共聚物是由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯通过自由基共聚反应而成。
适合本发明技术方案的含氟苯基超支化聚三唑无特别的限制，在本发明的一个实例中，所述含氟苯基超支化聚三唑为CN106632102A实施例1中涉及到的超支化聚三唑。
本发明的一个实例中，所述功能耐候共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯、引发剂加入高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65-75℃下搅拌反应4-6小时，后在水中沉出，并将沉出的聚合物用乙醇洗涤3-6次，最后置于真空干燥箱中85-95℃下干燥至恒重，得到功能耐候共聚物。
适合本发明技术方案的引发剂无特别的限制，只要其能引发本申请中涉及到的含有不饱和键的单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯发生自由基共聚的本领域常规引发剂可有利地用于本发明技术方案即可。在本发明的一个实例中，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或它们以任意比例形成的混合物。
本发明的一个实例中，所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
本发明的一个实例中，所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
本发明的一个实例中，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为(2-3):1:1:1:(0.05-0.06):(20-30)。
本发明的一个实例中，所述1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维的制备方法，包括：将纳米硼纤维分散于有机溶剂中，然后再向其中加入1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮，在50-60℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，得到1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维。
本发明的一个实例中，所述纳米硼纤维、有机溶剂、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的质量比为(3-5):(15-25):(0.2-0.5)。
本发明的一个实例中，所述有机溶剂为甲醇、乙腈、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺中任意一种。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述高耐候性环保高分子材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合均匀后，得到混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出成型，得到高耐候性环保高分子材料成品。
本发明提供的一种高耐候性环保高分子材料的制备方法，该制备方法简单易行，无需专用设备，投资小，能耗低，原料来源广泛，制备效率和良品率高，适合连续规模化生产，具有较高的经济价值和社会价值。
本发明提供的一种高耐候性环保高分子材料，克服了传统的高分子材料或多或少存在着质量不稳定，耐候性能不佳，容易老化和发生龟裂，耐磨性、耐油性、抗氧化性差，阻燃效果不好，性脆，冲击强度低，由于分子链的刚性，易引起应力开裂，使用寿命短，成型加工困难的问题，也克服了市面上的高分子材料为了改善其综合性能，通常向基体中添加一些具有急性毒性的增塑剂类助剂，这些助剂的使用使得材料环保性能不佳，而且，添加的大量的助剂与基体之间的相容性不好，在长期使用过程中易从基体材料中渗出，影响其性能稳定性的缺陷，通过各组分协同作用，使得制成的高耐候性环保高分子材料综合性能好，机械力学性能、耐候性和环保性优异，阻燃性和性能稳定佳。
本发明提供的一种高耐候性环保高分子材料，含氟苯基超支化聚三唑上的苯环易与功能耐候共聚物上的磺酸基在五氧化二磷的催化作用下发生化学反应，形成三维网络结构，使得砜基与苯环之间相连，在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，有效改善材料的综合性能和性能稳定性。含氟苯基超支化聚三唑、功能耐候共聚物上均含有氟苯、唑结构，使得二者之间的相容性好，使得形成统一整体，结构更紧凑，耐用性更好，使用寿命更长。
本发明提供的一种高耐候性环保高分子材料，含氟苯基超支化聚三唑上超支化结构的引入，能增强材料的韧性，提高其与其它组分的相容性，含氟苯基、聚三唑基不仅能有效改善耐候性，还能使得其阻燃性能得到提高；通过共聚物引入的氟苯结构、苯甲酮结构和苯并三唑结构，协同作用使得耐候性进一步提高，这些结构均以化学键连接在分子链上，而不是以单组份助剂的形式掺加，有效改善了性能稳定性。
本发明提供的一种高耐候性环保高分子材料，添加1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维，能有效改善材料的机械力学性能和耐高温性能，通过表面改性，在表面引入三嗪酮结构，能进一步改善耐候性和阻燃性，提高纳米硼纤维的分散性及其与其它组分的相容性。含氟苯基超支化聚三唑上的乙烯基、共聚物分子链上的苯酚结构，能增强材料的抗氧化性能；酰胺基团能进一步提高其综合性能。通过各组分协同作用，使得耐候性、综合性能和阻燃性得到改善。
本发明提供的一种高耐候性环保高分子材料，通过各组分的合理选取，塑化性能好，无需添加毒性较大的增塑剂，有效改善了材料的环保性能和性能稳定性；同时，还在一定程度上降低了成本。
具体实施方式
下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。
