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

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911118715.6
• 申請(qǐng)日: 2019-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN110922680A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓銳;曹華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇東方電纜材料有限公司
• 主分類號(hào): C08L23/14
• 分類號(hào): C08L23/14;C08L53/00;C08K9/02;C08K7/10;C08K5/00;C08J5/06
• 代理公司: 常州市夏成專利事務(wù)所(普通合伙) 32233
• 代理人: 王敏

本發(fā)明公開了一種玄武巖纖維增強(qiáng)增韌聚丙烯基復(fù)合材料，包括以下重量份數(shù)配比的原料：50?85份無歸共聚聚丙烯、10?30份短切玄武巖纖維、5?20份嵌段共聚聚丙烯、25?40份β成核劑TMB?5、35?55份甲苯、25?30份氫氧化鈉和70?95份蒸餾水。本發(fā)明通過氫氧化鈉溶液刻蝕，實(shí)現(xiàn)玄武巖纖維的表面粗糙化，便于溶解分散的β成核劑附著于纖維表面，利用附著于玄武巖纖維表面的成核劑，誘導(dǎo)玄武巖纖維表面形成β型聚丙烯界面晶體，增強(qiáng)纖維與基體的界面結(jié)合，同時(shí)在基體中引入β晶，進(jìn)一步提升基體韌性；在無規(guī)共聚聚丙烯中添加少量嵌段共聚聚丙烯，提升界面晶體和無規(guī)共聚聚丙烯基體的結(jié)晶度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚丙烯基復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種玄武巖纖維增強(qiáng)增韌聚丙烯基復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚丙烯綜合性能優(yōu)良，與聚乙烯和聚氯乙烯并稱為三大通用高分子，被廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外飾、家電外殼、建筑管道等領(lǐng)域。但與工程塑料和抗沖塑料相比，聚丙烯的極限抗拉強(qiáng)度和沖擊韌性仍亟待改善，特別是在汽車、無人機(jī)等領(lǐng)域，聚丙烯較低的抗拉強(qiáng)度和質(zhì)脆的缺點(diǎn)極大的限制了其應(yīng)用。因此，通常需要第二或者第三組分的添加，實(shí)現(xiàn)聚丙烯力學(xué)性能的提高。當(dāng)前，玻璃纖維已被廣泛應(yīng)用于改善聚丙烯材料的性能，其雖能在一定程度提升聚丙烯材料的模量和屈服強(qiáng)度，但損失了聚丙烯的斷裂伸長(zhǎng)率，對(duì)聚丙烯沖擊韌性的改善也極為有限。另一方面，采用無歸共聚聚丙烯或者β成核劑，可在一定程度上改善聚丙烯的沖擊韌性，但由于無規(guī)共聚聚丙烯較低的結(jié)晶度，造成其模量和抗拉強(qiáng)度均較低。

因此，要同時(shí)實(shí)質(zhì)性的改善聚丙烯抗拉強(qiáng)度和沖擊韌性，面臨困難，急需尋找新方法、新工藝，以滿足聚丙烯材料日益嚴(yán)苛的使用環(huán)境。玄武巖纖維的模量和抗拉強(qiáng)度均明顯優(yōu)于玻璃纖維，但表面惰性，改性困難，需要尋求新方法，將玄武巖纖維引入聚丙烯基復(fù)合材料中，解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

（一）解決的技術(shù)問題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種玄武巖纖維增強(qiáng)增韌聚丙烯基復(fù)合材料及其制備方法，具備提升聚丙烯基復(fù)合材料的的抗拉強(qiáng)度和沖擊韌性等優(yōu)點(diǎn)，解決了背景技術(shù)中提出的問題。

（二）技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種玄武巖纖維增強(qiáng)增韌聚丙烯基復(fù)合材料，包括以下重量份數(shù)配比的原料：50-85份無歸共聚聚丙烯、10-30份短切玄武巖纖維、5-20份嵌段共聚聚丙烯、25-40份β成核劑TMB-5、35-55份甲苯、25-30份氫氧化鈉和70-95份蒸餾水。

優(yōu)選的，所述短切玄武巖纖維的長(zhǎng)度為3-12mm。

本發(fā)明還提供上述玄武巖纖維增強(qiáng)增韌聚丙烯基復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

S1、用蒸餾水與氫氧化鈉配置刻蝕液，用以刻蝕玄武巖纖維，使其表面粗糙化，刻蝕液PH值為11～13，刻蝕時(shí)間為24～48小時(shí)，刻蝕完成后用蒸餾水沖洗浸泡至中性，用鼓風(fēng)烘箱烘干，時(shí)間為12小時(shí)；

S2、將β成核劑TMB-5溶解分散于甲苯溶劑中，按TMB-5占溶液總質(zhì)量質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%～5%添加，溶解期間需要攪拌；

S3、將刻蝕完成的短切玄武巖纖維放入溶解有β成核劑TMB-5的甲苯溶液中，勻速攪拌2～4小時(shí)，隨后，過濾，在真空烘箱中，120℃烘干，時(shí)間為12小時(shí)；

S4、將第三步準(zhǔn)備好的玄武巖短切纖維與嵌段共聚聚丙烯和無歸共聚聚丙烯，通過同向雙螺桿擠出機(jī)熔融共混，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比，玄武巖短切纖維添加量為10%～30%，嵌段共聚聚丙烯添加量為5%～20%，無歸共聚聚丙烯添加量為50%～85%，不同配方條件下，總量為100%，擠出機(jī)擠出溫度為（從加料到口模）120,180,190,200,210,210,215℃。

S5、共混擠出后切粒制得所需產(chǎn)品；