氧化鋅作為玻纖增強熱塑性塑料抗浮纖劑的用途與含有氧化鋅的抗浮纖母粒的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及氧化鋅作為抗浮纖劑在玻纖增強熱塑性塑料的用途及含有氧化鋅的抗浮纖母粒。其中抗浮纖母粒是由熱塑性樹脂20-90份、氧化鋅10-80份、抗氧劑0.1-0.4份、偶聯(lián)劑0.1-0.5、助劑0-3份制備而成。本發(fā)明中氧化鋅或抗浮纖母粒作為玻纖增強熱塑性塑料的抗浮纖劑，不僅可以消除或改善玻纖增強熱塑性工程塑料制件的外觀，降低浮纖對制件外觀造成的不良影響；同時還可以提高玻纖增強熱塑性塑料的抗紫外性能。
【專利說明】氧化鋅作為玻纖增強熱塑性塑料抗浮纖劑的用途與含有氧化鋅的抗浮纖母粒
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及抗浮纖劑，具體涉及氧化鋅作為玻纖增強熱塑性塑料抗浮纖劑的用途及含有氧化鋅的抗浮纖母粒。
[0002]
技術(shù)背景
[0003]玻纖增強熱塑性工程塑料強度高、尺寸穩(wěn)定性好、耐熱性能好，是一種高強度材料，即在塑料中添加玻璃纖維增強后，可大大提高其機械性能、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性。在實際應(yīng)用中，玻纖增強熱塑性工程塑料可以以塑代鋼和取代增強工程塑料，滿足高強結(jié)構(gòu)制件、汽車、家電等領(lǐng)域的使用要求。
[0004]對于玻纖增強熱塑性塑料，因為玻纖在注塑過程中存在取向問題，平行流道和垂直流道兩個方向性能有明顯差異，導致注塑件表面有浮纖出現(xiàn)。而對于外觀制件來說，不僅要求優(yōu)異的綜合性能，同時要求制品表面平整、光滑，不存在缺陷。然而，現(xiàn)有的玻纖增強熱塑性材料還不能滿足制件的外觀要求，從而限制了玻纖增強熱塑性材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0005]中國專利200710172918.4公開了一種超長延伸率玻璃纖維增強聚丙烯復合材料，包括聚丙烯PP、玻璃纖維、復合抗氧劑和其他助劑，其優(yōu)點是聚丙烯復合材料的延長率高并提高了其物理性能，但是對于其制件表面浮纖問題，并沒有得到有效的解決。
[0006]中國發(fā)明專利CN 102070843 A公布了利用長玻纖增強聚丙烯母粒和高抗沖、低纖維母粒批混生產(chǎn)高抗沖、低浮纖長玻纖增強聚丙烯材料，其優(yōu)點是可以提高長纖增強聚丙烯材料的表面性能，但是對于其他玻纖`增強熱塑材料的表面浮纖并不能得到很好解決。
[0007]中國發(fā)明專利CN101880456A專利公布了玻纖增強聚酰胺復合材料具有優(yōu)異的焊接性能，同時采用羥基改性乙撐雙硬脂酸酰胺來改善制件表面的浮纖。雖然提高了表面性能，但是力學性能會有所下降，同時該方法只適合聚酰胺基體材料，不能夠用于其他熱塑性材料。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是玻纖處理過程很麻煩，處理液成分復雜，對于不同熱塑性樹脂需要采用不同的抗浮纖劑處理，同時工藝控制要求較高。對于玻纖增強熱塑性材料的浮纖問題一直沒有一種簡單有效的方式解決。
[0009]目前有在玻纖增強熱塑性塑料中使用硅酮或芥酸酰胺類玻纖抗浮纖劑提高玻纖在樹脂中的分散，降低制件的浮纖。但是這類有機小分子隨著制件的使用，逐漸遷移到制件表面，引起表面發(fā)粘、VOC超標等問題，同時還會引起塑料材料的機械性能降低。
[0010]另外，玻纖增強熱塑性塑料為了提高樹脂和玻纖之間的相容性與連接強度，需要加入呈酸性的馬來酸酐接枝物類相容劑，其會與呈堿性的受阻胺類光穩(wěn)劑發(fā)生拮抗作用，導致塑料材料的機械性能下降。[0011 ]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是提供一種有效的玻纖增強熱塑性塑料的抗浮纖劑，即提供氧化鋅作為抗浮纖劑在玻纖增強熱塑性塑料的用途及含有氧化鋅的抗浮纖母粒。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
氧化鋅作為玻纖增強熱塑性塑料抗浮纖劑的用途。
[0014]進一步，所述氧化鋅為比表面積大于8m2/g的粉末，其粉末的粒徑大于300目。
[0015]所述氧化鋅為經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑Y -氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)或鈦酸酯偶聯(lián)劑二 (辛烷基苯酚聚氧乙烯)磷酯(AC201)偶聯(lián)表面處理的；所述氧化鋅的用量為玻纖增強熱塑性塑料總重量的0.1-2%
