專利名稱：一種復(fù)合纖維增強聚丙烯材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合纖維增強聚丙烯材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯樹脂(PP)是一種用途廣泛的通用塑料，由丙烯單體聚合制得，聚丙烯樹脂的優(yōu)點在于密度低、價格便宜，并具有優(yōu)良的耐化學腐蝕性、較好的機械性能、突出的耐折疊性和良好的成型加工性能。作為典型的結(jié)晶型材料，其熔點在165°C附近。增強PP材料是具有高強度，尺寸穩(wěn)定好，是一種“強而韌”的材料，PP在添加玻璃纖維增強后，大大提高其機械性能、耐熱型和尺寸穩(wěn)定性。在實際應(yīng)用中可以以塑代鋼，滿足輕武器包裝箱、汽車領(lǐng)域、家電等領(lǐng)域使用要求。但是由于PP和玻璃纖維之間相容性差， 高玻璃纖維含量和材料較高的力學性能之間不能對應(yīng)，并且普通高玻璃纖維含量材料加工性差，制件表面浮纖嚴重。現(xiàn)有的玻璃纖維增強聚丙烯材料及其制備方法，是直接把連續(xù)玻纖或短切玻纖通過螺桿擠出機加入到熔融的聚丙烯材料中，中國專利20071017^18. 4公開了一種超長延伸率玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料，包括聚丙烯PP、玻璃纖維、復(fù)合抗氧劑和其他助劑，其優(yōu)點在于，延長率高并提高了其物理性能。中國專利2008100398 . 7公開了一種耐熱性高光澤增強及其制備方法，包括高光澤填充劑、聚丙烯、玻璃纖維、潤滑分散劑、抗氧劑，其優(yōu)點在于材料具有高光澤、高耐熱性、較高的剛性和表面硬度。以上現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是采用普通的玻璃纖維對聚丙烯材料進行增強，玻璃纖維加入量不能過多，否則可加工性差，同等玻璃纖維含量情況下材料強度不夠高。材料成分之間相容性不好，導(dǎo)致在高玻璃纖維含量的制件外觀不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有良好表面外觀的高力學性能的增強聚丙烯材料，這種增強聚丙烯材料即使在高玻纖含量下，仍然具有良好的表面外觀。本發(fā)明的另一目的在于提供所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料的制備方法。本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，由如下按重量百分比計算的組分組成復(fù)合纖維10 --70%
聚丙烯樹脂28 --88%
接枝聚丙烯1 10% ；
抗氧劑0. 1 2%
加工助劑0. 2 2%所述復(fù)合纖維為由連續(xù)玻纖和聚合物長絲經(jīng)過在線復(fù)合得到的復(fù)合材料；所述聚合物長絲中的聚合物為PP、PA、PET或ΡΡ0。
3
作為一種優(yōu)選方案，所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，優(yōu)選為由如下按重量百分比計算的組分組成復(fù)合纖維30 60%;聚丙烯樹脂沘 88%;接枝聚丙烯 1 10%;抗氧劑0.1 2%;加工助劑0.2 2%。所述復(fù)合纖維中，連續(xù)玻纖的含量優(yōu)選為50 80重量％，聚合物長絲的含量優(yōu)選為20 50重量％。作為一種優(yōu)選方案，所述聚合物長絲中的聚合物優(yōu)選為PA、PET或ΡΡ0。作為一種優(yōu)選方案，所述復(fù)合纖維優(yōu)選為直接紗形式，線密度優(yōu)選為600 2400texo作為一種優(yōu)選方案，所述聚丙烯樹脂優(yōu)選為共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的任意一種或者兩者的混合物。作為一種優(yōu)選方案，所述接枝聚丙烯優(yōu)選為聚丙烯與馬來酸、衣康酸、丙烯酸、馬來酸酐或丙烯酸縮水甘油酯接枝得到的接枝聚丙烯。作為一種優(yōu)選方案，所述接枝聚丙烯的接枝率優(yōu)選為0. 3 1. 2%。