[發(fā)明專利]玻璃纖維增強的聚丙烯樹脂組合物配方及制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010138614.8
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN101781423A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設計）人: 秦舒浩;郭建兵;張敏敏;于杰;羅恒;羅筑
• 申請（專利權）人: 國家復合改性聚合物材料工程技術研究中心
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L67/06;C08L53/00;C08K7/14
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 程新敏

技術領域

本發(fā)明涉及一種塑料材料的配方及制備方法，尤其是一種玻璃纖維增強的聚丙烯樹脂組合物配方及制備方法。

背景技術

由于聚丙烯樹脂（PP）顯示出優(yōu)異的物理性能、耐化學品與可加工性能，在汽車零部件、家用電子電器和工業(yè)材料領域得到了廣泛的應用。但在制作一些工程部件時，其性能不能達到要求。現(xiàn)有的技術一般通過添加玻璃纖維到聚丙烯樹脂中來提高材料的強度、剛度。由于聚丙烯是非極性樹脂，因此玻璃纖維表面和聚丙烯的界面結合力較弱,玻纖增強聚丙烯復合材料的性能，主要取決于聚丙烯和玻璃纖維的界面結合力。當玻璃纖維與聚丙烯界面作用較強時，外加載荷通過聚丙烯與增強纖維的界面的剪切作用而傳遞給纖維，纖維承擔起主要的剪切作用，因此復合材料整體呈現(xiàn)出高強度、高模量的特性。玻璃纖維增強聚丙烯復合材料的基本問題在于，即使用偶聯(lián)劑對玻璃纖維進行表面處理，玻璃纖維與聚丙烯間界面強度仍較差，較小載荷作用下，聚丙烯與玻璃纖維的接觸表面就會產生剝離，不能傳導作用力，對基體沒有增強作用，反而增加了復合材料的缺陷，削弱其強度。為此，在聚丙烯中加入含羧基等極性基官能團的聚丙烯接枝物以增加聚丙烯與玻璃纖維的界面強度。這種聚丙烯接枝物一般是在熔融狀態(tài)下使聚丙烯與含碳碳雙鍵及極性基團的小分子有機物（如馬來酸酐等）進行接枝反應的方法制造的。聚丙烯接枝物的主鏈與基體相容，而接枝在主鏈上的極性官能團與玻璃纖維上的羥基產生化學結合，由此可得到聚丙烯與玻璃纖維良好的界面粘接。但是，在制備聚丙烯接枝物時使用的過氧化物等自由基引發(fā)劑容易使聚丙烯主鏈斷裂，造成聚丙烯接枝物的分子量降低，導致玻璃纖維增強聚丙烯復合材料的強度下降、顏色改變等缺陷。為了使羧酸等充分進行接枝反應，也要求延長必要的反應時間，為了制造這樣的聚丙烯，必須采用溶液法進行反應，為了制造酸改性聚丙烯還必須特意使用專用的雙螺桿擠出機。而使用由溶液法制備的接枝物，雖然接枝率高、分子量穩(wěn)定，但成本較高而使用其應用受到限制。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是：提供一種玻璃纖維增強的聚丙烯樹脂組合物配方及制備方法，采用它制作得到的玻璃纖維增強的聚丙烯樹脂組合物具有高強度、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，并且制作成本低，以克服現(xiàn)有技術的不足。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：玻璃纖維增強的聚丙烯樹脂組合物配方，按重量份數(shù)計算，包括由聚丙烯與玻璃纖維的混合物95～100份，不飽和樹脂1～10份，交聯(lián)劑0.01～0.2份以及0.1～1份抗氧劑1010組成。

在聚丙烯與玻璃纖維的混合物中，聚丙烯占重量百分比的50～90%。

聚丙烯為均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯或均聚聚丙烯與嵌段共聚聚丙烯的組合物；均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯在ASTMD1238、230℃下的熔融指數(shù)均為1～30g/min，其拉伸強度大于20MPa。

所述的玻璃纖維是直徑為2～13μm的經(jīng)偶聯(lián)劑處理的連續(xù)無堿玻璃纖維。

所述的玻璃纖維直徑為9～13μm。

不飽和聚酯為具有酯鍵和不飽和雙鍵的線型高分子化合物。不飽和聚酯是不飽和二元羧酸（或酸酐）或它們與飽和二元羧酸（或酸酐）組成的混合酸與多元醇縮聚而成的，具有酯鍵和不飽和雙鍵的線型高分子化合物。通常，聚酯化縮聚反應是在190～220℃進行，直至達到預期的酸值（或粘度）。在聚酯化縮反應結束后，趁熱加入一定量的苯乙烯基單體，配成粘稠的液體，這樣的聚合物溶液稱之為不飽和聚酯樹脂。本發(fā)明采用的界面相容劑為不飽和樹脂（苯乙烯含量不大于40%），它既具有交聯(lián)作用又具有偶聯(lián)作用，它在與聚丙烯熔融擠出時，可以形成一種接枝單體，提高了聚丙烯的表面活性，使聚丙烯的一端反應基團與玻璃纖維表面形成離子鍵，另一端的長鏈與聚丙烯發(fā)生強的纏結作用，顯著提高其界面作用力。

交聯(lián)劑為過氧化二酰類、過氧磺酰類、過二碳酸二烴類、過氧酯類、過碳酸酯類、過氧縮酮類、過氧化二烴類、烷基氫過氧化物類、過氧化酮類或過酸類中的一種或任意兩種以上的混合物。

玻璃纖維增強的聚丙烯樹脂組合物的制備方法，將交聯(lián)劑及抗氧劑1010分散于不飽和聚酯中，形成溶液A；將溶液A與聚丙烯顆粒置于高混機中混合2～3分鐘，得到混合物料B；然后將混合物料B與玻璃纖維一起通過雙螺桿擠出機擠出造粒，得到粒料C；將粒料C加入到注塑機中注塑成型，即得到成品。

雙螺桿擠出機的螺桿入口及出口段的溫度均為210℃，中間段溫度為230℃，螺桿轉速為320rpm。