本發(fā)明專利技術(shù)公開一種長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及其在線配混制備方法，其組分和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：50～65％的聚丙烯，20～35％的長玻璃纖維，1～10％的相容劑，1～5％的增韌劑，0.1～0.8％的抗氧劑，0.1～0.5％的晶型改性劑和5～20％的填料，將聚丙烯、各種助劑及填料混合均勻后，喂入第一階同向雙螺桿擠出機(jī)，在線配混；然后導(dǎo)入第二階異向平行雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)表面處理預(yù)熱后的玻纖也從第二階擠出機(jī)引入，與物料混合，切斷、開松、均化、建壓、擠出、三輥壓延、定型、切割后包裝，采用β晶型改性劑改善提高復(fù)合材料的性能，成型過程中配混和玻纖均化分機(jī)操作，有利于物料的充分混合，兩臺擠出機(jī)速度分別控制，玻纖長度可控。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于復(fù)合材料加工
，涉及ー種長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法，特別涉及一種基于雙階雙螺桿擠出的晶型改性長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料及其在線配混制備方法。
技術(shù)介紹
聚丙烯作為目前國內(nèi)外最通用的熱塑性塑料聚合物，在塑料領(lǐng)域內(nèi)有十分廣泛的應(yīng)用，聚丙烯通過玻纖增強(qiáng)是提高其綜合性能的重要途徑，長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料近年來得到迅速發(fā)展，因為其不僅輕質(zhì)高強(qiáng)，還具有優(yōu)良的耐候性、良好的加工性、可回收利用等優(yōu)點，在汽車輕量化、綠色環(huán)保中發(fā)揮著極其重要的作用。近年來，國內(nèi)外對長玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料進(jìn)行過不少研究。以往，關(guān)于玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料主要的制備方法有原位聚合浸潰技術(shù)、粉末浸潰技術(shù)和熔融浸潰技術(shù)等。專利技術(shù)專利200810020936. 5“長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法”公開了ー種采用熔體浸潰技木，使數(shù)股長玻璃纖維引入到熔池中使長玻璃纖維被熔體充分浸潰，再集束包覆，從喇叭ロ型的模頭出口處出料，最后冷卻、切粒，即得到長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯粒料。這種方法雖然加強(qiáng)了玻纖與樹脂的浸潰效果，但極易出現(xiàn)玻纖分布不均或玻纖集束現(xiàn)象，甚至玻纖外露，影響制品力學(xué)性能。專利技術(shù)專利201010602231.1 “ー種長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法”公開了ー種采用熔體浸潰技術(shù)，使長玻璃纖維引入用高熔融指數(shù)的聚丙烯熔體充分浸潰，最后冷卻、切粒，得到長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯粒料。這種方法雖然采用高熔融指數(shù)聚丙烯加強(qiáng)了玻纖與樹脂的浸潰效果，但對于中低熔指的聚丙烯樹脂則效果有限，因高熔指聚丙烯分子量小，機(jī)械性能不如中低聚丙烯的好。綜上所述，目前用于制備長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的制備方法均不同程度地存在著各種缺點，所制備的復(fù)合材料的性價比`仍不理想。目前，長玻纖增強(qiáng)聚丙烯存在兩種類型的加工制備技術(shù)一種是先加工成長玻纖增強(qiáng)聚丙烯粒料，然后再經(jīng)過注射或擠出成型的ニ步法制備技術(shù)；另ー種是ー步法制備技木，即在生產(chǎn)線上配混樹脂、添加剤、玻纖，直接成型為制品，省卻了造粒中間環(huán)節(jié)，長玻纖增強(qiáng)聚丙烯一歩法在線配混成型的優(yōu)點主要有兩個減少了加工粒料的冷卻、再成型的加熱過程，節(jié)省能源，相比傳統(tǒng)成型至少節(jié)省了 20%能耗；另一個是避免二次加熱導(dǎo)致聚丙烯部分降解，制品綜合性能優(yōu)異。由于提高并保證了制品中纖維的長度，使制品的強(qiáng)度、剛度得到改善。另外還有成型周期短，制品沒有邊角廢物，回收方便等優(yōu)點，國外正在逐步推廣應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種通過改變聚丙烯結(jié)晶類型的長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料以及基于雙階雙螺桿擠出的長玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的一歩法在線配混制備方法。本專利技術(shù)的基于雙階雙螺桿擠出的長玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的一歩法成型在線配混設(shè)備包括以下幾部分第一階同向雙螺桿擠出機(jī)、第二階異向雙螺桿擠出機(jī)、玻纖表面處理機(jī)、衣架式模頭、三輥壓延機(jī)、定型成型機(jī)和切割機(jī)。第一階同向雙螺桿擠出機(jī)，平均分為6 8個控溫區(qū)，螺桿直徑為20 80mm，長徑比L/D為32 52 ;第二階異向雙螺桿擠出機(jī)平均分為5 7個控溫區(qū)，螺桿直徑為28 75mm，L/D為8 18，兩臺擠出機(jī)可分別調(diào)速、調(diào)溫、調(diào)壓，螺桿元件采用積木式組合，使聚丙烯混合、均化更充分，使玻纖在基體中保持理想的長度、均勻性及粘結(jié)性；玻纖無捻粗紗以恒定溫度100 125°C由集束管引入第二階異向雙螺桿擠出機(jī)；衣架式模頭壓カ為5 25MPa。