[發明專利]一種長玻璃纖維增強的聚丙烯組合物制品

在審

• 申請號: 201210424913.7
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103788470A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 杜建強;王希
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: C08L23/10
• 分類號: C08L23/10;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K7/14
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王鳳桐;周建秋

技術領域

本發明涉及一種長玻璃纖維（玻纖）增強的聚丙烯組合物制品。

背景技術

普通的注射工藝所用的玻璃纖維增強粒料是用擠出復合工藝制造的，它是采用雙螺桿擠塑機將玻璃纖維原絲與熱塑性塑料熔體在擠出機的料筒中熔融復合，通過模頭擠出成料條狀，經水冷后短切成增強粒料，再將這種粒料加到注塑機中，再次熔融后注射到模具中形成所需形狀的制品。這種工藝所用的玻璃纖維短切原絲的長度一般為3-6mm，經雙螺桿擠塑機后玻璃纖維被切短到0.75-1.5mm，當經過注塑機注射后，在最終的增強制品中玻璃纖維長度進一步縮短到0.15-0.33mm。由于玻璃纖維長度大為縮短，因此增強效果大打折扣。

長玻璃纖維粒料是指纖維單向排布的粒料，其纖維長度與粒料長度相等，一般大于5mm。長纖維增強熱塑性塑料是應用熱塑性塑料熔體均勻地包覆玻璃纖維單絲，充分保護玻璃纖維，經浸潤、牽引、冷卻、切粒而成，在注射成型時由于纖維均勻地被塑料包圍，減少了注塑機螺桿對纖維的強烈切割作用，故在最終的制品中，纖維長度可以長達0.64-2.9mm，甚至可達11.9mm，是上述傳統工藝的制備的玻璃纖維長度的5-20倍。這種增強制品在經火燒蝕后，剩余的玻璃纖維仍可維持制品的形狀。與傳統的造粒及注塑工藝得到的玻璃纖維相比，長纖維增強熱性塑料制品的機械強度、高溫性能、磨損特性、表面光澤和抗蠕變性能都有很大的提高。

長纖維增強熱塑性塑料（Long?Fiber?reinforced?Thermoplastics，簡稱LFT）是實現通用塑料工程化、工程塑料功能化的有效手段，其玻璃纖維的長度一般大于4-5mm，并可保持在8mm以上。長纖維增強熱塑性材料中用量最大的為長玻璃纖維增強聚丙烯專用料，占LFT材料的80%以上。LFT具有以下突出的優越性：(1)強度/自重之比很高。(2)由于注射成型的LFT制品內纖維形成網絡結構，使產品的剛度與韌性同時提高，而注射成型短玻璃纖維增強制品則很難做到這一點。(3)在較大溫度范圍內保持材料的性能，不變形，且具有非常低的蠕變性。(4)LFT材料的低溫沖擊韌性甚至高于相應的純樹脂及SFT（短玻璃纖維增強熱塑性塑料）材料。(5)注塑LFT的收縮率很低，可以注射成型尺寸大、尺寸要求精確的制品。一般含40%長玻璃纖維的聚丙烯組合物的拉伸模量可達10000MPa，是普通聚丙烯的6-8倍，同時具有良好的抗沖擊性能。該材料廣泛應用于汽車、家電、機電行業、石油化工及通訊電子電器行業。

CN101338051A公開了一種長玻璃纖維增強聚丙烯材料及其制備方法，該聚丙烯材料組分的重量比為：聚丙烯35～55重量%，長玻璃纖維35～50重量%，偶聯劑0.3～0.8重量%，相容劑5～10重量%，流動改性劑2～4重量%，抗氧劑0.3～0.6重量%，潤滑劑1～2重量%。該發明中，所用聚丙烯的熔體質量流動速率為10-25g/10min。該方法還進一步介紹了通過雙螺桿擠出造粒，用過氧化物降解聚丙烯組合物，以達到聚丙烯的高流動性，但該方法存在聚丙烯熔體質量流動速率不穩定、氣味大等缺陷。

CN101593817A長玻璃纖維增強聚丙烯材料生產的商用車蓄電池蓋板，將改性聚丙烯材料與耐熱老化劑、抗紫外線助劑、白油、色母粒添加劑經過攪拌混合熔融后，與經過梳理的40%玻璃纖維紗線混合后共擠出，將聚丙烯樹脂包覆在玻璃纖維外表面，并將其切斷后冷卻成為粒料，可用于制作大型汽車蓄電池蓋板。該發明主要涉及為蓄電池蓋板的成型，對組合物沒有詳加說明。制得的產品中玻璃纖維會被擠出機切短，因此玻纖增強的效果不佳。

CN102127260A涉及一種強韌型長玻璃纖維增強聚丙烯組合物板狀材料及其制備方法，包括有聚丙烯、長玻璃纖維、增韌劑、改性聚丙烯、抗氧劑和色母料。所用聚丙烯的熔體質量流動速率為16-40g/10min，其玻璃纖維從擠出機中部加入，玻璃纖維受損變短，無法保證長玻璃纖維增強聚丙烯中的玻璃纖維長度要求。

由此可知，現有技術中的提供的聚丙烯產品，由于聚丙烯流動性低，不利于玻璃纖維的包覆，會出現玻璃纖維暴露于制品表面的現象；此外，現有技術中往往將玻璃纖維與聚丙烯基礎樹脂在擠出機中一起混合均勻、熔融，玻璃纖維會因為擠出機的機械作用力被切短，因此無法應用于一些對長玻璃纖維增強聚丙烯的流動性和剛性要求較高的領域。通常情況下，包有玻璃纖維的聚丙烯制品中，玻璃纖維的長度與制品的長度的比只能達到0.01-0.07：1，因此無法應用于一些對長玻璃纖維增強聚丙烯的流動性和剛性要求較高的領域。

發明內容