[發(fā)明專利]一種高剛性玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610867451.4
• 申請(qǐng)日: 2016-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106633584A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 查道元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中廣核高新核材集團(tuán)（東莞）祈富新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08L51/06
• 分類號(hào): C08L51/06;C08L23/08;C08K13/06;C08K9/04;C08K9/06;C08K7/14;C08K5/20;C08K5/05;B29C47/92;C08J5/08;C08F255/02;C08F220/44
• 代理公司: 廣東莞信律師事務(wù)所44332
• 代理人: 曾秋梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高剛性玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚丙烯具有低密度、易成型加工、耐汽油和化學(xué)藥品性好等優(yōu)點(diǎn)，然而聚丙烯存在耐熱耐低溫性能差、成型收縮率大、尺寸穩(wěn)定性差及耐熱性、剛性較差、沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度低、剛性不足、易老化、變脆等問(wèn)題，限制了其在家用電器方面的應(yīng)用。

為了提高聚丙烯的剛性、耐熱性等，往往通過(guò)添加無(wú)機(jī)填料等來(lái)予以改善，玻璃纖維是一種針狀填料，在拉伸沖擊強(qiáng)度、撓曲模量、懸臂梁式?jīng)_擊強(qiáng)度和耐熱性方面對(duì)增強(qiáng)聚丙烯的性能有較大影響。但是通常隨著聚丙烯樹(shù)脂中填充的玻璃纖維量的增加，高取向度使得模塑制品在流動(dòng)方向和垂直于流動(dòng)方向的收縮速率之間產(chǎn)生很大區(qū)別，以致于引起最終制品的翹曲，使其在需要高尺寸穩(wěn)定性的旋轉(zhuǎn)件如風(fēng)扇、內(nèi)桶、波輪、皮帶輪中難以得到使用，在大尺度制品中容易發(fā)生大的翹曲和形變，另外玻璃纖維容易暴露在制品表面，導(dǎo)致表面性能較差，外觀較差，同時(shí)，當(dāng)組合物中具有較高填料含量如超過(guò)35wt％時(shí)，加工變得困難，降低了生產(chǎn)效率和加工性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種高剛性玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯材料，通過(guò)改性玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯，提高了聚丙烯的剛性與尺寸穩(wěn)定性，而且具有加工性能好、耐熱性高、耐翹曲與形變、抗老化與抗腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的目的還在于，提供前述高剛性玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯材料的制備方法。

本發(fā)明為達(dá)到上述目的所采用的技術(shù)方案是：

一種高剛性玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯材料，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括如下組分：聚丙烯54～80％、改性玻璃纖維10～40％、馬來(lái)酸酐接技聚烯烴彈性體5～15％、熱穩(wěn)定劑0.2～0.3％、抗氧劑0.1～0.5％、光穩(wěn)定劑0.1～0.2％、分散劑0.15～0.5％。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)之一，所述的聚丙烯為丙烯腈-聚丙烯接枝共聚物，是以二甲苯為溶劑、過(guò)氧化二異丙苯為引發(fā)劑經(jīng)高壓溶液法制備而成，其中丙烯腈的接枝率為14-16％。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)之一，所述的改性玻璃纖維采用如下方法制備得到：

將3-6份聚乙丙交酯放入份丙酮中，在40-50℃時(shí)加熱溶解后加入30-38份玻璃纖維和6-10份聚氨酯預(yù)聚體，攪拌2-3小時(shí)后，過(guò)濾，85-90℃烘干2.5-3小時(shí)，得到改性玻璃纖維。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)之一，所述的聚氨酯預(yù)聚體為聚醚型聚氨酯預(yù)聚體且官能度為1.8～2.3、異氰酸根含量為4.5～6.5wt％。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)之一，所述的玻璃纖維的平均直徑為5-11um、長(zhǎng)度為1-11mm，且為表面經(jīng)氨基硅烷改性處理后所得。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)之一，所述的馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴彈性體的接枝率為1-1.2％、熔體流動(dòng)速率為0.5～5g/10min。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)之一，所述的分散劑為硬質(zhì)酰胺、高級(jí)脂肪醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物按質(zhì)量比0.5～1：0.5～1：0.1～0.2混合而成。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)之一，所述的熱穩(wěn)定劑為鈣鋅熱穩(wěn)定劑、有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑中的任一種；抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168中的任一種；光穩(wěn)定劑為受阻胺類光穩(wěn)定劑。

一種前述的高剛性玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯材料的制備方法，包括如下步驟：

S1：按重量配比稱取聚丙烯、馬來(lái)酸酐接技聚烯烴彈性體、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、分散劑，高速混合攪拌10～15分鐘，得到混合物；

S2：向雙螺桿擠出機(jī)中加入改性玻璃纖維與混合物進(jìn)行混煉，經(jīng)熔融擠出，造粒，得成品。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)之一，所述的熔融擠出的工藝為：一區(qū)190～210℃，二區(qū)200～220℃，三區(qū)210～220℃，四區(qū)205～215℃；停留時(shí)間為3～8min，雙螺桿轉(zhuǎn)速為330～350r/min。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的高剛性玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯材料，以聚丙烯為基材，用改性玻璃纖維增強(qiáng)，提高了玻璃纖維的利用效率，使聚丙烯復(fù)合材料的剛性、耐溫性、抗沖性、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等綜合力學(xué)性能顯著提高，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用顯示，用于制作冰箱、空調(diào)等制冷機(jī)器中軸流風(fēng)扇和貫流風(fēng)扇或是高轉(zhuǎn)速洗衣機(jī)的內(nèi)桶、波輪、皮帶輪或是家用電器的內(nèi)襯等方面體現(xiàn)出高剛性與高尺寸穩(wěn)定性，也可用于電飯鍋底座和提手、電子微波烤爐等對(duì)耐溫要求較高的場(chǎng)所。