一種有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂及其制備方法，有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂由改性有機(jī)纖維5-70份、熱塑性樹(shù)脂30-95份與助劑0-20份制備而成，所述改性有機(jī)纖維是指有機(jī)纖維經(jīng)四甲基氫氧化銨甲醇溶液表面浸潤(rùn)處理所得。本發(fā)明使用四甲基氫氧化銨甲醇溶液來(lái)改性有機(jī)纖維，增加了有機(jī)纖維表面的官能度和表面粗糙度，并增強(qiáng)了熱塑性樹(shù)脂基體的界面結(jié)合能力，大大的改善纖維與熱塑性樹(shù)脂的浸潤(rùn)性及在熱塑性樹(shù)脂中分散性，最終制備的有機(jī)纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂的強(qiáng)度高、抗沖擊性能好。
【專利說(shuō)明】一種有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂及其制備方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及高分子改性材料領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂及其制 備方法。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004] 有機(jī)纖維是指將人工合成的、具有適宜分子量并具有可溶(或可熔）性的線型聚合 物，經(jīng)紡絲成形和后處理而制得的化學(xué)纖維。有機(jī)纖維密度小，表面聚集大量的靜電，易團(tuán) 聚。在塑料料子擠出工藝中，有機(jī)纖維的團(tuán)聚會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的強(qiáng)度低、抗沖擊性能差，大大的 妨礙了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。如何保證有機(jī)纖維均勻的分散在熱塑性樹(shù)脂中一直是一個(gè)難題。
[0005]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度、抗沖擊性能好的有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂。
[0007] -種有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂，由以下組分按重量份制備而成： 改性有機(jī)纖維5-70份； 熱塑性樹(shù)脂30-95份； 助劑0-20份； 所述改性有機(jī)纖維是指有機(jī)纖維經(jīng)四甲基氫氧化銨甲醇溶液表面浸潤(rùn)處理所得。
[0008] 進(jìn)一步，所述的四甲基氫氧化銨甲醇溶液的濃度為0. 1-0. 5%。
[0009] 所述的有機(jī)纖維為聚丙烯纖維、尼龍纖維或聚酯纖維。
[0010] 所述的熱塑性樹(shù)脂為聚丙烯、聚酰胺6、聚酰胺66、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì) 苯二甲酸丁二醇酯中的一種。
[0011] 所述的助劑選自相容劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑中的至少一種。
[0012] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂的制備方法，包括如下 步驟： (1) 把四甲基氫氧化銨溶于甲醇中，配制濃度為0. 1-0. 5%的四甲基氫氧化銨甲醇溶 液，再將表面未經(jīng)過(guò)處理的有機(jī)纖維浸潤(rùn)到四甲基氫氧化銨甲醇溶液中〇. 5-1小時(shí)后，取 出烘干得改性有機(jī)纖維； (2) 按配比把30-95份的熱塑性樹(shù)脂與0-20份的助劑，于常溫條件下均勻混合，然后將 其混合物從擠出機(jī)進(jìn)料口中加入擠出機(jī)，再將（1)中制備的改性有機(jī)纖維5-70份從纖維進(jìn) 料口加入擠出機(jī)，經(jīng)熔融擠出、風(fēng)冷、切粒，得到有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料。
[0013] 本發(fā)明中選用濃度為0. 1-0. 5%的四甲基氫氧化銨甲醇溶液來(lái)改性有機(jī)纖維，能 增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂的拉伸強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度，并提高其在熱塑性樹(shù)脂中的分散性。