綜合考慮共混體系成型過程中的相容性、流變性等，合理選擇了復(fù)合體系中各組分的配方并控制共混體系中各組分的含量，經(jīng)過大量試驗，本專利技術(shù)提出了ー種多元復(fù)合體系，并采用一種能改變聚丙烯結(jié)晶類型的成核劑，使長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的成型性能良好，從而提聞了復(fù)合材料的綜合性能。本專利技術(shù)所述的制備長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料配方的組分和重量百分比如下聚丙烯50 65%長玻璃纖維20 35%相容劑I 10%增韌劑I 5%抗氧劑0.1 0.8%晶型改性劑0.1 0.5%填料5 20%其中，所述長玻璃纖維為長玻纖增強(qiáng)聚丙烯專用連續(xù)無捻粗紗，主要作為增強(qiáng)材料，起骨架支撐作用；其中，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯、馬來酸酐接枝聚こ烯的ー種或兩種混合，馬來酸酐接枝率大于I;其中，所述增韌劑為聚烯烴弾性體、苯こ烯嵌段共聚物、雙峰高密度聚こ烯的ー種或幾種混合；其中，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168的ー種或兩種混合；其中，所述晶型改性劑為P晶型改性劑GX-5、P晶型改性劑WBG、^晶型改性劑NT-C的ー種或幾種混合；其中，所述填料為超細(xì)滑石粉、超細(xì)碳酸鈣中的ー種或兩種混合。填料規(guī)格均大于2000。制備上述長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料方法，包括以下步驟將聚丙烯、相容劑、增韌劑、抗氧劑、晶型改性劑及填料混合均勻，喂入第一階雙螺桿擠出機(jī)，加工溫度在170 240°C ;然后注入第二階雙螺桿擠出機(jī)，同時引入已經(jīng)預(yù)熱分散的長玻璃纖維，加工溫度在180 240°C ;物料從衣架式模頭擠出，經(jīng)三輥壓延、定型、切割后包裝、出廠。 經(jīng)試驗證明，采用長玻纖增強(qiáng)聚丙烯板材的在線配混制備方法，得到的玻纖增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合板材，玻纖與基體粘結(jié)效果良好，板材綜合性能優(yōu)異。附圖說明圖1是不添加0成核劑時復(fù)合材料的X射線衍射圖。圖2是添加0. 2%的0成核劑時復(fù)合材料的X射線衍射圖。具體實施例方式現(xiàn)以采用了垂直排列的雙階雙螺桿擠出機(jī)，第一階同向雙螺桿擠出機(jī)螺桿直徑為60mm，L/D為40，轉(zhuǎn)速為85RPM，平均分為7個控溫區(qū)，螺桿區(qū)操作溫度為165°C，178°C，180°C，185°C，190°C，190°C，190°C。第二階異向平行雙螺桿擠出機(jī)，螺桿直徑為70mm，L/D為9，轉(zhuǎn)速為45RPM，分為5個控溫區(qū)，操作溫度為190°C，195°C，195°C，190°C，190°C。模頭溫度190°C，模頭壓力IOMPa為例。實施例1將56. 5%的均聚聚丙烯、4%的馬來酸酐接枝聚丙烯、4%的聚烯烴弾性體、0. 1%的抗氧劑1010、0. 2%的抗氧劑168、0. 2%的P晶型改性劑WBG和5%的滑石粉混合均勻加入第一臺擠出機(jī)，同時將30%的預(yù)熱的玻璃纖維引入第二臺擠出機(jī)，經(jīng)三輥壓延、定型、切割后包裝、出廠。 實施例2將56. 7%的均聚聚丙烯、4%的馬來酸酐接枝聚丙烯、4%的聚烯烴弾性體、0. 1%的抗氧劑1010、0. 2%的抗氧劑168、5%的滑石粉混合均勻加入第一臺擠出機(jī)，同時將30%的預(yù)熱的玻璃纖維引入第二臺擠出機(jī)，經(jīng)三輥壓延、定型、切割后包裝、出廠。實施例3將56. 5%的共聚聚丙烯、4%的馬來酸酐接枝聚こ烯、4%的苯こ烯嵌段共聚物、0. 2%的抗氧劑1010、0.1 %的抗氧劑168、0. 2%的P晶型改性劑NT-C和5%的碳酸鈣混合均勻加入第一臺擠出機(jī)，同時將30%的預(yù)熱的玻璃纖維引入第二臺擠出機(jī)，經(jīng)三輥壓延、定型、切割后包裝、出廠。實施例4將56. 7%的共聚聚丙烯、4%的馬來酸酐接枝聚こ烯、4%的苯こ烯嵌段共聚物、0.2%的抗氧劑1010、0.1 %的抗氧劑168、5%的碳酸鈣混合均勻加入第一臺擠出機(jī)，同時將30%的預(yù)熱的玻璃纖維引入第二臺擠出機(jī)，經(jīng)三輥壓延、定型、切割后包裝、出廠。由附圖1和附圖2廣角X射線衍射圖譜可見P晶型改性劑加入后聚丙烯的結(jié)晶晶型發(fā)生了改變，分別測試了實施例所得玻纖含量、玻本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計由下述物質(zhì)復(fù)合制備而成：FSA00000839217300011.tif
【技術(shù)特征摘要】
1.一種長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計由下述物質(zhì)復(fù)合制備而成聚丙烯50 65%長玻璃纖維20~35%相容劑I 10%增韌劑I 5%抗氧劑0.1 0.8%晶型改性劑0.1 0.5%填料5 20%2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述晶型改性劑為P晶型改性劑GX-5、P晶型改性劑WBG晶型改性劑NT-C的一種或幾種混合。3...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：董擎之，張彥慶，
申請(專利權(quán))人：華東理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。