[發(fā)明專利]一種高浸漬度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110830172.1
• 申請日: 2021-07-22
• 公開（公告）號: CN113429597B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柯俊沐;陳登龍;郭振雄;吳健健;陳明鵬;劉志鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 福建師范大學(xué)泉港石化研究院
• 主分類號: C08J5/08
• 分類號: C08J5/08;C08L23/12;C08L51/06;C08L51/04;C08L51/00;C08K9/00;C08K7/14;B29B9/06
• 代理公司: 泉州市潭思專利代理事務(wù)所(普通合伙) 35221
• 代理人: 林麗英

本發(fā)明公開了一種高浸漬度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，它由以下按重量份計的原料組成：聚丙烯樹脂43.2～63.2份、玻璃纖維30～50份，相容劑1～10份、增韌劑1～10份、抗氧劑0.1～1份、潤滑劑0.2～2份。所述的玻璃纖維在線經(jīng)過玻纖加熱預(yù)分散裝置和冷卻裝置后，再通過絲綢摩擦起電，最后過靜電發(fā)生裝置直接進入浸漬槽進行生產(chǎn)。本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：本發(fā)明的高浸漬度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料實現(xiàn)了每根玻纖都有聚丙烯樹脂包裹，保護玻纖在粒料塑化過程中不受破壞，從而保留玻纖在制品中的長度，其拉伸強度、彎曲模量、沖擊強度等性能上有較大幅度提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種高浸漬度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚丙烯樹脂是一種應(yīng)用領(lǐng)域極廣的通用塑料，是目前所有塑料中密度最小的品種之一，具有成型性好、耐化學(xué)性好等優(yōu)點，但聚丙烯樹脂收縮率大，難以滿足對尺寸要求較高的制件要求，同時其機械性能相對工程塑料有所差距，無法作為結(jié)構(gòu)件使用。玻璃纖維具有機械強度高、耐熱性能好、抗腐蝕性強等多種優(yōu)異性能，被廣泛應(yīng)用于電子器械、建筑材料、體育器材、飛機汽車等領(lǐng)域。經(jīng)過玻璃纖維增強的聚丙烯材料機械性能和尺寸穩(wěn)定性有大幅度提升，能夠滿足替代工程塑料作為結(jié)構(gòu)件使用的要求。目前市場上長玻璃纖維增強聚丙烯材料制備過程中，采用數(shù)根帶加熱功能的預(yù)分散輥組成，通過調(diào)整玻纖的接觸角度，來調(diào)整預(yù)張緊力改變玻纖的分散寬度，僅此而已。然而，這種機械展寬的方式，聚丙烯浸潤效果不盡人意。在注塑成零件時頻繁出現(xiàn)表面玻璃纖維團聚的缺陷，嚴重影響成品表觀，難以作為直接外露件材料使用。高浸漬度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料就是從市場出發(fā)，為了解決一些直接外露產(chǎn)品要求材料有較高力學(xué)性能，又要求表觀不出現(xiàn)缺陷而研發(fā)的一種優(yōu)質(zhì)材料。

中國專利CN201710528906公布了一種汽車內(nèi)飾用低氣味低浮纖長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料，其優(yōu)點在于按大眾氣味檢測標準測得的氣味由常規(guī)的4.0級降低到3.5級，且肉眼可觀察表面浮纖明顯改善。中國專利CN201610207016公布了一種高光潔長玻纖阻燃增韌聚丙烯共混材料，其適用于對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和外觀、成本及加工性有較高要求的中高端家具用品上。中國專利CN201110008670公布了一種高抗沖、低浮纖長玻纖增強聚丙烯材料，其優(yōu)點在于其制備的聚丙烯材料表面光澤高、浮纖現(xiàn)象少、耐跌落性好。但是上述專利均主要是通過抗浮纖劑降低模具表面與熔體間相互作用力盡可能降低零件表面浮纖現(xiàn)象，并沒有提升材料中玻璃纖維的浸漬度，無法從根本上解決零件表面出現(xiàn)玻璃纖維團聚缺陷。

中國專利CN202011594023.1公布了一種汽車內(nèi)飾用低團聚長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。汽車內(nèi)飾用低團聚長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料通過假捻裝置對連續(xù)玻璃纖維束增加假捻，使玻璃纖維束中的玻璃纖維單絲完全分散開，玻璃纖維束中的單絲能夠獲得更完全的浸漬，有效降低長玻纖增強聚丙烯材料的團聚現(xiàn)象，能夠更好滿足汽車內(nèi)飾用長玻纖增強聚丙烯材料作為外露件時的外觀要求。該發(fā)明采用假捻裝置使玻纖完全分散開。

發(fā)明內(nèi)容

為了提升材料中玻璃纖維的浸漬度，從根本上解決零件表面出現(xiàn)玻璃纖維團聚缺陷，本發(fā)明提供一種玻璃纖維團聚缺陷極少、可在線連續(xù)化生產(chǎn)的高浸漬度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料，制備過程中前后每個步驟緊密關(guān)聯(lián)，均影響著浸潤度，其關(guān)鍵技術(shù)在于使玻纖帶靜電，使玻纖相互排斥而達到玻纖完全分散開。

根據(jù)玻璃棒在絲綢上摩擦起電的原理，連續(xù)玻璃纖維通過玻纖加熱預(yù)分散裝置和冷卻裝置后，再通過絲綢摩擦起電，最后過靜電發(fā)生裝置。通過加熱預(yù)分散裝置，玻纖被干燥利于帶電，同時預(yù)分散裝置使玻纖第一次初步鋪展，通過絲綢摩擦時接觸面增大，更有利于帶電。冷卻裝置使玻纖冷卻防止燙傷絲綢，同時冷卻裝置采用鼓風裝置，氣流使玻纖進一步分散。絲綢摩擦和靜電發(fā)生裝置使每個玻璃纖維帶上靜電，受靜電的作用，使每根玻璃纖維相互排斥，玻璃纖維束將會變得蓬松，從而更進一步增加玻璃纖維束分散寬度；靜電發(fā)生裝置的第二部分對玻纖加熱，保持玻纖有一定溫度進入浸漬槽，防止冷玻纖遇上熔體，驟冷降低熔體流動性，不利于玻纖的浸潤。通過以上裝置，使聚丙烯熔融體充分浸潤玻璃纖維，實現(xiàn)每根玻纖都有聚丙烯樹脂包裹。