[發明專利]一種高韌性玻纖增強聚合物合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201510217661.4
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN104845288B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 覃輝林;李強;羅明華;辛敏琦
• 申請（專利權）人: 廣東錦湖日麗高分子材料有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L77/06;C08L69/00;C08L55/02;C08L23/08;C08L51/06;C08K13/06;C08K9/00;C08K7/14;C08K5/5425;C08J5/08
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明屬于高分子改性技術領域，涉及一種高韌性玻纖增強聚合物合金及其制備方法。

背景技術

由于強度在一定的程度上限制了聚合物的應用，所以近年來通過纖維來增強聚合物合金的應用越來越廣泛。尤其是玻璃纖維具有相對較低的價格使得玻璃纖維增強材料的應用越來越廣泛，但是玻璃纖維增強復合材料雖然具有較高的剛性，但是玻纖的加入使得聚合物合金的韌性下降極其嚴重，限制了玻纖增強聚合物合金在對韌性要求較高場所的應用，因此，玻纖增強聚合物韌性的改善成為頗需解決的問題。

目前，增韌玻纖增強聚合物合金的主要方法為添加增韌劑，增韌劑主要為丙烯酸酯類和彈性體等，其中丙烯酸酯類主要為MBS。但是這些增韌劑在一定的添加量之后增韌效果提高并不理想，因此有必要開發出一種韌性保持較好的玻纖增強聚合物合金的制備方法。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種高韌性玻纖增強聚合物合金及其制備方法，該方法主要是將基體樹脂和經過等離子體處理后的玻璃纖維通過螺桿擠出來制備一種高強度高韌性的玻纖增強聚合物合金，該高韌性玻纖增強聚合物的制備方法主要通過對未上漿的玻纖長絲進行等離子體處理，通過等離子體處理增加纖維表面的粗糙度和提高玻璃纖維表面的極性基團(如羥基等)，提高玻璃纖維和聚合物的潤濕性，通過添加偶聯劑進一步提高纖維與聚合物和增韌劑的粘結強度，從而大大提高玻璃纖維增強材料的韌性。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

第一方面，本發明提供一種高韌性玻纖增強聚合物合金，包括以下組分和重量份：

優選地，所述等離子體處理玻纖是由直徑為5～15μm的未上漿連續玻纖經過等離子體處理所得。

優選地，所述未上漿的連續玻纖經等離子體處理后失重率為0.1～1.0％。

優選地，所述未上漿的連續玻纖經等離子體處理后在空氣中停留1～5min后直接導入雙螺桿擠出機制備所述高韌性玻纖增強聚合物合金。

所述等離子處理具體指在反應性氣體氣氛為氧氣、氮氣或者氨氣等反應性氣體，通過調整等離子體反應器的放電功率和等離子體反應器中的氣壓來調節玻璃纖維被刻蝕后損失的重量分數，使刻蝕的重量分數保持在0.1～1.0％，然后讓處理好的長絲在空氣中停留1～5min后直接導入雙螺桿擠出機；為避免玻纖過度刻蝕損壞材料的性能，玻纖的失重率為0.1～1.0％；通過失重率來調控等離子體反應器中的脈沖、兩級電壓和處理時間等參數。

優選地，所述基體樹脂包括雙酚A型聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、ABS樹脂中的一種或兩種及兩種以上混合物。

優選地，所述增韌劑為非交聯的增韌劑，包括非交聯非反應性增韌劑或非交聯反應性增韌劑；所述非交聯非反應性增韌劑包括EMA、EBA、EPDM、熱塑性苯乙烯彈性體；所述非交聯反應性增韌劑包括EMA-g-MAH、EMA-g-GMA、EBA-g-MAH、EBA-g-GMA、或熱塑性苯乙烯彈性體接枝活性官能團。

優選地，所述偶聯劑包括硅烷類偶聯劑，其中，硅烷偶聯劑的通式為RSiX3，式中R代表氨基、巰基、乙烯基、環氧基、氰基或甲基丙烯酰氧基等基團；硅烷偶聯劑實質上是一類具有有機官能團的硅烷，在其分子中同時具有能和無機質材料(如玻璃、硅砂、金屬等)化學結合的反應基團及與有機質材料(合成樹脂等)化學結合的反應基團；這些基團和不同的基體樹脂均具有較強的反應能力，X代表能夠水解的烷氧基(如甲氧基、乙氧基等)。

優選地，所述抗氧劑包括市售的抗氧劑245、抗氧劑168、抗氧劑1010、抗氧劑PEP-8T或S9228中的一種或多種。

優選地，所述潤滑劑包括液體石蠟、固體石蠟、硅烷聚合物、脂肪酸鹽、硬脂酸酰胺、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、甲撐雙硬脂酸酰胺或N，N-乙撐雙硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸中的一種或多種。

第二方面，本發明提供一種所述高韌性玻纖增強聚合物合金的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟一、按照以下組分及重量份備料：基體樹脂40～95份、等離子體處理玻纖5～50份、增韌劑1～10份、偶聯劑0.1～5份、抗氧劑0.1～1份、潤滑劑0.1～1份；

步驟二、將所述基體樹脂、偶聯劑、增韌劑以及抗氧劑和潤滑劑依次加入混合攪拌機中，充分混合后，導出，再置于雙螺桿擠出機中；等離子體處理玻纖待基體樹脂完全塑化后由后段側喂加入，控制雙螺桿擠出機的溫度為230～380℃，轉速為300～1000r/min，擠出造粒，即得所述高韌性玻纖增強聚合物合金；