作為一種優(yōu)選方案，所述抗氧劑優(yōu)選為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑1098、抗氧劑1970、抗氧劑PS802、抗氧劑627、抗氧劑445、抗氧劑DLTDP或抗氧劑STDP中的任意一種或幾種的混合物。作為一種優(yōu)選方案，所述加工助劑為硬脂酸、硬脂酸丁酯、芥酸酰胺、乙撐雙硬脂酰胺、十八烷基芥酸酰胺、聚乙烯蠟或低分子量聚丙烯中的任意一種或幾種的混合物。所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料的制備方法，包括如下步驟聚丙烯樹脂、接枝聚丙烯、抗氧劑、加工助劑在混合器中混合，然后通過擠出機混煉；復(fù)合纖維在擠出機中段加入， 通過螺桿剪切分散使復(fù)合纖維分布于熔融的樹脂中，得到復(fù)合纖維增強聚丙烯材料。由于采用的復(fù)合纖維中含有聚合物樹脂，在制備復(fù)合纖維時玻璃纖維已經(jīng)與聚合物樹脂進行復(fù)合，在增強聚丙烯的成形過程中聚合物樹脂與聚丙烯之間更容易結(jié)合，可以提高材料物性和表面；同時，玻璃纖維外露的現(xiàn)象可以得到明顯的改善。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果(1)由于采用復(fù)合纖維增強聚丙烯進行改性，產(chǎn)品的拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度等常規(guī)性能比通用玻纖增強聚丙烯樹脂要強，可以用于取代工程塑料的相關(guān)制件；(2)復(fù)合纖維中其它聚合物樹脂的添加，使PP樹脂和其他樹脂之間形成合金，可以提高材料機械性能和表面性能；(3)復(fù)合纖維容易剪切，對設(shè)備磨損小，特別對于高玻璃纖維含量的改性聚丙烯； 加工簡單，成品合格率高；(4)由于玻璃纖維和樹脂之間的提前復(fù)合，玻璃纖維外露現(xiàn)象得到改善。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步地描述，但具體實施例并不對本發(fā)明做任
4何限定。在實施例及對比例復(fù)合材料配方中共聚聚丙烯是茂名石化高融指共聚聚丙烯 HHPlO ；均聚聚丙烯是中海殼牌中融指均聚聚丙烯500N。復(fù)合纖維直徑17um，線密度為 IOOOtex ；馬來酸酐接枝聚丙烯，接枝率0.8%;抗氧劑為復(fù)合抗氧劑，抗氧劑1010和抗氧劑 PS802的復(fù)合物；加工助劑是乙撐雙脂肪酸酰胺。具本實施例的配方見表1。實施例1本實施例所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，其組分按重量百分比為復(fù)合纖維含量為 30%，均聚聚丙烯為45%，共聚聚丙烯為20%，接枝聚丙烯為4%，抗氧劑為0. 5%，加工助劑為0. 5 %，復(fù)合纖維是由PP和玻璃纖維復(fù)合而成的，玻璃纖維含量為70%。其制備過程如下，將共聚聚丙烯，接枝聚丙烯、抗氧劑、加工助劑在混合器中混合， 然后通過擠出機混煉，復(fù)合纖維也通過輔助設(shè)備進入擠出機中段，通過螺桿剪切分散使復(fù)合纖維分布于熔融的樹脂中，得到復(fù)合增強聚丙烯材料粒子。其擠出工藝為第一區(qū)溫度為160 180°C，第二區(qū)為180 220°C，第三區(qū)為190 240°C，第四區(qū)為200 260°C， 第五區(qū)為200 260°C，第六區(qū)為200 260°C，第七區(qū)為200 260°C，第八區(qū)為200 2400C，第九區(qū)為180 240°C，第四區(qū)為180 240°C，螺桿轉(zhuǎn)速為350 450r/min，真空度為-0. 04 -0. 08Mpa。實施例2本實施例所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，其組分按重量百分比為復(fù)合纖維含量為 30%，均聚聚丙烯為10%，共聚聚丙烯為55%，接枝聚丙烯為4%，抗氧劑為0. 5%，加工助劑為0. 5 %，復(fù)合纖維是由PP和玻璃纖維復(fù)合而成的，玻璃纖維含量為70%。制備過程同實施例1。