[0014] 有機(jī)纖維需浸潤(rùn)在四甲基氫氧化銨甲醇溶液中0. 5-1小時(shí)，其浸潤(rùn)時(shí)間小于0. 5 小時(shí)，有機(jī)纖維表面浸潤(rùn)性差；浸潤(rùn)時(shí)間超過(guò)1小時(shí)后，纖維的表面會(huì)出現(xiàn)微裂紋，出現(xiàn)損 傷。這兩種情況最終都會(huì)導(dǎo)致有機(jī)纖維在基體中的分散性差，降低最終產(chǎn)品的力學(xué)性能。
[0015] 所述的助劑選自的相容劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑中的一種或多種，本發(fā)明中優(yōu)選抗氧劑 為抗氧劑1010與抗氧劑168按重量比為1:2組成復(fù)配物；潤(rùn)滑劑選用硬酯酸鈣；相容劑選 用聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐。
[0016] 所以本發(fā)明的有益效果是，經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明使用四甲基氫氧化銨甲醇溶 液來(lái)改性有機(jī)纖維，增加了有機(jī)纖維表面的官能度和表面粗糙度，并增強(qiáng)了熱塑性樹(shù)脂基 體的界面結(jié)合能力，大大的改善纖維與熱塑性樹(shù)脂的浸潤(rùn)性及在熱塑性樹(shù)脂中分散性，最 終制備的有機(jī)纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂的強(qiáng)度高、抗沖擊性能好。
[0017]

【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0019] 本發(fā)明中所有的濃度單位均指重量濃度。
[0020] 如無(wú)具體說(shuō)明，本發(fā)明的各種原料均可以通過(guò)市售得到；或根據(jù)本領(lǐng)域常規(guī)方法 得到。除另有定義或說(shuō)明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)熟練人員熟 悉的意義相同。此外任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可應(yīng)用于本發(fā)明方法 中。
[0021] 本發(fā)明中力學(xué)測(cè)試方法如下： 拉伸性能的測(cè)試：ASTM D638,塑料拉伸性能試驗(yàn)方法，拉伸速度5mm/min。
[0022] 沖擊性能的測(cè)試：懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度按照ASTM D256,塑料懸臂梁沖擊試驗(yàn)方 法。
[0023] 實(shí)施例1 (1)把四甲基氫氧化銨溶于甲醇中，配制濃度為0. 1%的四甲基氫氧化銨甲醇溶液；再 把表面未經(jīng)過(guò)處理的聚酯纖維浸潤(rùn)到四甲基氫氧化銨甲醇溶液中0. 5小時(shí)，取出烘干得改 性聚酯纖維。
[0024] (2)稱取50份的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，0.2份的抗氧劑1010,0.3份的抗氧劑 168, 5份硬脂酸鈣常溫混合后，于擠出機(jī)的加料口加入；再將50份改性聚酯纖維從擠出機(jī) 的纖維口加入，經(jīng)熔融擠出，風(fēng)冷，切粒，得到聚酯纖維填充聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材 料。
[0025] 實(shí)施例2 (1)把四甲基氫氧化銨溶于甲醇中，配制濃度為0. 2%的四甲基氫氧化銨甲醇溶液；把 表面未經(jīng)過(guò)處理的尼龍纖維浸潤(rùn)到四甲基氫氧化銨甲醇溶液中0. 6小時(shí)，取出烘干得改性 尼龍纖維。
[0026] (2)稱取65份的聚酰胺66,0. 1份的抗氧劑1010,0. 2份的抗氧劑168于常溫混合 后，于擠出機(jī)的加料口加入；再將35份改性尼龍纖維從擠出機(jī)的纖維入口加入，經(jīng)熔融擠 出，風(fēng)冷，切粒，得到尼龍纖維填充聚酰胺66樹(shù)脂復(fù)合材料。
[0027] 實(shí)施例3 (1)把四甲基氫氧化銨溶于甲醇中，配制濃度為0. 5%的四甲基氫氧化銨甲醇溶液；把 表面未經(jīng)過(guò)處理的尼龍纖維浸潤(rùn)到四甲基氫氧化銨甲醇溶液中1小時(shí)，取出烘干得改性尼 龍纖維。
[0028] (2)稱取95份的聚酰胺6,于擠出機(jī)加料口加入，經(jīng)熔融擠出進(jìn)入熔體槽，再將5 份改性尼龍纖維從擠出機(jī)的纖維入口加入，經(jīng)熔融擠出，風(fēng)冷，切粒，得到尼龍纖維填充聚 酰胺6樹(shù)脂復(fù)合材料。
[0029] 實(shí)施例4 (1)把四甲基氫氧化銨溶于甲醇中，配制濃度為0. 3%的四甲基氫氧化銨甲醇溶液；把 表面未經(jīng)過(guò)處理的聚丙烯纖維浸潤(rùn)到四甲基氫氧化銨甲醇溶液中，浸潤(rùn)0.8小時(shí)，取出烘 干得改性聚丙烯纖維。
