一種改善了浮纖的玻纖增強聚丙烯組合物及其製備方法與流程
2023-06-14 11:57:01
本發明屬於高分子複合材料領域，具體涉及一種改善了浮纖的玻纖增強聚丙烯組合物及其製備方法。
背景技術：
：聚丙烯為無毒、無臭、無味的乳白色高結晶的聚合物，分子量約8萬-15萬，密度只有0.90-0.91g/cm3，是目前所有塑料中最輕的品種之一。另外，聚丙烯對水特別穩定，在水中的吸水率僅為0.01%。聚丙烯成型性好，但因其收縮率大，約為1%~2.5%，所以製成厚壁製品易出現凹陷，故對一些尺寸精度較高零件，很難於達到要求。目前主要通過添加玻璃纖維增強聚丙烯，可提高聚丙烯材料的強度、熱變形溫度和尺寸穩定性，擴大了聚丙烯材料的應用領域，廣泛應用於電子電器、汽車、建築等領域。但加入玻纖後則容易出現浮纖的現象，浮纖現象一般是由玻纖外露造成，白色玻纖在塑料熔體充模流動過程中浮露於外表，待冷凝成型後便在塑件表面形成放射狀白色痕跡，當塑件為黑色時會因色澤差異加大而更加明顯。所以浮纖現象不僅影響PA製件的外觀美觀性，還影響其作為耐壓製件的性能。技術實現要素：本發明的目的是提供一種改善了浮纖的玻纖增強聚丙烯組合物及其製備方法。本發明的技術方案如下：本發明提供了一種改善了浮纖的玻纖增強聚丙烯組合物，該組合物包括以下組分和重量份：聚丙烯30-60份，聚乙烯1-10份，玻璃纖維25-45份，雲母5-15份，增韌劑0-5份，成核劑5-10份，矽酮粉5-10份。所述的玻璃纖維為短切玻璃纖維，其長度為2-5mm、直徑為7-13微米。所述雲母的水分含量≤0.1%、吸油量≤25g/100g、長徑比為70。所述的增韌劑選自馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或幾種。所述成核劑為苯甲酸鈉。本發明還提供了一種上述改善了浮纖的玻纖增強聚丙烯組合物的製備方法，該方法包括以下步驟：（1）將聚丙烯和聚乙烯分別進行乾燥；（2）按配比，將乾燥後的聚丙烯、聚乙烯、玻璃纖維、雲母、增韌劑、成核劑和矽酮粉，加入高速混合機中攪拌3-5min；（3）將混合均勻的物料從雙螺杆擠出機的加料口加入，經雙螺杆擠出機熔融擠出、造粒，製備得改善了浮纖的玻纖增強聚丙烯組合物。所述的乾燥的聚丙烯是在溫度為50-80℃，乾燥4-5h；聚乙烯在溫度50-80℃，乾燥4-5h。所述的雙螺杆擠出機的加工工藝為：雙螺杆擠出機一區溫度160-170℃，二區溫度165-175℃，三區溫度180-190℃，四區溫度195-205℃，五區溫度195-205℃，六區溫度200-210℃，機頭溫度200-210℃，主機轉速是15-35HZ。本發明同現有技術相比，具有如下有益效果：1、本發明加入雲母和矽酮粉增強了聚丙烯與玻璃纖維之間的相容性，並在玻璃纖維、聚丙烯樹脂之間形成交聯點，改善了玻纖與樹脂的粘結狀態，減少玻纖與樹脂的分離。同時，雲母和矽酮粉的之間相互配合，提高了玻璃纖維的分散性，增加聚丙烯與玻璃纖維界面相容性，減少玻纖與樹脂的分離，從而大大地減少玻纖的外露。2、由於玻纖的表面與基體樹脂之間的力學作用層厚度增加，使處於玻纖表面附近的基體更易於發生剪切屈服，增加對衝擊能的吸收和耗散效果，促使玻纖對基體樹脂之間的增韌效果。從而使玻纖在樹脂中得到很好地包覆，在加工過程中玻纖與樹脂同步流動，不易扯開，大大地減少玻纖的外露。3、雲母和矽酮粉減少了玻纖外露，從而相應地減少了玻纖與螺杆的磨擦，使螺杆的扭矩也隨之降低，易於加工。4、本發明製備的改性玻纖增強PET組合物具有優異的力學性能。具體實施方式以下結合實施例對本發明作進一步的說明。機械性能測試方法：本發明製備的聚丙烯組合物採用GB標準使用塑料注塑機在230-270℃下注塑成測試試樣，其測試樣條尺寸（長度×寬度×厚度）分別為：拉伸樣條（啞鈴型），170.0×10.0×4.0；彎曲樣條，80.0×10.0×4.0；無缺口衝擊樣條，80.0×10.0×4.0；缺口衝擊樣條，80.0×10.0×4.0，V型缺口，缺口深度為1/5。