一種長玻璃纖維增強聚丙烯材料及其製備方法
2023-04-30 19:47:26 1
一種長玻璃纖維增強聚丙烯材料及其製備方法
【專利摘要】本發明提供一種長玻璃纖維增強聚丙烯材料及其製備方法，材料組分的質量比為：聚丙烯40～60wt%，長玻璃纖維40～60wt%，相容劑4～8wt%，偶聯劑0.2～0.6wt%,抗氧劑0.3～0.6wt%，潤滑劑1.0～2.0wt%。其加工工藝：先將聚丙烯、相容劑、偶聯劑、抗氧劑、潤滑劑進行共混；然後將共混物加入到雙螺杆擠出機內通過特製模頭進行熔融擠出，加工溫度在190～220℃；將長玻璃纖維進行預熱乾燥處理；再將長玻璃纖維通過特製模頭，在模頭內與樹脂熔體匯合，在模頭內經過一段距離後長玻璃纖維束被樹脂熔體完全浸漬，並同時從特製模頭口出來；最後經過冷卻、乾燥、切粒，即可得到長玻璃纖維增強聚丙烯材料。工藝簡單，設備易操作，產品性能較好。
【專利說明】一種長玻璃纖維增強聚丙烯材料及其製備方法
【技術領域】:
[0001]本發明涉及一種增強聚丙烯材料，特別是長玻璃纖維增強聚丙烯材料及其製備方法，屬於高分子材料領域。
【背景技術】:
[0002]近幾年來，長玻纖增強聚丙烯材料取得突破進展並得到廣泛應用。與工業中應用的傳統的短切玻璃纖維增強聚丙烯材料相比，長玻璃纖維增強聚丙烯材料中，纖維的長度與料粒的長度相等，這樣材料在注塑成型後，在長纖維增強聚丙烯材料的製品內部纖維的平均長度比較大，且纖維在制品內部可以形成一定的網狀結構，使長玻璃纖維增強聚丙烯材料製品的力學性能優於短切玻璃纖維增強聚丙烯材料。與短切玻璃纖維增強聚丙烯材料相比，長玻璃纖維增強聚丙烯材料具有高強度、高剛性、尺寸穩定性優異、低翹曲性、使用壽命長、抗蠕變性能優良、抗衝擊性能良好等優點。
[0003]長玻纖增強聚丙烯材料以其輕質高強、成型容易、可循環利用等優點逐步達到取代輕質金屬和昂貴工程塑料的目的，同時符合了綠色環保、低碳經濟的發展趨勢，已被廣泛應用於汽車、家電、機電、電子電器、航空航天、石油化工等諸多領域。
[0004]目前，長玻纖增強聚丙烯材料的生產方法包括包覆法和浸潰法兩種，兩種方法都存在樹脂與玻纖結合性不好，玻纖分散不均勻的問題，導致注塑製品力學性能不理想，甚至注塑製品表面還會出現玻纖外露的現象，影響製品質量。
【發明內容】
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[0005]本發明的目的是解決現有生產技術中存在的問題，提供一種長玻璃纖維增強聚丙烯材料及其製備方法，採用合理的配方體系以及科學的玻纖表面處理技術，增強樹脂與玻纖的界面粘合力，提高樹脂對玻纖的浸潰效果，降低材料玻纖外露現象，有效提高材料的力學性能。
[0006]本發明的製備方法包括以下步驟:
[0007](I)、將原材料聚丙烯、相容劑、偶聯劑、抗氧劑、潤滑劑按配方質量百分比例加入到混合機內，在常溫下進行均勻混合；
[0008](2)、將上述混合後的物料加入到擠出機料桶內，通過雙螺杆擠出機進行熔融擠出。擠出機機筒加工溫度設定為190~220°C，主機螺杆轉速為200~220r.min—1，主餵料轉速為10~15r.min 1 ；
[0009](3)、將長玻璃纖維束先通過敞開式烘箱進行乾燥處理，烘箱溫度為80~90°C，然後把長玻纖從特製擠出機模頭穿過，同時擠出機開始進行熔融擠出。在模頭內，長玻纖與完全熔融的樹脂匯合，長玻纖在模頭內被強行分散開的同時完全浸潰在熔融樹脂內。經過一段距離後從特製模頭出來後，經過噴淋式水冷裝置進行冷卻，再經風機對料條進行乾燥處理，在牽引機的牽引下，將料條送入到切粒機內進行切粒，即生成出長玻璃纖維增強聚丙烯材料。[0010]具體生產工藝流程如附圖1所示:
[0011]附圖1中各標記的含義如下表1所示
[0012]表1:
[0013]
【權利要求】
1.長玻璃纖維增強聚丙烯材料，其主要特徵在於配方體系中各組分的質量百分含量為:聚丙烯40~70wt%，長玻璃纖維30~70wt%，相容劑2~6wt%，偶聯劑0.2~0.6wt%,抗氧劑0.3~0.6wt%,潤滑劑1.0~2.0wt%。
2.根據權利要求1所述的長玻璃纖維增強聚丙烯材料，其特徵在於:製備此種材料的設備為本公司自主設計的浸潤式擠出機模頭，玻纖走向與擠出料條方向一致，該模頭設有加熱裝置，可防止由於模頭溫度低而降低熔融樹脂流動性，有效提高了玻纖浸潤效果，解決了玻纖浸潤不完全的現象。
3.據權利要求1所述的長玻璃纖維增強聚丙烯材料，其特徵在於:所述的長玻璃纖維增強聚丙烯材料料粒直徑為2~4mm，料粒長度為10~15mm。
4.據權利要求1所述的長玻璃纖維增強聚丙烯材料，其特徵在於:所述的長玻璃纖維為E型無鹼連續玻璃纖維，玻纖直徑為10~15Mm，造粒後，玻纖與料粒等長，長度為10~15_，玻纖有效長徑比可達到1000~1500。
5.據權利要求1所述的長玻璃纖維增強聚丙烯材料，其特徵在於:用此方法生產的長玻璃纖維增強材料與常規短切玻纖增強材料相比，其材料力學性能可提高30%。
6.據權利要求1所述的長玻璃纖維增強聚丙烯材料，其特徵在於:所述的聚丙烯為中等熔融指數的聚丙烯，中等熔融指數聚丙烯的熔融指數為40~70 g /lOmin，中熔融指數的聚丙烯為中等熔融指數聚丙烯中的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一種或多種的組合。
7.據權利要求1所述的長玻璃纖維增強聚丙烯材料，其特徵在於:所述的相容劑為聚丙烯接枝馬來酸酐、聚丙烯接枝丙烯酸、聚丙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或多種的組合，偶聯劑為單一矽烷類偶聯劑；抗氧劑為受阻酚類、亞磷酸酯類、硫代類中的一種或多種的組合；潤滑劑為硬脂酸類、乙撐雙硬脂醯胺、硬脂酸丁酯類中的一種或多種的組口 ο`
【文檔編號】C08L51/06GK103665569SQ201210362626
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月26日 優先權日:2012年9月26日
【發明者】王海波, 代汝軍, 魯建新 申請人:黑龍江鑫達企業集團有限公司