本發(fā)明的另一個目的是提供一種含有氧化鋅的抗浮纖母粒，由下列組份按重量份制備而成:
熱塑性樹脂:20-90份 氧化鋅:10-80份 抗氧劑:0.1-0.4份 偶聯(lián)劑:0.1-0.5 助劑:0-3 份。
[0016]進一步，所述的熱塑性樹脂是指聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)ABS、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS)。
[0017]所述的氧化鋅粉末為比表面積大于8m2/g的粉末，其粉末的粒徑大于300目。
所述抗氧劑為四(β_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧劑1010)、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗氧劑168)、硫代二丙酸雙十八醇酯、β - (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)中的至少一種。
所述偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑Y-氨丙基三乙氧基硅烷(ΚΗ550)或鈦酸酯偶聯(lián)劑二(辛烷基苯酚聚氧乙烯)磷酯(AC201)。
[0018]所述助劑為光穩(wěn)劑或潤滑劑，其中光穩(wěn)劑為美國氰特公司的V703或新秀化學的光穩(wěn)劑5589，潤滑劑為白油。
[0019]上述氧化鋅的抗浮纖母粒的制備方法是:按重量份依次將各組分稱量后，加入高速混合機中混合均勻，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機熔融擠出造粒所得。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
1、由于氧化鋅不會遷移到塑料制品表面，因此將氧化鋅能作為玻纖增強熱塑性塑料的抗浮纖劑，可以防止浮纖，并不會引起塑料制品的表面性能劣化。所以本發(fā)明中氧化鋅作為玻纖增強熱塑性塑料的抗浮纖劑，不僅可以消除或改善玻纖增強熱塑性工程塑料制件的外觀，降低浮纖對制件外觀造成的不良影響；同時不隨著時間遷移，造成制件表面出現(xiàn)發(fā)粘。
[0021]2、由于氧化鋅呈弱堿性，其可以吸收玻纖增強熱塑性塑料中的游離酸，從而提高了受阻胺類抗紫外線吸收劑的性能；同時氧化鋅本身也是較好的紫外線屏蔽劑，因此可以提高玻纖增強熱塑性塑料的抗紫外性能。
[0022]3、本發(fā)明可直接將氧化鋅加入到熱塑性樹脂中，也可制成抗浮纖母粒，然后加入到熱塑性樹脂中。
[0023]4、本發(fā)明中將氧化鋅制備成抗浮纖母粒，可以提高氧化鋅的分散，優(yōu)化抗浮纖性能，并且其母粒生產(chǎn)工藝簡單，價格低廉，可以與各種熱塑性樹脂具有較好相容性。
[0024]【具體實施方式】:
下面給出實施例以對本發(fā)明進行具體的描述，有必要在此指出的是以下實施例只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
對本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0025]在本發(fā)明中，氧化鋅的抗浮纖劑母粒制備方法是:先按重量配比稱取熱塑性樹脂、氧化鋅、偶聯(lián)劑、抗氧劑和其他助劑，然后加入到高速混合機中混合均勻，最后，將該混合物經(jīng)過雙螺桿擠出機進行擠出造粒，得到抗浮纖母粒。
[0026]在抗浮纖劑具體應(yīng)用到玻纖增強熱塑性塑料中時，將氧化鋅或氧化鋅的抗浮纖母粒和玻纖增強熱塑性塑料各組份一起混合均勻，經(jīng)過雙螺桿擠出機再次造粒制備低浮纖玻纖增強熱塑性塑料。下面實施例分別將氧化鋅或氧化鋅的抗浮纖母粒加入到玻纖增強熱塑性塑料中制備低浮纖玻纖增強熱塑性塑料，其各組份、配比與制備方法均為本領(lǐng)域的玻纖增強熱塑性塑料的常規(guī)配方，其中各組份均為市售產(chǎn)品。
[0027]所述助劑為光穩(wěn)劑、潤滑劑，其中光穩(wěn)劑為美國氰特公司的V703或新秀化學的光穩(wěn)劑5589，潤滑劑為白油。
[0028]實施例1` 制備抗浮纖母粒:
