本發(fā)明屬于玻璃纖維增強復合材料
技術領域：
，涉及一種玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料及其制備方法，具體涉及作為塑料管材應用的一種玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料及其制備方法。
背景技術：
：PVC管主要是由聚氯乙烯樹脂與穩(wěn)定劑、潤滑劑等配合后用熱壓法擠壓成型，是最早得到開發(fā)應用的塑料管材。PVC管抗腐蝕能力強、易于粘接、價格低、質地堅硬，但是由于有PVC單體和添加劑滲出，只適用于輸送溫度不超過45℃的給水系統(tǒng)中。其中，PVC管主要成分是聚氯乙烯，聚氯乙烯具有優(yōu)良的耐腐蝕性，價格低廉，但它的剛性低，尺寸穩(wěn)定性差，使用溫度不高，抗沖擊性能也很差。所以許多時候就對PVC管材添加改性劑，通過加入其它組分來增強其耐熱性，韌性，延展性等。但改性劑的加入往往改善了某方面性質的同時，損害了其它方面，如增塑劑的加入改善韌性的同時降低了剛性強度，因而不能全面提高其綜合性能。樹脂通過纖維增強是提高其綜合性能的主要途徑，近年來，國內外對制備玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料進行了不少研究，但是PVC的熱穩(wěn)定性不好，流動性極差。例如10％的玻璃纖維和PVC混合，體系的黏度已高的難以充模，所以性能優(yōu)異的PVC(聚氯乙烯)-GF(玻璃纖維)復合材料一直難以形成規(guī)?；a(chǎn)而進入市場。80年代初，隨著高分子復合材料的復合工藝及加工設備的發(fā)展，尤其是新型化學偶聯(lián)劑及PVC加工助劑的開發(fā)，使得玻璃纖維增強技術有效的用于PVC的改性成為可能。目前，新型的PVC-GF復合材料既具有高的剛性，又有較高的使用溫度、良好的尺寸穩(wěn)定性及缺口抗沖擊性能。還可以制成粒料生產(chǎn)各種注射件，形成系列產(chǎn)品，如加工水管、電纜、波紋板、冷卻塔及水箱等。但也有問題存在，例如通過熔融法制備PVC-GF工藝：該法是先將PVC與其它助劑進行高速混合，然后再與玻璃纖維熔融混煉制成用于模壓或注射成型的粒料或片材。該方法一般用于生產(chǎn)短纖維增強PVC復合材料。但是在混煉過程中增強纖維會收到損傷，且由于樹脂熔體黏度較大，纖維含量很難提高，不僅難以獲得充分的增強效果，而且材料的抗疲勞性能，蠕變性能等耐久性能得不到顯著提高，而且工藝繁雜，成本較高。技術實現(xiàn)要素：鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料及其制備方法，用于克服聚氯乙烯材料自身應用于管材時存在的缺陷，如剛性低、尺寸穩(wěn)定性差、使用溫度不高、抗沖擊性能差等，使制備的復合材料既具有高的剛性，又有較高的使用溫度、良好的尺寸穩(wěn)定性及缺口抗沖擊性能。為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料，包括以下原料組分及重量份：優(yōu)選地，所述玻璃纖維的單絲直徑為3-25μm。優(yōu)選地，所述聚氯乙烯(PVC)的數(shù)均分子量為2-20萬。更優(yōu)選地，所述聚氯乙烯(PVC)的數(shù)均分子量為5-15萬。優(yōu)選地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物在190℃×2.16kg下的熔融指數(shù)為0.5-3.0g/10min，數(shù)均分子量為2000～8000，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量為10-50wt％。優(yōu)選地，所述聚乙烯蠟的數(shù)均分子量為2000-10000。優(yōu)選地，所述滑石粉的目數(shù)在1250以上，其中二氧化硅含量占60wt％，氧化鎂含量占30wt％。優(yōu)選地，所述增粘劑為石油樹脂、松香樹脂、氫化松香樹脂、萜烯樹脂中的一種或幾種。更優(yōu)選地，所述增粘劑為萜烯樹脂。優(yōu)選地，所述增粘劑的相對分子量為400-1000。優(yōu)選地，所述熱穩(wěn)定劑選自鉛鹽穩(wěn)定劑、有機錫穩(wěn)定劑中的一種。更優(yōu)選地，所述熱穩(wěn)定劑為鉛鹽穩(wěn)定劑。進一步優(yōu)選地，所述鉛鹽熱穩(wěn)定劑選自二鹽基硬脂酸鉛、水合三鹽基硫酸鉛、二鹽基鄰苯二甲酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛中的任意一種。最優(yōu)選地，所述鉛鹽熱穩(wěn)定劑為二鹽基硬脂酸鉛。本發(fā)明還進一步提供了一種玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：1)按配比取各原料組分放入高速混合機混合均勻；優(yōu)選地，所述高速混合機的轉速為200-500rpm，混合時間為2.5-3.5h。更優(yōu)選地，所述高速混合機的轉速為300-350rpm，混合時間為3h。優(yōu)選地，所述混合溫度為180-220℃。更優(yōu)選地，所述混合溫度為200℃。2)混合均勻后放入雙螺桿擠出機中擠出造粒，烘干即得。優(yōu)選地，所述雙螺桿擠出機的擠出溫度為160～200℃。更優(yōu)選地，所述雙螺桿擠出機的擠出溫度設置為：一區(qū)溫度為160-170℃；二區(qū)溫度為170-180℃；三區(qū)溫度為180-190℃；四區(qū)溫度為190-200℃；端口溫度為200℃。優(yōu)選地，所述烘干溫度為60-80℃。優(yōu)選地，所述烘干時間為1-3h。綜上所述，本發(fā)明提供的一種玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料及其制備方法，根據(jù)玻璃纖維帶所具有耐高溫、保溫隔熱、絕緣、防火阻燃、耐腐蝕、耐老化、耐氣候性、高強度、外觀光滑等特點，結合PVC自身特點，制備獲得一種玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料。