一种高耐候性环保高分子材料，其特征在于，是由如下重量份的各组分制成：含氟苯基超支化聚三唑65-75份、功能耐候共聚物15-25份、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维3-6份、五氧化二磷0.5-1份；所述功能耐候共聚物是由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯通过自由基共聚反应而成。
适合本发明技术方案的含氟苯基超支化聚三唑无特别的限制，在本发明的一个实例中，所述含氟苯基超支化聚三唑为CN106632102A实施例1中涉及到的超支化聚三唑。
本发明的一个实例中，所述功能耐候共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯、引发剂加入高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65-75℃下搅拌反应4-6小时，后在水中沉出，并将沉出的聚合物用乙醇洗涤3-6次，最后置于真空干燥箱中85-95℃下干燥至恒重，得到功能耐候共聚物。
适合本发明技术方案的引发剂无特别的限制，只要其能引发本申请中涉及到的含有不饱和键的单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯发生自由基共聚的本领域常规引发剂可有利地用于本发明技术方案即可。在本发明的一个实例中，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或它们以任意比例形成的混合物。
本发明的一个实例中，所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
本发明的一个实例中，所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
本发明的一个实例中，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为(2-3):1:1:1:(0.05-0.06):(20-30)。
本发明的一个实例中，所述1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维的制备方法，包括：将纳米硼纤维分散于有机溶剂中，然后再向其中加入1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮，在50-60℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，得到1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维。
本发明的一个实例中，所述纳米硼纤维、有机溶剂、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的质量比为(3-5):(15-25):(0.2-0.5)。
本发明的一个实例中，所述有机溶剂为甲醇、乙腈、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺中任意一种。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
（1）本发明的另一个目的，在于提供一种所述高耐候性环保高分子材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合均匀后，得到混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出成型，得到高耐候性环保高分子材料成品。
（2）本发明提供的一种高耐候性环保高分子材料的制备方法，该制备方法简单易行，无需专用设备，投资小，能耗低，原料来源广泛，制备效率和良品率高，适合连续规模化生产，具有较高的经济价值和社会价值。
（3）本发明提供的一种高耐候性环保高分子材料，克服了传统的高分子材料或多或少存在着质量不稳定，耐候性能不佳，容易老化和发生龟裂，耐磨性、耐油性、抗氧化性差，阻燃效果不好，性脆，冲击强度低，由于分子链的刚性，易引起应力开裂，使用寿命短，成型加工困难的问题，也克服了市面上的高分子材料为了改善其综合性能，通常向基体中添加一些具有急性毒性的增塑剂类助剂，这些助剂的使用使得材料环保性能不佳，而且，添加的大量的助剂与基体之间的相容性不好，在长期使用过程中易从基体材料中渗出，影响其性能稳定性的缺陷，通过各组分协同作用，使得制成的高耐候性环保高分子材料综合性能好，机械力学性能、耐候性和环保性优异，阻燃性和性能稳定佳。
（4）本发明提供的一种高耐候性环保高分子材料，含氟苯基超支化聚三唑上的苯环易与功能耐候共聚物上的磺酸基在五氧化二磷的催化作用下发生化学反应，形成三维网络结构，使得砜基与苯环之间相连，在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，有效改善材料的综合性能和性能稳定性。含氟苯基超支化聚三唑、功能耐候共聚物上均含有氟苯、唑结构，使得二者之间的相容性好，使得形成统一整体，结构更紧凑，耐用性更好，使用寿命更长。
（5）本发明提供的一种高耐候性环保高分子材料，含氟苯基超支化聚三唑上超支化结构的引入，能增强材料的韧性，提高其与其它组分的相容性，含氟苯基、聚三唑基不仅能有效改善耐候性，还能使得其阻燃性能得到提高；通过共聚物引入的氟苯结构、苯甲酮结构和苯并三唑结构，协同作用使得耐候性进一步提高，这些结构均以化学键连接在分子链上，而不是以单组份助剂的形式掺加，有效改善了性能稳定性。
（6）本发明提供的一种高耐候性环保高分子材料，添加1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维，能有效改善材料的机械力学性能和耐高温性能，通过表面改性，在表面引入三嗪酮结构，能进一步改善耐候性和阻燃性，提高纳米硼纤维的分散性及其与其它组分的相容性。含氟苯基超支化聚三唑上的乙烯基、共聚物分子链上的苯酚结构，能增强材料的抗氧化性能；酰胺基团能进一步提高其综合性能。通过各组分协同作用，使得耐候性、综合性能和阻燃性得到改善。
实施例1