成型後測試試樣在溫度為(23±2)℃、溼度為(50±5)%的標準環境中放置16h後進行測試其相關性能，測試環境為(23±2)℃、溼度為(50±5)%。拉伸強度和斷裂伸長率：按GB1040測試，拉伸速度為5mm/min。彎曲強度和彎曲模量：按GB9341測試，彎曲速度為1.25mm/min。簡支梁缺口衝擊強度：按GB1043測試。下面實施例中所使用的玻璃纖維為短切玻璃纖維，其長度為2-5mm、直徑為7-13微米。所述雲母的水分含量≤0.1%、吸油量≤25g/100g、長徑比為70。實施例1（1）將聚丙烯在溫度50℃，乾燥4h；聚乙烯在溫度50℃，乾燥4h；（2）稱取乾燥的60份的聚丙烯、1份的聚乙烯、25份的玻璃纖維、5份的雲母、10份的苯甲酸鈉、5份的矽酮粉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機中攪拌3min；（4）然後將上述混合均勻的物料加入雙螺杆擠出機的加料口，經雙螺杆擠出機熔融擠出、造粒，製得聚丙烯組合物；所述的雙螺杆擠出機的加工工藝為：雙螺杆擠出機一區溫度160℃，二區溫度170℃，三區溫度185℃，四區溫度185℃，五區溫度200℃，六區溫度200℃，機頭溫度210℃，主機轉速是15HZ。性能測試結果見表1。實施例2（1）將聚丙烯在溫度80℃，乾燥5h；聚乙烯在溫度80℃，乾燥5h；（2）稱取乾燥的40份的聚丙烯、10份的聚乙烯、30份的玻璃纖維、5份的雲母、5份的增韌劑（馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物）、8份的苯甲酸鈉、8份的矽酮粉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機中攪拌5min；（4）然後將上述混合均勻的物料加入雙螺杆擠出機的加料口，經雙螺杆擠出機熔融擠出、造粒，製得聚丙烯組合物；所述的雙螺杆擠出機的加工工藝為：雙螺杆擠出機一區溫度170℃，二區溫度180℃，三區溫度195℃，四區溫度200℃，五區溫度210℃，六區溫度190℃，機頭溫度210℃，主機轉速是15HZ。性能測試結果見表1。實施例3（1）將聚丙烯在溫度60℃，乾燥4h；聚乙烯在溫度70℃，乾燥5h；（2）稱取乾燥的40份的聚丙烯、5份的聚乙烯、35份的玻璃纖維、10份的雲母、3份的增韌劑（乙烯-丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯）、5份的苯甲酸鈉、10份的矽酮粉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機中攪拌4min；（4）然後將上述混合均勻的物料加入雙螺杆擠出機的加料口，經雙螺杆擠出機熔融擠出、造粒，製得聚丙烯組合物；所述的雙螺杆擠出機的加工工藝為：雙螺杆擠出機一區溫度180℃，二區溫度190℃，三區溫度200℃，四區溫度205℃，五區溫度205℃，六區溫度195℃，機頭溫度210℃，主機轉速是15HZ。性能測試結果見表1。實施例4（1）將聚丙烯在溫度70℃，乾燥4h；聚乙烯在溫度60℃，乾燥5h；（2）稱取乾燥的30份的聚丙烯、5份的聚乙烯、45份的玻璃纖維、15份的雲母、5份的苯甲酸鈉、5份的矽酮粉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機中攪拌4min；（4）然後將上述混合均勻的物料加入雙螺杆擠出機的加料口，經雙螺杆擠出機熔融擠出、造粒，製得聚丙烯組合物；所述的雙螺杆擠出機的加工工藝為：雙螺杆擠出機一區溫度180℃，二區溫度190℃，三區溫度200℃，四區溫度205℃，五區溫度205℃，六區溫度195℃，機頭溫度210℃，主機轉速是15HZ。