實施例3本發(fā)明所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，其組分按重量百分比為復(fù)合纖維含量為 30 %，均聚聚丙烯為45 %，共聚聚丙烯為20 %，接枝聚丙烯為4 %，抗氧劑為0.5%，加工助劑為0. 5%，復(fù)合纖維是由PP和玻璃纖維復(fù)合而成的，玻璃纖維含量為50%。其制備過程同實施例1。實施例4本發(fā)明所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，其組分按重量百分比為復(fù)合纖維含量為 60 %，均聚聚丙烯為35 %，接枝聚丙烯為4%，抗氧劑為0. 5 %，加工助劑為0. 5 %，復(fù)合纖維是由PP和玻璃纖維復(fù)合而成的，玻璃纖維含量為70%。其制備過程同實施例1。實施例5本發(fā)明所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，其組分按重量百分比為復(fù)合纖維含量為 30%，均聚聚丙烯為45%，共聚聚丙烯為20%，接枝聚丙烯為4%，抗氧劑為0. 5%，加工助劑為0. 5%，復(fù)合纖維是由PA和玻璃纖維復(fù)合而成的，玻璃纖維含量為70%。其制備過程同實施例1。實施例6本發(fā)明所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，其組分按重量百分比為復(fù)合纖維含量為 30%，均聚聚丙烯為45%，共聚聚丙烯為20%，接枝聚丙烯為4%，抗氧劑為0. 5%，加工助劑為0. 5%，復(fù)合纖維是由PPO和玻璃纖維復(fù)合而成的，玻璃纖維含量為70%。其制備過程
5同實施例1。實施例7本發(fā)明所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，其組分按重量百分比為復(fù)合纖維含量為 30%，均聚聚丙烯為45%，共聚聚丙烯為20%，接枝聚丙烯為4%，抗氧劑為0. 5%，加工助劑為0. 5 %，復(fù)合纖維是由PET和玻璃纖維復(fù)合而成的，玻璃纖維含量為70 %。其制備過程同實施例1。實施例8本發(fā)明所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，其組分按重量百分比為復(fù)合纖維含量為 30%，均聚聚丙烯為40%，共聚聚丙烯為20%，接枝聚丙烯為9%，抗氧劑為0. 5%，加工助劑為0. 5%，復(fù)合纖維是由PP和玻璃纖維復(fù)合而成的，玻璃纖維含量為70%。其制備過程同實施例1。對比例1一種復(fù)合纖維增強聚丙烯材料由下述重量百分比的組份構(gòu)成均聚聚丙烯50%， 共聚聚丙烯25 %，玻纖20 %，接枝聚丙烯4 %，抗氧劑0. 5 %，加工助劑0. 5 %。其制備過程同實施例1。對比例2一種復(fù)合纖維增強聚丙烯材料由下述重量百分比的組份構(gòu)成均聚聚丙烯30%， 共聚聚丙烯25 %，玻纖40 %，接枝聚丙烯4 %，抗氧劑0. 5 %，加工助劑0. 5 %。其制備過程同實施例1。復(fù)合材料的力學性能通過測試所得的拉伸強度、彎曲強度、懸臂梁缺口沖擊強度判斷，復(fù)合材料的浮纖情況是通過在表面進行拋光處理的模具上把材料制成方板，通過二次原相儀對表面進行觀察。通過二次原相儀量化出1.5mm*1.5mm面積上出現(xiàn)的玻纖數(shù)量， 根據(jù)表面玻璃纖維的根數(shù)不同分成5級，其中1級為最好，玻纖根數(shù)在20根以下，2級為好，玻纖根數(shù)在20-40根之間，3為為較好，玻纖根數(shù)為40-80之間，4級為較差，玻纖根數(shù)在 80-200根之間，5級為差，玻纖根數(shù)為200根以上。對實施例1 8和對比例1和2進行力學和表面浮纖情況進行測定，其測試結(jié)果見表2。從對各實施例和對比例的測定結(jié)果可知，各實施例的力學數(shù)據(jù)均高于對比例，證明其力學性能要好于對比例。表1復(fù)合纖維增強聚丙烯材料具體實施例
權(quán)利要求