实施例1提供一种高耐候性环保高分子材料，其特征在于，是由如下重量份的各组分制成：含氟苯基超支化聚三唑65份、功能耐候共聚物15份、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维3份、五氧化二磷0.5份；所述功能耐候共聚物是由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯通过自由基共聚反应而成。
所述含氟苯基超支化聚三唑为CN106632102A实施例1中涉及到的超支化聚三唑。
所述功能耐候共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯、引发剂加入高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65℃下搅拌反应4小时，后在水中沉出，并将沉出的聚合物用乙醇洗涤3次，最后置于真空干燥箱中85℃下干燥至恒重，得到功能耐候共聚物；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为二甲亚砜；所述惰性气体为氮气。
所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为2:1:1:1:0.05:20。
所述1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维的制备方法，包括：将纳米硼纤维分散于有机溶剂中，然后再向其中加入1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮，在50℃下搅拌反应3小时，后旋蒸除去溶剂，得到1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维；所述纳米硼纤维、有机溶剂、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的质量比为3:15:0.2；所述有机溶剂为甲醇。
实施例2
实施例2提供一种高耐候性环保高分子材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，是由如下重量份的各组分制成：含氟苯基超支化聚三唑68份、功能耐候共聚物18份、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维4份、五氧化二磷0.6份；所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为2.3:1:1:1:0.053:22；所述纳米硼纤维、有机溶剂、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的质量比为3.5:17:0.3。
实施例3
实施例3提供一种高耐候性环保高分子材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，是由如下重量份的各组分制成：含氟苯基超支化聚三唑70份、功能耐候共聚物20份、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维4.5份、五氧化二磷0.7份；所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为2.5:1:1:1:0.055:25；所述纳米硼纤维、有机溶剂、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的质量比为4:20:0.35。
实施例4
实施例4提供一种高耐候性环保高分子材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，是由如下重量份的各组分制成：含氟苯基超支化聚三唑73份、功能耐候共聚物23份、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维5.5份、五氧化二磷0.9份；所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为2.8:1:1:1:0.058:28；所述纳米硼纤维、有机溶剂、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的质量比为4.5:23:0.45。
实施例5
实施例5提供一种高耐候性环保高分子材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，是由如下重量份的各组分制成：含氟苯基超支化聚三唑75份、功能耐候共聚物25份、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维6份、五氧化二磷1份；所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为3:1:1:1:0.06:30；所述纳米硼纤维、有机溶剂、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的质量比为5:25:0.5。
对比例1
对比例1提供一种高耐候性环保高分子材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，没有添加功能耐候共聚物。
对比例2
对比例2提供一种高耐候性环保高分子材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维的制备过程中用硅烷偶联剂KH550代替1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮。
对比例3
对比例3提供一种高耐候性环保高分子材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，功能耐候共聚物的制备过程中没有添加2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯。
对比例4
对比例4提供一种高耐候性环保高分子材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，功能耐候共聚物的制备过程中没有添加4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮。
