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一種低散發(fā)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料及其制備方法與流程

文檔序號(hào):12574839閱讀:813來(lái)源:國(guó)知局

本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種低散發(fā)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料及其制備方法。



背景技術(shù):

長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料具有重量輕、強(qiáng)度高、抗沖擊性好、尺寸穩(wěn)定性好等特點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用中被可用來(lái)替代傳統(tǒng)的增強(qiáng)工程塑料甚至鋼材等金屬材料。近年來(lái),隨著汽車(chē)輕量化的進(jìn)展,長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料憑借其性?xún)r(jià)比高的優(yōu)勢(shì)作為以塑代鋼的主要材料越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在汽車(chē)工業(yè),采用長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料制作汽車(chē)零部件性能和鋼制零部件性能相當(dāng),但重量降低了 40%甚至更多,經(jīng)濟(jì)性也更好。

長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)材料在汽車(chē)行業(yè)中廣泛用來(lái)如儀表板骨架、風(fēng)道、多功能支架等零部件。復(fù)合材料中各種添加劑、加工助劑、色粉及其它有機(jī)小分子雜質(zhì)等在光和熱的作用下,通常會(huì)遷移到塑料制品表面并釋放出一些揮發(fā)性的物質(zhì),從而導(dǎo)致車(chē)內(nèi)起霧并產(chǎn)生氣味。汽車(chē)車(chē)廂由于經(jīng)常處于封閉狀況,因而內(nèi)部空氣質(zhì)量常受到皮椅套或布椅套等內(nèi)飾產(chǎn)品所產(chǎn)生游離甲醛、烷烴、苯、甲苯等有機(jī)化合物(TVOC)的影響,從而對(duì)人體產(chǎn)生不良影響。為降低材料中的 TVOC 含量,需要從原材料來(lái)源、加工工藝、添加劑等方面進(jìn)行控制,或添加能與這些小分子揮發(fā)性物質(zhì)起反應(yīng)的物質(zhì),生成分子量較大,不易揮發(fā)能穩(wěn)定存在材料中而不易揮發(fā)出來(lái)的化合物,從而達(dá)到降低TVOC的目的。

隨著生活理念的提升,人們也越來(lái)越關(guān)注汽車(chē)內(nèi)空氣的質(zhì)量。高分子材料及高分子復(fù)合材料作為汽車(chē)內(nèi)飾件的主要材料,其散發(fā)性能對(duì)車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量有較大的影響。2012年 5 月《乘用車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》正式實(shí)施,各主機(jī)廠對(duì)車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量也更加重視,對(duì)汽車(chē)材料也提出了更高的散發(fā)性要求。只有兼具低散發(fā)、高性能長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料才能滿(mǎn)足汽車(chē)工業(yè)越來(lái)越嚴(yán)格的要求。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

有鑒于此,本發(fā)明公開(kāi)一種低散發(fā)、高性能的的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):

一種低散發(fā)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料,其原料按重量計(jì)包括:

長(zhǎng)玻纖 10-30份;

PI 80-90份

相容劑 0.5-3份;

抗氧劑 0.1-0.7份;

阻燃劑 1-5份;

所述相容劑其原料按重量計(jì)包括聚乙烯吡咯烷酮5-7份、丙二醇0.1-0.5份、氯酸鎂0.01-0.07份、氯化鎂5-8份。

所述抗氧劑和阻燃劑、長(zhǎng)玻纖、PI均可選用任一種現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。氯酸鎂、聚乙烯吡咯烷酮、氯化鎂協(xié)效,可以有效提高長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料的相容性,一方面降低長(zhǎng)玻纖的浮纖問(wèn)題,另一方面還可有效降低復(fù)合材料的散發(fā)性,使后期向復(fù)合材料添加的各類(lèi)助劑在光和熱的作用下仍能夠穩(wěn)定存在于復(fù)合材料中而不易散發(fā),與此同時(shí)相容劑的使用并不會(huì)降低復(fù)合材料的機(jī)械性能,使復(fù)合材料尤其適用于制作汽車(chē)零部件性能和鋼制零部件。

優(yōu)選的,所述長(zhǎng)玻纖為無(wú)堿連續(xù)玻纖,所述無(wú)堿連續(xù)玻纖長(zhǎng)度為6-13mm,直徑為11-30μm。

優(yōu)選的,所述長(zhǎng)玻纖其制備方法為:

(1)正庚烷浸泡處理 :將長(zhǎng)玻纖浸入正庚烷中進(jìn)行溶脹處理,處理時(shí)間為 13h ~ 34h;

(3)丙酮洗滌 :將溶脹后的長(zhǎng)玻纖采用超聲波震蕩進(jìn)行洗滌,然后置于150-300℃的烘箱內(nèi)烘干至恒重。

所述低散發(fā)、高性能長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料的制備方法,其包括如下工序:

a.制備相容劑:將聚乙烯吡咯烷酮、氯化鎂采用空氣浴加熱至100℃,滴入丙二醇,保溫50min后加入氯酸鎂;

b.按設(shè)定重量份將PI、光穩(wěn)定劑、增韌劑、相容劑、抗氧劑加入高速混合器混合均勻后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)加熱至160 ~ 199℃,然后在雙螺桿擠出機(jī)的中部加入設(shè)定重量份的長(zhǎng)玻纖,經(jīng)混煉、成型處理制得低散發(fā)、高性能長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料。