按重量配比分別稱取聚丙烯20.0份，氧化鋅80份，抗氧劑1010為0.1份，抗氧劑168為0.2份，硅烷偶聯(lián)劑Y-氨丙基三乙氧基硅烷為0.5份，潤滑劑白油0.1份，將上述稱量好的成分加入高速混合機中混合均勻，然后將混合物加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，接著經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為3_的粒子，得到抗浮纖母粒。其中，擠出機的加工溫度由下料口到?？谝来螢?80°C，195°C，20(TC，20(rC，205 °C，主機轉(zhuǎn)速為60rpm，真空度為 0.3MPa。
[0029]制備玻纖增強熱塑性塑料:
將上述制備的抗浮纖母粒5份、聚丙烯70份、連續(xù)玻纖988A為30份、相容劑聚丙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(PP-g-GMA)為0.5份、抗氧劑1010為0.2份、增韌劑乙烯辛烯共聚物(POE)為3份，經(jīng)高速混合機混合后，加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為3mm的粒子，得到低浮纖玻纖增強聚丙烯復合材料。其中，擠出機的加工溫度由下料口到模口依次為180°C，195°C，200°C，200°C，205 V，主機轉(zhuǎn)速為60rpm,真空度為 0.3MPa。
[0030]對比例I
按實施例1的制備方法制備不加抗浮纖母粒的聚丙烯改性材料，其他組份、配比與制備方法均與實施例1相同。
[0031]即將聚丙烯70份，連續(xù)玻纖988A為30份、相容劑PP_g_GMA為0.5份、抗氧劑1010為0.2份、增韌劑POE為3份，經(jīng)高速混合機混合后，加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后、切粒得聚丙烯改性材料。
[0032]實施例2
按重量配比分別稱取氧化鋅5份，聚丙烯80份，連續(xù)玻纖988A為20份，相容劑馬來酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)為0.5份，抗氧劑1010為0.1份，光穩(wěn)劑V703為0.3份，經(jīng)高速混合機混合后，加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為2mm的粒子，得到低浮纖玻纖增強聚丙烯復合材料。其中，擠出機的加工溫度由下料口到模口依次為 180°C，195°C，200°C，200°C，205 °C，主機轉(zhuǎn)速為 70rpm，真空度為 0.3MPa。
[0033]對比例2
按實施例2的制備方法制備不加氧化鋅的聚丙烯改性材料，其他組份、配比、工藝條件均與實施例2相同。
[0034]實施例3
制備抗浮纖母粒:
按重量配比分別稱取PBT 50.0份，氧化鋅50份，抗氧劑1067為0.2份，抗氧劑168為
0.2份，鈦酸酯偶聯(lián)劑二 (辛烷基苯酚聚氧乙烯)磷酯為0.3份，潤滑劑白油0.2份，將上述稱量好的成分加入高速混合機中混合均勻，然后將混合物加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，接著經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為1mm的粒子，得到抗浮纖母粒。其中，擠出機的加工溫度由下料口到?？谝来螢?00°C，220°C，240°C，250°C，255 °C，主機轉(zhuǎn)速為80rpm，真空度為 0.3MPa。
[0035]制備玻纖增強熱塑性塑料:
將上述制備的抗浮纖母粒5份，PBT 80份，連續(xù)玻纖988A為20份，抗氧劑1067為0.1份，光穩(wěn)劑V703為1份，經(jīng)高速混合機混合后，加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為1mm的粒子，得到低浮纖玻纖增強聚丙烯復合材料。其中，擠出機的加工溫度由下料口到?？谝来螢?00°C，220°C，240°C，250°C，255 V，主機轉(zhuǎn)速為80rpm,真空度為 0.3MPa。
[0036]對比例3
按實施例3的制備方法制備不加抗浮纖母粒的聚丙烯改性材料，其他組份、配比、工藝條件均與實施例3相同。
[0037]實施例4
制備抗浮纖母粒:
按重量配比分別稱取ABS為40.0份，氧化鋅60份，抗氧劑1010為0.2份，輔助抗氧劑168為0.2份，鈦酸酯偶聯(lián)劑二 (辛烷基苯酚聚氧乙烯)磷酯為0.5份，光穩(wěn)劑V703為0.2份，將上述稱量好的成分加入高速混合機中混合均勻，然后將混合物加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，接著經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為5_的粒子，得到抗浮纖母粒。其中，擠出機的加工溫度由下料口到模口依次為200°C，210°C，220 V，230 V，240 V，主機轉(zhuǎn)速為60rpm,真空度為 0.3MPa。
