專利名稱：一種連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料復(fù)合材料領(lǐng)域，具體為連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及其制 備方法。
背景技術(shù)：
玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯(PP)是一種通用型熱塑性增強(qiáng)復(fù)合材料，經(jīng)過玻纖增強(qiáng)后 的聚丙烯具有彈性模量高、強(qiáng)度高、熱變形溫度高、尺寸穩(wěn)定性好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范 圍很廣，可以用于生產(chǎn)風(fēng)扇葉、把手等。用連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)PP的生產(chǎn)過程中，玻纖在雙螺桿的機(jī)筒中部喂入，通過螺桿 的剪切和物料和玻纖之間的摩擦將玻纖剪切到一定的長度范圍，并分散到一定的均勻程 度，才能達(dá)到力學(xué)性能的要求和生產(chǎn)的順利。聚丙烯(PP)和玻纖的界面相容性不好，這不 僅僅影響到玻纖增強(qiáng)PP的物理化學(xué)性能，還會(huì)影響到聚丙烯的加工過程的實(shí)現(xiàn)。目前很多專家和企業(yè)以及研究部門都對玻纖增強(qiáng)PP復(fù)合材料的的制備進(jìn)行了關(guān) 的研究，例如用胺硅烷偶聯(lián)劑對玻纖的表面進(jìn)行處理，在PP基質(zhì)中加入酸酐類接枝PP等， 并從理論和實(shí)踐上進(jìn)行改進(jìn)，并取得了一定的效果，但仍然無法從根本上解決玻纖的剪切 和分散的問題；例如有些工藝專家，在螺桿組合上進(jìn)行改善，不斷的調(diào)試，改善玻纖的剪切 長度和分散，取得了一定的程度效果，但是仍然有一些雙螺桿擠出機(jī)無法滿足一些機(jī)器上 的順利生產(chǎn)，比如說無法牽條等；有些設(shè)備專家從研究了計(jì)量稱，并配合玻纖生產(chǎn)廠家生產(chǎn) 的短纖，取得了一定的效果，但是仍然面臨成本高，側(cè)喂玻纖容易起玻纖毛等問題。由于連續(xù)玻璃纖維與PP的混合剪切效果不好，會(huì)影響到機(jī)器的持續(xù)使用狀況。加 工的螺桿擠出機(jī)，在使用較長時(shí)間后，持續(xù)生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生斷條，無法繼續(xù)生產(chǎn)，需要更 換螺筒。為解決上述問題，本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)做出改進(jìn)，并取得了良好的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料 (PP)。本發(fā)明另一個(gè)目的在于提供上述復(fù)合材料的制備方法，以克服現(xiàn)在的生產(chǎn)過程中 的問題。一種連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟(1)將顆粒狀均聚聚丙烯、相容劑、選擇性助劑預(yù)混均勻后送入螺桿擠出機(jī)，機(jī)頭 溫度為220 240°C，熔融段的加工溫度為210°C 230°C ；(2)步驟⑴混勻的原料在送入螺桿擠出機(jī)后，融化到85% 100%時(shí)加入連續(xù)玻 璃纖維，連續(xù)玻璃纖維預(yù)先經(jīng)過加水處理；加入連續(xù)玻璃纖維后的加工溫度為200°C 230°C ；
所述的物料以下重量含量的組分
顆粒狀均聚聚丙烯50 80%
相容劑4 20%
連續(xù)玻璃纖維5 40%
選擇性助劑0 2%
上述原料總量以100份量份計(jì)，加水處理后連續(xù)玻璃纖維所含的水量份為
0. 5 2份；(3)擠出造粒。螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為250 400rpm，脫揮時(shí)的真空度為-0. 08 -0. IMpa。連續(xù)玻璃纖進(jìn)入后，第一組剪切片和第二組剪切片用嚙合盤，之后用齒形盤分散。所述的顆粒狀均聚聚丙烯在230°C、2. 16kg負(fù)荷下的熔體流動(dòng)速率(熔融指數(shù)) 為 2 50g/10min。所述的相容劑是指在和PP共混后在300°C以下，持續(xù)lmin基本不和水反應(yīng)的，例
如馬來酸酐接枝聚丙烯。所述選擇性助劑指在和PP共混后在300°C以下，持續(xù)lmin基本不和水反應(yīng)的；可 選用選擇性助劑為抗氧劑、顏料、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤滑劑、填充劑和增韌劑中 的至少一種，例如高分子量受阻酚類抗氧劑、白礦油、炭黑等。水作為加工過程中的一種助劑，與其它小分子物質(zhì)在真空口處排出；脫揮時(shí)的真 空口的真空度為-0. 08 -0. IMpa，從而保證水分和小分子物質(zhì)的排放。步驟(2)中加水處理的方法為(A)將連續(xù)玻璃纖維通過水蒸氣的霧箱；或，(B)將連續(xù)玻璃纖維浸入水中，然后用刮板刮去水分。通過上述方法所制備的連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，性能與不通過水做助 劑的性能基本上一致，用途也一致；但是本發(fā)明的制備方法，改善了加工過程，方法簡便，保 證了拉條的順利性和生產(chǎn)的持續(xù)性，同時(shí)延長了螺筒的使用時(shí)間。
