一種耐寒的長(zhǎng)玻纖、包含該長(zhǎng)玻纖的耐寒pp復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐寒的長(zhǎng)玻纖、包含該長(zhǎng)玻纖的耐寒PP 復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP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，隨著汽車 輕量化的進(jìn)展，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP復(fù)合材料憑借其性價(jià)比高的優(yōu)勢(shì)作為以塑代鋼的主要材料越 來越廣泛的應(yīng)用在汽車工業(yè)，采用長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料制作汽車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。
[0003] 但填充有長(zhǎng)玻纖的PP復(fù)合材料其耐寒性能往往較為低下，尤其是長(zhǎng)玻纖在低溫條 件下容易斷裂，而裂口又進(jìn)一步降低PP復(fù)合材料的韌性，最終導(dǎo)致PP復(fù)合材料在低溫環(huán)境 中容易脆化，抗沖性能不足，難以勝任低溫條件下汽車零部件對(duì)材料力學(xué)性能的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明公開一種耐寒的長(zhǎng)玻纖。
[0005] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種耐寒的長(zhǎng)玻纖，該長(zhǎng)玻纖的制備方法為： (1) 正庚烷浸泡處理：將長(zhǎng)玻纖浸入正庚烷溶液中進(jìn)行溶脹處理，處理時(shí)間為12h~ 24h； (2) 熱浸處理:將長(zhǎng)玻纖浸入增韌溶液中，增韌溶液的溫度為80_90°C; (3) 丙酮洗滌：將熱浸處理后的長(zhǎng)玻纖采用超聲波震蕩進(jìn)行洗滌，然后置于150-200°C 的烘箱內(nèi)烘干至恒重，獲得所述耐寒長(zhǎng)玻纖； 所述增韌溶液中含有按重量計(jì)〇. 2%-0.8%的甲酰胺、0.01%-0.5%的氨基甲酸甲酯、2%-3%氯酸鎂以及余量的水。
[0006] 本發(fā)明依次對(duì)長(zhǎng)玻纖進(jìn)行正庚烷浸泡、熱浸、丙酮洗滌等處理，尤其是熱浸中的增 韌溶液，其中包含的甲酰胺、氨基甲酸甲酯可以有效提高長(zhǎng)玻纖的耐寒性能，使之在低溫條 件先仍能保持一定的韌性而不發(fā)生斷裂，最終表現(xiàn)為提高PP復(fù)合材料的缺口抗沖強(qiáng)度。氯 酸鎂可以進(jìn)一步提高長(zhǎng)玻纖的耐寒性能。
[0007] 進(jìn)一步的，所述長(zhǎng)玻纖為無堿連續(xù)玻纖，所述無堿連續(xù)玻纖直徑為11-20μηι。
[0008] 上述規(guī)格的長(zhǎng)玻纖其耐寒效果最優(yōu)。除此以外，還可選用任一種市售的長(zhǎng)玻纖。
[0009] 本發(fā)明同時(shí)提供一種包含所述長(zhǎng)玻纖的耐寒PP復(fù)合材料，其原料按重量計(jì)包括： PP 70-90份； 耐寒長(zhǎng)玻纖 30-50份； POE聚烯烴彈性體 1-5份； 抗氧劑 0.1-0.3份； 相容劑 0.3-2份； 所述相容劑其原料按重量計(jì)包括羥乙基纖維素5-7份、丙二醇0.1-0.5份、甲基異噻唑 啉酮0.01-0.07份、硝酸鉀3-8份。
[0010] 所述抗氧劑、PP均可選用任一種現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。乙基纖維素、丙二醇、硝酸鉀、甲基 異噻唑啉酮協(xié)效，可以有效提高長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP復(fù)合材料的相容性，避免長(zhǎng)玻纖浮纖而導(dǎo)致 產(chǎn)品表面脆化、在低溫下易開裂的問題，進(jìn)一步提高本發(fā)明PP復(fù)合材料的耐寒性能。
[0011] 所述的耐寒PP復(fù)合材料的制備方法，其包括如下工序： a. 制備相容劑:將羥乙基纖維素、硝酸鉀采用空氣浴加熱至100°C，滴入丙二醇，保溫 30min后加入甲基異噻唑啉酮； b. 按設(shè)定重量份將PP、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160~190°C獲得塑化的PP混合物，然后塑化的PP混合物被雙螺桿擠出機(jī)壓入浸漬模 頭中，浸漬分散設(shè)定重量份的長(zhǎng)玻纖，經(jīng)牽引、冷卻成型處理制備成長(zhǎng)度為l〇-16mm的耐寒 PP復(fù)合材料。