[0030] (2)稱取30份的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，0.2份的抗氧劑1010,0.3份的抗氧劑 168,4. 5份硬脂酸鈣，15份聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐于常溫混合后，于擠出機(jī)加料口加入；再將 70份改性聚丙烯纖維從擠出機(jī)的纖維口加入，經(jīng)熔融擠出，風(fēng)冷，切粒，得到聚丙烯纖維填 充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯材料。
[0031] 實(shí)施例5 (1)把四甲基氫氧化銨溶于甲醇中，配制濃度為0. 3%的四甲基氫氧化銨甲醇溶液；把 表面未經(jīng)過(guò)處理的聚丙烯纖維浸潤(rùn)到四甲基氫氧化銨甲醇溶液中，浸潤(rùn)0.8小時(shí)，取出烘 干得改性有機(jī)纖維。
[0032] (2)稱取60份的聚丙烯，0. 2份的抗氧劑1010,0. 3份的抗氧劑168,1. 5份硬脂酸 鈣常溫混合后，于擠出機(jī)加料口加入，處理后的聚丙烯纖維從纖維口加入，控制聚丙烯纖維 填充量為40份，熔融擠出，風(fēng)冷，切粒，得到聚丙烯纖維填充聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯材料。
[0033] 對(duì)比例1 稱取50份的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，0. 2份的抗氧劑1010,0. 3份的抗氧劑168, 5份 硬脂酸鈣常溫混合后，于擠出機(jī)加料口加入，未處理的聚酯纖維從纖維口加入，控制聚酯纖 維填充量為50份，熔融擠出，風(fēng)冷，切粒，得到聚酯纖維填充聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材 料。
[0034] 將實(shí)施例1-5制備的有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂與對(duì)比例1中用未改性聚酯纖維填 充聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，按照ASTM D638、ASTM D256對(duì)其拉伸性能與沖擊性能進(jìn)行試 驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下表所示：

【權(quán)利要求】
1. 一種有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂，其特征在于：由以下組分按重量份制備而成： 改性有機(jī)纖維5-70份； 熱塑性樹(shù)脂30-95份； 助劑0-20份； 所述改性有機(jī)纖維是指有機(jī)纖維經(jīng)四甲基氫氧化銨甲醇溶液表面浸潤(rùn)處理所得。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂，其特征在于：所述的四甲基 氫氧化銨甲醇溶液的濃度為〇. 1-0. 5%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂，其特征在于：所述的有機(jī)纖 維為聚丙烯纖維、尼龍纖維或聚酯纖維。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂，其特征在于：所述的熱塑性 樹(shù)脂為聚丙烯、聚酰胺6、聚酰胺66、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯中的 一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂，其特征在于：所述的助劑選 自相容劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑中的至少一種。
6. -種制備如權(quán)利要求1所述的有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂的方法，其特征在于：包括 如下步驟： (1) 把四甲基氫氧化銨溶于甲醇中，配制濃度為0. 1%-〇. 5%的四甲基氫氧化銨甲醇溶 液，再將表面未經(jīng)過(guò)處理的有機(jī)纖維浸潤(rùn)到四甲基氫氧化銨甲醇溶液中〇. 5-1小時(shí)后，取 出烘干得改性有機(jī)纖維； (2) 按配比把30-95份的熱塑性樹(shù)脂與0. -20份的助劑，于常溫條件下均勻混合，然后 將其混合物從擠出機(jī)進(jìn)料口中加入擠出機(jī)，再將（1)中制備的改性有機(jī)纖維5-70份從纖維 進(jìn)料口加入擠出機(jī)，經(jīng)熔融擠出、風(fēng)冷、切粒，得到有機(jī)纖維填充熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料。
【文檔編號(hào)】C08L67/02GK104419062SQ201310383234
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】楊桂生, 李萬(wàn)里, 姚晨光 申請(qǐng)人:合肥杰事杰新材料股份有限公司