具體實(shí)施例方式實(shí)施案例中，如無說明，均為總配方的重量含量。所用雙螺桿擠出機(jī)為南京瑞亞TSE-75D/600-250-36同向雙螺桿擠出機(jī)。實(shí)施例1(1)將6. lkg顆粒狀均聚PP、3. 0kg巨石連續(xù)玻璃纖維和0. 8kg馬來酸酐接枝PP 和0. lkg選擇性助劑(0. 05kg抗氧劑1010和0. 05kg乙撐雙硬脂酰胺)在800rpm的高速 混合機(jī)中混20 25秒，從擠出機(jī)的第一節(jié)螺筒喂入；(2)取巨石連續(xù)玻璃纖維的一根輕輕掠過水面，經(jīng)過一刮板，將水滴刮去，經(jīng)過剪 斷測量水分，為上述總物料重量的即0. lkg;在步驟(1)物料的融化程度達(dá)到85% 100%時(shí)將連續(xù)玻璃纖維從擠出機(jī)螺筒的中間(第16 20D)喂入；玻纖進(jìn)入后第一組剪切 片和第二組剪切片用嚙合盤，之后用齒形盤分散；(3)擠出造粒，脫揮的真空度為-0. 09Mpa。雙螺桿擠出機(jī)長徑比為40 1，每節(jié)螺筒一個(gè)溫區(qū)、機(jī)頭單獨(dú)一個(gè)溫區(qū)，各溫區(qū)溫度設(shè)定為200/230/230/230/230/220/200/200/200/230 (°C )，機(jī)頭溫度為 230°C。螺桿在連續(xù)玻璃纖維分散加入齒輪盤。步驟(2)中，也可以將連續(xù)玻璃纖維通過一個(gè)水蒸氣的霧箱，使之含水量達(dá)到總物料的(即0. lkg)，結(jié)果相同。對比例1顆粒狀均聚PP 6. Ikg,巨石連續(xù)玻璃纖維3. Okg,馬來酸酐接枝PP 0. 8kg ；0. Ikg 選擇性助劑(0. 05kg抗氧劑1010和0. 05kg乙撐雙硬脂酰胺)，玻纖未經(jīng)水處理，其余同實(shí) 施例1結(jié)果對比見下表
技術(shù)指標(biāo)均拉伸強(qiáng)斷裂缺Π沖彎曲彈性模燒~擠出機(jī)擠出機(jī)機(jī) 為ISO標(biāo)準(zhǔn)度/Mpa伸長/擊強(qiáng)度強(qiáng)度量/Mpa度/ 機(jī)筒為筒使用3
率％ /KJ/M2 /Mpamm 新機(jī)筒 個(gè)月后
玻纖未和水95.52 5.77 13.06 134.30 5197.00 7.34 持續(xù)生持續(xù)生產(chǎn)
一起處理過產(chǎn)正常，斷條，生
的對比例1不斷條產(chǎn)無法正
常生產(chǎn)
玻纖和水一95.99 6.00 13.26 130.58 5390.80 6.98 持續(xù)生持續(xù)生產(chǎn)
起處理過的產(chǎn)正常，正常，不
實(shí)施例1不斷條斷條由此可以看出本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，及其實(shí)施過程。
權(quán)利要求
一種連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將顆粒狀均聚聚丙烯、相容劑、選擇性助劑預(yù)混均勻后送入螺桿擠出機(jī)，機(jī)頭溫度為220～240℃，熔融段的加工溫度為210℃～230℃；(2)步驟(1)混勻的原料在送入螺桿擠出機(jī)后，融化到85％～100％時(shí)加入連續(xù)玻璃纖維，連續(xù)玻璃纖維預(yù)先經(jīng)過加水處理，使之含水量為上述所有物料總重量的0.5％～2％；加入連續(xù)玻璃纖維后的加工溫度為200℃～230℃；物料的組成包括以下重量含量的原料顆粒狀均聚聚丙烯50～80％相容劑4％～20％連續(xù)玻璃纖維5％～40％選擇性助劑 0～2％；上述原料總量以100份重量份計(jì)，加水處理后連續(xù)玻璃纖維所含的水重量份為0.5～2份；(3)擠出造粒。
2.權(quán)利要求1所述連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述 的顆粒狀均聚聚丙烯在230°C、2. 16kg負(fù)荷下的熔體流動(dòng)速率為2 50g/10min。
3.權(quán)利要求1所述連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述 的接枝劑為馬來酸酐接枝聚丙烯。
4.權(quán)利要求1所述連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述 的選擇性助劑為抗氧劑、顏料、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤滑劑、填充劑和增韌劑中的 至少一種。
5.權(quán)利要求1 4所述連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，螺 桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為250 400rpm，脫揮時(shí)真空口的真空度為-0. 08 -0. IMpa。
6.權(quán)利要求5所述連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟 (2)中加水處理的方法為(A)將連續(xù)玻璃纖維通過水蒸氣的霧箱；或，(B)將連續(xù)玻璃纖維浸入水中，然后用刮板刮去水分。
7.—種連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，通過權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)制
全文摘要
本發(fā)明涉及塑料復(fù)合材料領(lǐng)域，公開了一種連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備方法。步驟包括(1)將顆粒狀均聚聚丙烯、相容劑、選擇性助劑預(yù)混均勻后送入螺桿擠出機(jī)，機(jī)頭溫度為220～240℃，熔融段的加工溫度為210℃～230℃；(2)步驟(1)混勻的原料在送入螺桿擠出機(jī)后，融化到85％～100％時(shí)加入連續(xù)玻璃纖維，連續(xù)玻璃纖維預(yù)先經(jīng)過加水處理；(3)擠出造粒。所得到的產(chǎn)品性能與不用水作助劑的產(chǎn)品性能基本一致，本方法改善了加工過程，保證了拉條的順利性和生產(chǎn)的持續(xù)性，同時(shí)延長了螺筒的使用時(shí)間。
文檔編號(hào)C08J5/08GK101875740SQ20101014029
公開日2010年11月3日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者李文龍, 杜賞, 楊澤, 王培武, 羅李波, 肖軍華 申請人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司