[0012] 本發(fā)明依次對(duì)長(zhǎng)玻纖進(jìn)行正庚烷浸泡、熱浸、丙酮洗滌等處理，尤其是熱浸中的增 韌溶液，其中包含的甲酰胺、氨基甲酸甲酯可以有效提高長(zhǎng)玻纖的耐寒性能，使之在低溫條 件下仍能保持一定的韌性而不發(fā)生斷裂，最終表現(xiàn)為提高PP復(fù)合材料的缺口抗沖強(qiáng)度。本 發(fā)明提供的PP復(fù)合材料具有優(yōu)異的抗沖性能、耐寒性，且表面光滑無浮纖，尤其適用于制備 用于低溫環(huán)境的汽車零部件、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】
[0013] 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)施例提供一種耐寒的長(zhǎng)玻纖，該長(zhǎng)玻纖的制備方法為： (1) 正庚烷浸泡處理：將長(zhǎng)玻纖浸入正庚烷溶液中進(jìn)行溶脹處理，處理時(shí)間為15h; (2) 熱浸處理:將長(zhǎng)玻纖浸入增韌溶液中，增韌溶液的溫度為80°C; (3) 丙酮洗滌：將熱浸處理后的長(zhǎng)玻纖采用超聲波震蕩進(jìn)行洗滌，然后置于180°C的烘 箱內(nèi)烘干至恒重，獲得所述耐寒長(zhǎng)玻纖； 所述增韌溶液中含有按重量計(jì)0.7%的甲酰胺、0.3%的氨基甲酸甲酯、2%氯酸鎂以及余 量的水。
[0014] 進(jìn)一步的，所述長(zhǎng)玻纖為無堿連續(xù)玻纖，所述無堿連續(xù)玻纖直徑為15μηι。
[0015] 實(shí)施例2 本實(shí)施例提供一種耐寒的長(zhǎng)玻纖，該長(zhǎng)玻纖的制備方法為： (1) 正庚烷浸泡處理：將長(zhǎng)玻纖浸入正庚烷溶液中進(jìn)行溶脹處理，處理時(shí)間為24h; (2) 熱浸處理:將長(zhǎng)玻纖浸入增韌溶液中，增韌溶液的溫度為80°C; (3) 丙酮洗滌：將熱浸處理后的長(zhǎng)玻纖采用超聲波震蕩進(jìn)行洗滌，然后置于150_200°C 的烘箱內(nèi)烘干至恒重，獲得所述耐寒長(zhǎng)玻纖； 所述增韌溶液中含有按重量計(jì)0.8%的甲酰胺、0.01%的氨基甲酸甲酯、3%氯酸鎂以及余 量的水。
[0016] 進(jìn)一步的，所述長(zhǎng)玻纖為無堿連續(xù)玻纖，所述無堿連續(xù)玻纖直徑為20μηι。
[0017] 實(shí)施例3 本實(shí)施例提供一種耐寒的長(zhǎng)玻纖，該長(zhǎng)玻纖的制備方法為： (1) 正庚烷浸泡處理：將長(zhǎng)玻纖浸入正庚烷溶液中進(jìn)行溶脹處理，處理時(shí)間為20h; (2) 熱浸處理:將長(zhǎng)玻纖浸入增韌溶液中，增韌溶液的溫度為85°C; (3) 丙酮洗滌：將熱浸處理后的長(zhǎng)玻纖采用超聲波震蕩進(jìn)行洗滌，然后置于270°C的烘 箱內(nèi)烘干至恒重，獲得所述耐寒長(zhǎng)玻纖； 所述增韌溶液中含有按重量計(jì)0.8%的甲酰胺、0.5%的氨基甲酸甲酯、2%氯酸鎂以及余 量的水。
[0018] 進(jìn)一步的，所述長(zhǎng)玻纖為市售長(zhǎng)玻纖。
[0019] 實(shí)施例4 本實(shí)施例提供一種耐寒PP復(fù)合材料，其原料按重量計(jì)包括： PP 80 份； 實(shí)施例1的耐寒長(zhǎng)玻纖 38份； POE聚烯烴彈性體 3份； 抗氧劑 0.2份； 相容劑 0.9份； 所述相容劑其原料按重量計(jì)包括羥乙基纖維素6份、丙二醇0.2份、甲基異噻唑啉酮 0.04份、硝酸鉀4份。
[0020] 上述耐寒PP復(fù)合材料的制備方法，其包括如下工序： a. 制備相容劑:將羥乙基纖維素、硝酸鉀采用空氣浴加熱至100°C，滴入丙二醇，保溫 30min后加入甲基異噻唑啉酮； b. 按設(shè)定重量份將PP、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180°C獲得塑化的PP混合物，然后塑化的PP混合物被雙螺桿擠出機(jī)壓入浸漬模頭中，浸 漬分散設(shè)定重量份的長(zhǎng)玻纖，經(jīng)牽引、冷卻成型處理制備成長(zhǎng)度為l〇-16mm的耐寒PP復(fù)合材 料。
[0021 ] 梁用ASTM標(biāo)準(zhǔn)對(duì)太賣施例的PP#合材料講行測(cè)試，其