高性能短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于工程塑料技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是涉及一種高性能短切玻璃纖維增強(qiáng)熱 塑性材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在改性塑料行業(yè)中，在現(xiàn)有通用原料基礎(chǔ)上通過雙螺桿擠出機(jī)混煉后，力學(xué)性能 的提升空間有限。而下游客戶在注塑制件時，以塑代鋼，制件的薄壁化、輕量化都對改性塑 料的力學(xué)性能提出了更高的要求。為滿足客戶的使用需求，在不改變或稍微改變現(xiàn)有原料 和加工成本的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)出能滿足客戶要求的高性能短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性材料是行 業(yè)內(nèi)面臨的難題?，F(xiàn)階段，雖然在原材料的選擇上有很大空間，但是原材料成本的大幅增加 很難滿足下游注塑廠家對原料成本的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種高性能短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性材料及其 制備方法。
[0004] 本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種高性能短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性材料，包括以下重量百分含量的組分：
[0008] 其中，所述基料為熱塑性塑料，所述短切玻璃纖維是與該基料對應(yīng)的短切玻璃纖 維（如，基料為PP，對應(yīng)的短切玻璃纖維為PP用短切玻璃纖維）。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述基料選自聚丙烯（PP)、聚酰胺（PA6或PA66)、聚碳 酸酯（PC)、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯聚合物（ABS)其中之一。
[0010] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑。
[0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述選擇性助劑為抗氧劑、潤滑劑、著色劑中的一種或 幾種。
[0012] 本發(fā)明還提供一種高性能短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性材料的制備方法，包括以下步 驟：
[0013] 步驟①：按照權(quán)利要求1的組分含量準(zhǔn)備好相應(yīng)的基料、短切玻璃纖維、偶聯(lián)劑和 選擇性助劑，備用；
[0014] 步驟②：將雙螺桿擠出機(jī)升溫至恒定溫度180°C~280°C，具體溫度與待加工的基 料對應(yīng)；
[0015] 步驟③：將所述基料、偶聯(lián)劑和選擇性助劑加入高速混合機(jī)內(nèi)混合均勻，將混合均 勻的混合材料通過輸送管道送至料站A中；
[0016] 步驟④：將與基料對應(yīng)的短切玻璃纖維送入到料站B中；
[0017] 步驟⑤：在連續(xù)計量系統(tǒng)中輸入對應(yīng)料站所用物料的比例，其中料站A:40wt%~ 95wt% ;料站B:5wt% ~60wt% ;
[0018] 步驟⑥：將料站A中物料經(jīng)過連續(xù)計量系統(tǒng)，加入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口中； 將料站B中物料經(jīng)過連續(xù)計量系統(tǒng)，加入到雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)向喂料口中，同時該料站B中 物料在由計量系統(tǒng)流進(jìn)雙螺桿擠出機(jī)側(cè)向喂料口中過程中進(jìn)行預(yù)加熱；
[0019] 步驟⑦：雙螺旋擠出機(jī)將料站A中的混合物料和料站B中的短切玻璃纖維混煉后 冷拉條切粒，即獲得高性能短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性材料。
[0020] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述步驟⑥中，所述料站B中物料在由計量系統(tǒng)流 進(jìn)雙螺桿擠出機(jī)側(cè)向喂料口中的過程中通過短切玻璃纖維加熱系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)加熱，該短切玻 璃纖維加熱系統(tǒng)至少為加熱管、加熱棒和紅外加熱其中之一。
[0021 ] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述短切玻璃纖維加熱系統(tǒng)的加熱溫度控制在 120°C~220°C。
