[發(fā)明專利]一種玄武巖纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210425516.1
• 申請(qǐng)日: 2012-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN102964678A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊澤;夏建盟;邵華;何威;肖鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司;金發(fā)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C08L23/12
• 分類號(hào): C08L23/12;C08K13/04;C08K7/10;C08K3/30;C08K3/26;C08K3/34
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新型復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種玄武巖纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

玄武巖作為一種火山巖，它是在地球深處經(jīng)過高溫高壓和漫長(zhǎng)的歷史演變而成。玄武巖通過澆鑄工藝制成瓦及板用于建筑市場(chǎng)已有多年歷史。此外，在工業(yè)用途方面澆鑄的玄武巖鋼管內(nèi)襯也有很高的耐磨性。

玄武巖是一種高性能的火山巖組份，這種特殊的硅酸鹽，使玄武巖纖維具有優(yōu)良的耐化學(xué)性，特別具有耐堿性的優(yōu)點(diǎn)。采用玄武巖擠出的連續(xù)纖維，在幾乎所有的用途方面都可以用來替代石棉纖維。近十年，玄武巖纖維已成為增強(qiáng)復(fù)合材料的競(jìng)爭(zhēng)性材料。玄武巖纖維與碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維等高技術(shù)纖維相比，除了具有高技術(shù)纖維高強(qiáng)度、高模量的特點(diǎn)外，玄武巖纖維還具有耐高溫性佳、抗氧化、抗輻射、絕熱隔音、過濾性好、抗壓縮強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度高、適應(yīng)于各種環(huán)境下使用等優(yōu)異性能，且性價(jià)比高，是一種純天然的無機(jī)非金屬材料，也是一種可以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的新的基礎(chǔ)材料和高技術(shù)纖維。

聚丙烯作為一種通用塑料，進(jìn)入了日常生活的各個(gè)角落，經(jīng)過E-玻璃纖維改性的聚丙烯材料憑借其良好的剛性，在部分應(yīng)用上取代了工程塑料。而玄武巖纖維的出現(xiàn)，進(jìn)一步提升了聚丙烯材料性能的提升空間，同時(shí)，玄武巖纖維具有更多的表面活性位點(diǎn)，可以在更大程度上提高材料的綜合性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種玄武巖纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，在聚丙烯復(fù)合材料制備過程中加入了玄武巖纖維，提高了復(fù)合材料的剛性和韌性，特別是大幅度增強(qiáng)了復(fù)合材料的彎曲模量，同時(shí)，也使得復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐酸、耐堿效果。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是為了提供這種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種玄武巖纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，包含以下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的原料：

所述原料中還含有填料，該填料的加入量為聚丙烯加入量的0％-20％。所述填料為硫酸鋇、碳酸鈣、滑石粉、云母中的一種或幾種混合物。

熱穩(wěn)定劑的作用在于減少材料在加工過程中及后期使用過程中材料的分解，所述熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑選自硫代二丙酸二月桂酯、二苯胺、對(duì)苯二胺和二氫喹啉中的一種或幾種混合物，主要作用是抑制加工過程中產(chǎn)生的降解。

所述加工助劑選自選自硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、芥酸酰胺中一種或幾種混合物。

所述相容劑為極性單體接枝聚合物，選自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-α-乙烯-辛烯共聚物中的一種幾種混合物；所述的極性單體為馬來酸酐及其衍生物，丙烯酸及其酯類衍生物一種或幾種混合物。優(yōu)選的，相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯或馬來酸酐接枝乙烯-α-乙烯-辛烯。

所述玄武巖纖維為短切纖維或連續(xù)纖維。優(yōu)選的，玄武巖纖維為短切纖維。

本發(fā)明所用的聚丙烯的熔指為0.5－40g/10min(測(cè)試條件：溫度230°C,砝碼重量2.16KG)。優(yōu)選的，聚丙烯熔指為10-30g/10min。

玄武巖纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的方法,包括如下步驟：

（1）按配比稱量各種原料；

（2）將聚丙烯、玄武巖纖維、熱穩(wěn)定劑、加工助劑、相容劑、增韌劑、填料加入長(zhǎng)徑比為36～40:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，擠出溫度為200℃-230℃，玄武巖纖維從側(cè)喂料口處加入。

本發(fā)明的有益效果是：在聚丙烯復(fù)合材料的加工配方中加入了一定比例的玄武巖纖維，使得聚丙烯材料具有優(yōu)異的耐化學(xué)性，特別是耐酸、耐堿性顯著，并且綜合力學(xué)性能也得到了提高，如彎曲強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度及拉伸模量都大幅度增強(qiáng)，這樣擴(kuò)大了聚丙烯材料的使用范圍，尤其是一些特殊的使用場(chǎng)合，如航空航天、冶金化工、橋梁隧道等領(lǐng)域。玄武巖纖維的加工過程無污染、綠色環(huán)保，而且玄武巖纖維的價(jià)格便宜，從而也降低了聚丙烯復(fù)合材料的價(jià)格，有益于消費(fèi)者。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

實(shí)施例1

將75公斤聚丙烯PP?M2600R(上海石化，熔指27g/10min)、1.2公斤熱穩(wěn)定劑（0.6公斤硫代二丙酸二月桂酯和0.6公斤對(duì)苯二胺）、0.8公斤加工助劑芥酸酰胺和8公斤馬來酸酐接枝聚丙烯加入長(zhǎng)徑比為38:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，15公斤短切玄武巖纖維從側(cè)喂口處加入，擠出溫度為220℃，最終得到產(chǎn)品。所得料粒經(jīng)制樣并測(cè)試性能，具體數(shù)據(jù)見下面表格。

實(shí)施例2