对比例5
对比例5提供一种高耐候性环保高分子材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，功能耐候共聚物的制备过程中没有添加烯丙基五氟苯。
将实施例1-5和对比例1-5所述材料进行性能测试，测试结果见表1，测试方法如下：
（1）缺口冲击强度：按照GB/T 1843-2008进行测试。
（2）拉伸强度：按照GB1040-1992进行测试。
（3）弯曲强度：按照GB/T9341-2000进行测试。
（4）热变形温度 (HDT，0.45MPa)：按照GB1634-1979进行测试。
（5）极限氧指数：按照GB/T2406-1993进行测试。
（6）耐候性：碳弧灯老化试验按GB/T16422.4-1996进行，采用连续720h光照试验，黑板温度为(65±3)℃，相对湿度为(50±5)％。测其产品的拉伸强度保持率，拉伸强度保持率＝老化后拉伸强度/老化前拉伸强度×100％。
表1 实施例和对比例样品性能
项目 缺口冲击强度( KJ/m<sup>2</sup>) 拉伸强度( MPa) 弯曲强度( MPa) 热变形温度(℃) 极限氧指数(%) 耐候性（%）
实施例1 50 62 71 132 31 98.7
实施例2 53 64 74 135 32 99.1
实施例3 55 67 77 139 32 99.4
实施例4 57 69 79 142 33 99.6
实施例5 58 71 80 144 33 99.9
对比例1 34 47 58 119 27 93.5
对比例2 47 58 69 129 30 97.9
对比例3 45 60 68 125 28 96.7
对比例4 45 59 66 123 29 96.2
对比例5 46 60 69 120 28 97.0
从上表可以看出，本发明实施例公开的高耐候性环保高分子材料具有更好的机械力学性能、耐候性、阻燃性和热稳定性，这是各组分协同作用的结果。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据依据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高耐候性环保高分子材料，其特征在于，是由如下重量份的各组分制成：含氟苯基超支化聚三唑65-75份、功能耐候共聚物15-25份、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维3-6份、五氧化二磷0.5-1份；所述功能耐候共聚物是由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯通过自由基共聚反应而成。
2.根据权利要求1所述的一种高耐候性环保高分子材料，其特征在于，所述功能耐候共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯、引发剂加入高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65-75℃下搅拌反应4-6小时，后在水中沉出，并将沉出的聚合物用乙醇洗涤3-6次，最后置于真空干燥箱中85-95℃下干燥至恒重，得到功能耐候共聚物。
3.根据权利要求2所述的一种高耐候性环保高分子材料，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或它们以任意比例形成的混合物。
4.根据权利要求2所述的一种高耐候性环保高分子材料，其特征在于，所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的一种高耐候性环保高分子材料，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
6.根据权利要求2所述的一种高耐候性环保高分子材料，其特征在于，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基五氟苯、4-丙烯氧基-2-羟基二苯甲酮、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为(2-3):1:1:1:(0.05-0.06):(20-30)。
7.根据权利要求1所述的一种高耐候性环保高分子材料，其特征在于，所述1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维的制备方法，包括：将纳米硼纤维分散于有机溶剂中，然后再向其中加入1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮，在50-60℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，得到1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮改性纳米硼纤维。
8.根据权利要求7所述的一种高耐候性环保高分子材料，其特征在于，所述纳米硼纤维、有机溶剂、1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮的质量比为(3-5):(15-25):(0.2-0.5)。
9.根据权利要求7所述的一种高耐候性环保高分子材料，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇、乙腈、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺中任意一种。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的高耐候性环保高分子材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合均匀后，得到混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出成型，得到高耐候性环保高分子材料成品。
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