性能測試結果見表1。對比例1（1）將聚丙烯在溫度60℃，乾燥5h；聚乙烯在溫度60℃，乾燥5h；（2）稱取乾燥的50份的聚丙烯、35份的玻璃纖維、5份的增韌劑、5份的苯甲酸鈉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機中攪拌5min；（4）然後將上述混合均勻的物料加入雙螺杆擠出機的加料口，經雙螺杆擠出機熔融擠出、造粒得聚丙烯複合材料；所述的雙螺杆擠出機的加工工藝為：雙螺杆擠出機一區溫度180℃，二區溫度190℃，三區溫度200℃，四區溫度205℃，五區溫度205℃，六區溫度195℃，機頭溫度210℃，主機轉速是15HZ。性能測試結果見表1。對比例2（1）將聚丙烯在溫度50℃，乾燥5h；聚乙烯在溫度50℃，乾燥4-5h；（2）稱取乾燥的40份的聚丙烯、35份的玻璃纖維、5份的增韌劑、5份的苯甲酸鈉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機中攪拌5min；（4）然後將上述混合均勻的物料加入雙螺杆擠出機的加料口，物料經雙螺杆擠出機熔融擠出、造粒得聚丙烯複合材料；所述的雙螺杆擠出機的加工工藝為：雙螺杆擠出機一區溫度180℃，二區溫度190℃，三區溫度200℃，四區溫度205℃，五區溫度205℃，六區溫度195℃，機頭溫度210℃，主機轉速是15HZ。性能測試結果見表1。對比例3（1）將聚丙烯在溫度150℃，乾燥5h；聚乙烯在溫度60℃，乾燥4-5h；（2）稱取乾燥的40份的聚丙烯、35份的玻璃纖維、5份的增韌劑、5份的苯甲酸鈉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機中攪拌5min；（4）然後將上述混合均勻的物料加入雙螺杆擠出機的加料口，經雙螺杆擠出機熔融擠出、造粒得聚丙烯複合材料；所述的雙螺杆擠出機的加工工藝為：雙螺杆擠出機一區溫度180℃，二區溫度190℃，三區溫度200℃，四區溫度205℃，五區溫度205℃，六區溫度195℃，機頭溫度210℃，主機轉速是15HZ。性能測試結果見表1。表1性能測試方法單位實施例1實施例2實施例3實施例4對比例1對比例2對比例3彎曲強度GB9341MPa85103110106707276彎曲模量GB9341MPa4055424243235224310037003230拉伸強度GB1040MPa70717282555452斷裂伸長率GB1040%30202020544簡支梁缺口衝擊強度GB1043KJ/m230282829111212製件表面光亮，無浮纖光亮，無浮纖光亮，無浮纖光亮，無浮纖有浮纖有浮纖有浮纖本發明中雲母和矽酮粉增強了聚丙烯與玻璃纖維之間的相容性，並在玻璃纖維、聚丙烯樹脂之間形成了交聯點，改善了玻纖與樹脂的粘結狀態，減少玻纖與樹脂的分離。同時，雲母和矽酮粉的之間相互配合，提高了玻璃纖維的分散性，增加聚丙烯與玻璃纖維界面粘接強度，減少玻纖與樹脂的分離，從而大大地減少玻纖的外露。而對比例製備的材料均有浮纖。從上表1中實施例與對比例的比較可以看出，製得的聚丙烯組合物的彎曲強度、彎曲模量、拉伸強度、斷裂伸長率、簡支梁缺口衝擊強度均明顯高於對比例製備的材料，並且製件的表面光亮，無浮纖。上述的對實施例的描述是為便於該
技術領域：
的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，並把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限於這裡的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明範疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護範圍之內。當前第1頁1 2 3