[0022] 本發(fā)明的有益效果是：該高性能短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性材料及其制備方法，在 不改變材料的基礎(chǔ)上，通過加工方法的改變來大幅度提升短切玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性材料的 力學(xué)性能。
【具體實施方式】
[0023] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實施例， 即但凡以本發(fā)明申請專利范圍及說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明 專利涵蓋范圍之內(nèi)。
[0024] 以下實施例所采用的主要設(shè)備為：
[0025] 科達(dá)高速混合機(jī)：400L，轉(zhuǎn)速450rpm/min~550rpm/min，喂料速度：500kg/h~ 850kg/h，脫揮真空度：-0· 08MPa~-0·lMPa〇
[0026] 雙螺桿擠出機(jī)：南京歐立TSE-75D/600-250-40同向雙螺桿擠出機(jī)。
[0027] 連續(xù)計量系統(tǒng)：布拉本達(dá)。
[0028] 實施例1:
[0029]將雙螺桿擠出機(jī)升溫至恒定溫度180°C~230°C，將聚丙烯樹脂68kg，硅烷偶聯(lián)劑 0. 6kg和選擇性助劑1. 4kg在高速混合機(jī)內(nèi)混合均勾，將混合均勾的混合材料通過輸送管 道送入料站A中；
[0030] 將30kgPP用的短切玻璃纖維送入到料站B中；
[0031] 在連續(xù)計量系統(tǒng)中輸入對應(yīng)投料站所用物料的比例A:70wt%;B:30wt%;
[0032]啟動短切玻璃纖維加熱系統(tǒng)。所述的短切玻璃纖維加熱系統(tǒng)為，加熱管，加熱棒等 紅外加熱，設(shè)定控制加熱溫度140°C。
[0033] 啟動雙螺桿擠出機(jī)和連續(xù)計量系統(tǒng)，料站A中物料經(jīng)過連續(xù)計量系統(tǒng)，加入到雙 螺桿擠出機(jī)主喂料口中；料站B中物料經(jīng)過連續(xù)計量系統(tǒng)，由喂料機(jī)加入雙螺桿擠出機(jī)側(cè) 向喂料口中。料站B中物料在由計量系統(tǒng)流進(jìn)雙螺桿擠出機(jī)側(cè)向喂料口中過程中通過短切 玻璃纖維加熱系統(tǒng)，將PP用短切玻璃纖維加熱到設(shè)定溫度140°C。
[0034] 雙螺桿擠出機(jī)將料站A和料站B中的混合物料和PP用短切玻璃纖維混煉后冷拉 條切粒，得出短切玻璃纖維增強(qiáng)PP成品。將PP成品用注塑機(jī)按照ISO527,ISO178和 IS0180標(biāo)準(zhǔn)制樣，檢測力學(xué)性能。
[0035] 對比例1 :
[0036]將雙螺桿擠出機(jī)升溫至恒定溫度180°C~230°C，將聚丙烯樹脂68kg，硅烷偶聯(lián)劑 0. 6kg和選擇性助劑1. 4kg在高速混合機(jī)內(nèi)混合均勾，將混合均勾的混合材料通過輸送管 道送入料站A中；
[0037] 將30kgPP用的短切玻璃纖維送入到料站B中；
[0038] 在連續(xù)計量系統(tǒng)中輸入對應(yīng)投料站所用物料的比例A:70wt%;B:30wt%;
[0039] 啟動雙螺桿擠出機(jī)和連續(xù)計量系統(tǒng)，料站A中物料經(jīng)過連續(xù)計量系統(tǒng)，加入到雙 螺桿擠出機(jī)主喂料口中；料站B中物料經(jīng)過連續(xù)計量系統(tǒng)，由喂料機(jī)加入雙螺桿擠出機(jī)側(cè) 向喂料口中。
[0040] 雙螺桿擠出機(jī)將料站A和料站B中的混合物料和PP用短切玻璃纖維混煉后冷拉 條切粒，得出短切玻璃纖維增強(qiáng)PP成品。將PP成品用注塑機(jī)按照ISO527,ISO178和 IS0180標(biāo)準(zhǔn)制樣，檢測力學(xué)性能。
[0041] 實施例2:
[0042]將雙螺桿擠出機(jī)升溫至恒定溫度180°C~230°C，將ABS樹脂68kg，硅烷偶聯(lián)劑 0. 6kg和選擇性助劑1. 4kg在高速混合機(jī)內(nèi)混合均勾，將混合均勾的混合材料通過輸送管 道送入料站A中；
[0043] 將30kgABS用的短切玻璃纖維送入到料站B中；
[0044] 在連續(xù)計量系統(tǒng)中輸入對應(yīng)投料站所用物料的比例A:70wt%;B:30wt%;
[0045]啟動短切玻璃纖維加熱系統(tǒng)。所述的短切玻璃纖維加熱系統(tǒng)為，加熱管，加熱棒等 紅外加熱，設(shè)定控制加熱溫度140°C。
[0046] 啟動雙螺桿擠出機(jī)和連續(xù)計量系統(tǒng)，料站A中物料經(jīng)過連續(xù)計量系統(tǒng)，加入到雙 螺桿擠出機(jī)主喂料口中；料站B中物料經(jīng)過連續(xù)計量系統(tǒng)，由喂料機(jī)加入雙螺桿擠出機(jī)側(cè) 向喂料口中。