1. 一種復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，其特征在于，由如下按重量百分比計算的組分組成復(fù)合纖維10 --70%聚丙烯樹脂28 --88%接枝聚丙烯1 10% ；抗氧劑0. 1 2%加工助劑0. 2 2%所述復(fù)合纖維為由連續(xù)玻纖和聚合物長絲經(jīng)過在線復(fù)合得到的復(fù)合材料；所述聚合物長絲中的聚合物為pp、PA、PET或PPO ；所述復(fù)合纖維中，連續(xù)玻纖的含量為50 80重量％，聚合物長絲的含量為20 50重量％。
2.如權(quán)利要求1所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，其特征在于，所述聚合物長絲中的聚合物為PA、PET或PPO。
3.如權(quán)利要求1所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，其特征在于，所述復(fù)合纖維為直接紗形式，線密度為600 MOOtex。
4.如權(quán)利要求1所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯樹脂為共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的任意一種或者兩者的混合物。
5.如權(quán)利要求1所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，其特征在于，所述接枝聚丙烯為聚丙烯與馬來酸、衣康酸、丙烯酸、馬來酸酐或丙烯酸縮水甘油酯接枝得到的接枝聚丙烯。
6.如權(quán)利要求1所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，其特征在于，所述接枝聚丙烯的接枝率為0. 3 1. 2%。
7.如權(quán)利要求1所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，其特征在于，所述抗氧劑為抗氧劑 1010、抗氧劑168、抗氧劑1098、抗氧劑1970、抗氧劑PS802、抗氧劑627、抗氧劑445、抗氧劑 DLTDP或抗氧劑STDP中的任意一種或幾種的混合物。
8.如權(quán)利要求1所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料，其特征在于，所述加工助劑為硬脂酸、 硬脂酸丁酯、芥酸酰胺、乙撐雙硬脂酰胺、十八烷基芥酸酰胺、聚乙烯蠟或低分子量聚丙烯中的任意一種或幾種的混合物。
9.權(quán)利要求1所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 聚丙烯樹脂、接枝聚丙烯、抗氧劑、加工助劑在混合器中混合，然后通過擠出機混煉；復(fù)合纖維在擠出機中段加入，通過螺桿剪切分散使復(fù)合纖維分布于熔融的樹脂中，得到復(fù)合纖維增強聚丙烯材料。
全文摘要
本發(fā)明公開一種復(fù)合纖維增強聚丙烯材料及其制備方法。所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料由如下按重量百分比計算的組分組成復(fù)合纖維10～70％；聚丙烯樹脂28～88％；接枝聚丙烯1～10％；抗氧劑0.1～2％；加工助劑0.2～2％；所述復(fù)合纖維為由連續(xù)玻纖和聚合物長絲經(jīng)過在線復(fù)合得到。所述復(fù)合纖維增強聚丙烯材料的制備方法為將除了復(fù)合纖維的其它組分混合后通過擠出機混煉；復(fù)合纖維在擠出機中段加入，通過螺桿剪切分散得到。本發(fā)明所述產(chǎn)品中玻璃纖維與聚丙烯的相容性好，成型工藝簡單，材料表面浮纖現(xiàn)象少，即使在高玻纖含量時仍能保持良好的外觀；具有良好的加工性能，可以用于取代工程塑料的相關(guān)制件和應(yīng)用于對表面要求高的外觀件。
文檔編號C08K7/14GK102432947SQ20111032190
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者何瀏煒, 劉樂文, 姚程, 李聰, 楊澤, 肖鵬, 鄭明嘉, 陶四平 申請人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司, 綿陽東方特種工程塑料有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司