具有以下有益效果：(1)本發(fā)明提供的一種玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料，既具有一般工程塑料的耐腐蝕性強、絕緣、非磁性、耐酸耐堿、阻燃抗靜電等性能，同時又具有高的剛性、較高的使用溫度、良好的尺寸穩(wěn)定性及缺口抗沖擊性能。(2)本發(fā)明提供的一種玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料的制備方法，原料來源廣泛，成本低廉，生產(chǎn)工藝簡單，可以大范圍工業(yè)化生產(chǎn)。具體實施方式下面結合具體實施例進一步闡述本發(fā)明，應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。須知，下列實施例中未具體注明的工藝設備或裝置均采用本領域內的常規(guī)設備或裝置； 所有壓力值和范圍都是指相對壓力。此外應理解，本發(fā)明中提到的一個或多個方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后還可以存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟，除非另有說明；還應理解，本發(fā)明中提到的一個或多個設備/裝置之間的組合連接關系并不排斥在所述組合設備/裝置前后還可以存在其他設備/裝置或在這些明確提到的兩個設備/裝置之間還可以插入其他設備/裝置，除非另有說明。而且，除非另有說明，各方法步驟的編號僅為鑒別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容的情況下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。實施例1：本實施例中所述玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料的各原料組分的重量份如下：其中，所述的增粘劑是萜烯樹脂，所述的熱穩(wěn)定劑是二鹽基硬脂酸鉛。本實施例中所述玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：1)按照上述重量份配比，將各原料組分加入高速混合機中在200℃攪拌混合；2)混合均勻后放入雙螺桿擠出機中擠出造粒，烘干即得。其中，高速混合機的轉速為300-350rpm，混合時間為3h。雙螺桿擠出機的擠出溫度為160-200℃，其中，一區(qū)溫度為160-170℃；二區(qū)溫度為170-180℃；三區(qū)溫度為180-190℃；四區(qū)溫度為190-200℃；端口溫度為200℃。將粒子烘干后在注射成型機上注射成型制樣，獲得玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料樣品1#。實施例2本實施例中所述玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料的各原料組分的重量份如下：其中，所述的增粘劑是松香樹脂，所述的熱穩(wěn)定劑是水合三鹽基硫酸鉛。本實施例中所述玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：1)按照上述重量份配比，將各原料組分加入高速混合機中在200℃攪拌混合；2)混合均勻后放入雙螺桿擠出機中擠出造粒，烘干即得。其中，高速混合機的轉速為300-350rpm，混合時間為3h。雙螺桿擠出機的擠出溫度為160-200℃，其中，一區(qū)溫度為160-170℃；二區(qū)溫度為170-180℃；三區(qū)溫度為180-190℃；四區(qū)溫度為190-200℃；端口溫度為200℃。將粒子烘干后在注射成型機上注射成型制樣，獲得玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料樣品2#。實施例3：本實施例中所述玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料的各原料組分的重量份如下：其中，所述的增粘劑是萜烯樹脂，所述的熱穩(wěn)定劑是水合三鹽基硫酸鉛。本實施例中所述玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：1)按照上述重量份配比，將各原料組分加入高速混合機中在200℃攪拌混合；2)混合均勻后放入雙螺桿擠出機中擠出造粒，烘干即得。其中，高速混合機的轉速為300-350rpm，混合時間為3h。雙螺桿擠出機的擠出溫度為160-200℃，其中，一區(qū)溫度為160-170℃；二區(qū)溫度為170-180℃；三區(qū)溫度為180-190℃；四區(qū)溫度為190-200℃；端口溫度為200℃。將粒子烘干后在注射成型機上注射成型制樣，獲得玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料樣品3#。實施例4將上述實施例1-3中制備的玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料樣品1-3#，進行相關性能評價測試，具體測試結果見表1。表1實施例1實施例2實施例3測試標準拉伸強度(MPa)10298.496.2ISO527-2-2012彎曲強度(MPa)110.2102.699.4ISO178-2001缺口沖擊強度(KJ/m2)24.323.421.3ISO179-1-2010熱變形溫度(℃)95.296.793.9ISO-75-2-2013材料收縮率(％)0.890.930.93ISO2577-2007由上表1可以看出，相對普通聚氯乙烯材料，本發(fā)明中的玻璃纖維增強聚氯乙烯復合材料具有高的拉伸強度，較好的沖擊韌性以及較低的收縮率和較高的熱變形溫度，可以提高聚氯乙烯的應用價值，擴大其應用領域，使聚氯乙烯材料更加好的應用于管材市場。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬
技術領域：
中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。當前第1頁1 2 3