優(yōu)選的,加入長(zhǎng)玻纖時(shí),雙螺桿擠出機(jī)中的溫度為150-150℃。

本發(fā)明選用氯酸鎂、氯化鎂、聚乙烯吡咯烷酮三者協(xié)效降低長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料的散發(fā)性,使利用本發(fā)明長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料制備的產(chǎn)品其中小分子成分不易因光、熱效應(yīng)而散發(fā),保持復(fù)合材料的穩(wěn)定性,同時(shí)還能有效地維持所制得的PI復(fù)合材料的力學(xué)性能。本發(fā)明提供的PI復(fù)合材料具有優(yōu)異的抗沖性能、低散發(fā)性能,且表面光滑無(wú)浮纖,尤其適用于制備汽車(chē)零部件、電子產(chǎn)品元件、儀器儀表部件、航空設(shè)備部件等產(chǎn)品。

具體實(shí)施方式

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解,下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種低散發(fā)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料,其原料按重量計(jì)包括:

長(zhǎng)玻纖 15份;

PI 85份

相容劑 1.9份;

抗氧劑 0.4份;

阻燃劑 3份;

所述相容劑其原料按重量計(jì)包括聚乙烯吡咯烷酮6份、丙二醇0.3份、氯酸鎂0.04份、氯化鎂6份。

所述長(zhǎng)玻纖為無(wú)堿連續(xù)玻纖,所述無(wú)堿連續(xù)玻纖長(zhǎng)度為10mm,直徑為15μm。

本實(shí)施例中,所述長(zhǎng)玻纖其制備方法為:

(1)正庚烷浸泡處理 :將長(zhǎng)玻纖浸入正庚烷中進(jìn)行溶脹處理,處理時(shí)間為30h;

(3)丙酮洗滌 :將溶脹后的長(zhǎng)玻纖采用超聲波震蕩進(jìn)行洗滌,然后置于150-300℃的烘箱內(nèi)烘干至恒重。

本實(shí)施例的低散發(fā)、高性能長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料的制備方法,其包括如下工序:

a.制備相容劑:將聚乙烯吡咯烷酮、氯化鎂采用空氣浴加熱至100℃,滴入丙二醇,保溫50min后加入氯酸鎂;

b.按設(shè)定重量份將PI、光穩(wěn)定劑、增韌劑、相容劑、抗氧劑加入高速混合器混合均勻后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)加熱至160 ~ 199℃,然后在雙螺桿擠出機(jī)的中部加入設(shè)定重量份的長(zhǎng)玻纖,經(jīng)混煉、成型處理制得低散發(fā)、高性能長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料。

進(jìn)一步的,加入長(zhǎng)玻纖時(shí),雙螺桿擠出機(jī)中的溫度為150-150℃。

將本實(shí)施例的合金材料采用現(xiàn)有技術(shù)的快速成型材料制成一1000mm×1000mm×30mm的板狀零件,采用ASTM標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試,其結(jié)果如表1所示。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供一種低散發(fā)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料,其原料按重量計(jì)包括:

長(zhǎng)玻纖 30份;

PI 80份

相容劑 3份;

抗氧劑 0.1份;

阻燃劑 5份;

所述相容劑其原料按重量計(jì)包括聚乙烯吡咯烷酮5份、丙二醇0.5份、氯酸鎂0.01份、氯化鎂8份。

所述長(zhǎng)玻纖為無(wú)堿連續(xù)玻纖,所述無(wú)堿連續(xù)玻纖長(zhǎng)度為6mm,直徑為30μm。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供一種低散發(fā)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料,其原料按重量計(jì)包括:

長(zhǎng)玻纖 10份;

PI 90份

相容劑 1.5份;

抗氧劑 0.7份;

阻燃劑 1份;

所述相容劑其原料按重量計(jì)包括聚乙烯吡咯烷酮7份、丙二醇0.1份、氯酸鎂0.07份、氯化鎂5份。

實(shí)施例4

本實(shí)施例提供一種低散發(fā)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料,其原料按重量計(jì)包括:

長(zhǎng)玻纖 15份;

PI 89份

相容劑 0.5份;

抗氧劑 0.5份;

阻燃劑 3份;

所述相容劑其原料按重量計(jì)包括聚乙烯吡咯烷酮5-7份、丙二醇0.1-0.5份、氯酸鎂0.01-0.07份、氯化鎂5-8份。

實(shí)施例5

本實(shí)施例提供一種低散發(fā)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PI復(fù)合材料,其原料按重量計(jì)包括:

長(zhǎng)玻纖 19份;

PI 86份

相容劑 1.5份;

抗氧劑 0.4份;

阻燃劑 5份;

所述相容劑其原料按重量計(jì)包括聚乙烯吡咯烷酮5-7份、丙二醇0.1-0.5份、氯酸鎂0.01-0.07份、氯化鎂5-8份。

參照GMW15634以及GMW15635的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)實(shí)施例1-5以及對(duì)比例1-2的材料進(jìn)行散發(fā)性測(cè)試,測(cè)試的主要指標(biāo)參數(shù)為苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛的散發(fā)量,與國(guó)標(biāo)所規(guī)定的參數(shù)進(jìn)行比較,測(cè)試結(jié)果如下表所示。

所述的以上為本發(fā)明的其中具體實(shí)現(xiàn)方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些顯而易見(jiàn)的替換形式均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

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