[0038]制備玻纖增強熱塑性塑料:
將上述制備的抗浮纖母粒5份，ABS為70份，連續(xù)玻纖988A為30份，相容劑用甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯接枝的丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯接枝共聚物(ABS-g-MAH)為0.5份,抗氧劑1010為0.1份，光穩(wěn)劑5589為0.1份，經(jīng)高速混合機混合后，加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為3mm的粒子，得到低浮纖玻纖增強聚丙烯復合材料。其中，擠出機的加工溫度由下料口到?？谝来螢?00°C，210°C，220°C，230°C，240 V，主機轉(zhuǎn)速為60rpm，真空度為0.3MPa。
[0039]對比例4
按實施例4的制備方法制備不加抗浮纖母粒的聚丙烯改性材料，其他組份、配比、工藝條件均與實施例4相同。
[0040]實施例5
將氧化鋅0.1份，PA6為70份，連續(xù)玻纖988A為30份，相容劑PP-MAH為0.5份，抗氧劑1010為0.1份，增韌劑乙烯辛烯接枝馬來酸酐(POE-G)為3份，經(jīng)高速混合機混合后，加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為2mm的粒子，得到低浮纖玻纖增強聚丙烯復合材料。其中，擠出機的加工溫度由下料口到?？谝来螢?20°C，230°C，240°C，250°C，265 V，主機轉(zhuǎn)速為 70rpm，真空度為 0.3MPa。
[0041]對比例5
按實施例5的制備方法制備不加氧化鋅的聚丙烯改性材料，其他組份、配比、工藝條件均與實施例5相同。
[0042]實施例6
將氧化鋅20份，PET為60份，連續(xù)玻纖988A為40份，抗氧劑1010為0.1份，增韌劑三元乙丙橡膠(EPDM)為3份，經(jīng)高速混合機混合后，加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為3mm的粒子，得到低浮纖玻纖增強聚丙烯復合材料。其中，擠出機的加工溫度由下料口到?？谝来螢?20°C，235°C，245°C，255°C，265 °C，主機轉(zhuǎn)速為60rpm，真空度為0.3MPa。
[0043]對比例6
按實施例6的制備方法制備不加氧化鋅的聚丙烯改性材料，其他組份、配比、工藝條件均與實施例6相同。
[0044]實施例7
制備抗浮纖母粒:
按重量配比分別稱取PC/ABS為60份，氧化鋅40份，抗氧劑1010為0.2份，輔助抗氧劑168為0.2份，硅烷偶聯(lián)劑Y -氨丙基三乙氧基硅烷為0.3份，將上述稱量好的成分加入高速混合機中混合均勻，然后將混合物加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，接著經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為1mm的粒子，得到抗浮纖母粒。其中，擠出機的加工溫度由下料口到?？谝来螢?00°C，220°C，230°C，240°C，245 °C，主機轉(zhuǎn)速為80rpm，真空度為
0.3MPaο
[0045]制備玻纖增強熱塑性塑料:
將上述制備的抗浮纖母粒10份，PC/ABS為60份，連續(xù)玻纖988A為40份，相容劑甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯接枝的丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯接枝共聚物(ABS-g-MAH)為0.5份，抗氧劑1010為0.1份，經(jīng)高速混合機混合后，加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為Irnm的粒子，得到低浮纖玻纖增強聚丙烯復合材料。其中，擠出機的加工溫度由下料口到?？谝来螢?00°C，220°C，230°C，240°C，245 °C，主機轉(zhuǎn)速為80rpm，真空度為0.3MPa。
[0046]對比例7
按實施例7的制備方法制備不加抗浮纖母粒的聚丙烯改性材料，其他組份、配比、工藝條件均與實施例7相同。
[0047]實施例8
制備抗浮纖母粒:
按重量配比分別稱取聚丙烯90.0份，氧化鋅10份，抗氧劑1010為0.2份，輔助抗氧劑168為0.2份，鈦酸酯偶聯(lián)劑二(辛烷基苯酚聚氧乙烯)磷酯為0.5份。將上述稱量好的成分加入高速混合機中混合均勻，然后將混合物加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，接著經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為3mm的粒子，得到抗浮纖母粒。其中，擠出機的加工溫度由下料口到模口依次為180°C，195°C，200°C，20(rC，205 °C，主機轉(zhuǎn)速為70rpm，真空度為0.3MPa。
[0048]制備玻纖增強熱塑性塑料:
將上述制備的抗浮纖母粒10份，聚丙烯50份，連續(xù)玻纖988A為40份，相容劑聚丙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(PP-g-GMA)為0.5份，抗氧劑1010為0.1份，增韌劑三元乙丙橡膠(EPDM)為3份，經(jīng)高速混合機混合后，加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出，然后經(jīng)過水冷后，由切粒機切成長度為3mm的粒子，得到低浮纖玻纖增強聚丙烯復合材料。其中，擠出機的加工溫度由下料口到模口依次為180 V，1950C，200 V，2000C，205 V，主機轉(zhuǎn)速為70rpm，真空度為 0.3MPa。
[0049]對比例8` 按實施例8的制備方法制備不加抗浮纖母粒的聚丙烯改性材料，其他組份、配比、工藝條件均與實施例8相同。
[0050]將上述實施例1-8與對比例1-8中制備的復合材料樣品按照統(tǒng)一工藝注塑成國標樣條，按照表1中所列的測試標準和條件對其分別進行機械性能，測試數(shù)據(jù)如下表2所
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【權(quán)利要求】
1.氧化鋅作為玻纖增強熱塑性塑料抗浮纖劑的用途。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于:所述氧化鋅為比表面積大于8m2/g的粉末，其粉末的粒徑大于300目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于:所述氧化鋅為經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑Y-氨丙基三乙氧基硅烷或鈦酸酯偶聯(lián)劑二 (辛烷基苯酚聚氧乙烯)磷酯偶聯(lián)表面處理的；所述氧化鋅的用量為玻纖增強熱塑性塑料總重量的0.1-2%。
4.一種含有氧化鋅的抗浮纖母粒，其特征在于:由下列組份按重量份制備而成: 熱塑性樹脂:20-90份 氧化鋅:10-80份 抗氧劑:0.1-0.4份 偶聯(lián)劑:0.1-0.5 助劑:0-3份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗浮纖母粒，其特征在于:所述的熱塑性樹脂是指聚丙烯、尼龍、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗浮纖母粒，其特征在于:所述的氧化鋅粉末為比表面積大于8m2/g的粉末，其粉末的粒徑大于300目。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗浮纖母粒，其特征在于:所述抗氧劑為四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、硫代二丙酸雙十八醇酯、β - (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗浮纖母粒，其特征在于:所述偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑Y-氨丙基三乙氧基硅烷或鈦酸酯偶聯(lián)劑二(辛烷基苯酚聚氧乙烯)磷酯。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗浮纖母粒，其特征在于:所述助劑為光穩(wěn)劑、潤滑劑。
【文檔編號】C08K9/04GK103756014SQ201410007204
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】楊桂生, 汪海, 姚晨光 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司