一种超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材料

摘要

一种超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：由10～50％均聚聚丙烯、20～40％共聚聚丙烯、10～40％聚乙烯、0.5～5％接枝聚丙烯、10～40％玻璃纤、0.1～2％复合抗氧剂、0.1～2％其它助剂组合而成；其制备方法是按配比量将均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、聚乙烯、接枝聚丙烯、复合抗氧剂和其它助剂在高速混合器中干混3－5分钟；将混合好的原料置于双螺杆机中、在160～250℃温度下熔融挤出，造粒。本发明所制得复合材料，不仅具有超长的延伸率，其它物理力学性能也很优异，同时还降低了成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制作方法，尤其是一种超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的配制，属于高分子复合材料领域。

背景技术

聚丙烯材料具有较高的刚性和低相对密度、高拉伸强度、良好的耐应力开裂性及耐化学药品性，因此在汽车、家电、医疗等领域得到了广泛的应用。而且，聚丙烯材料在被玻璃纤维增强后，其各项物理机械性能，如强度、刚性、材料尺寸稳定性及耐热性能得以进一步提高，在许多应用领域足以同成本更高的工程塑料竞争。然而，玻璃纤维增强聚丙烯材料的一个缺点就是其断裂延伸率很小，一般在2～5％之间，导致材料在使用过程中容易脆断，不能多次弯折。

未增强的聚丙烯或滑石粉填充的聚丙烯弯折性能好，断裂延伸率高，但强度、刚性以及耐热性都没有玻璃纤维增强聚丙烯的高，所以要协调这两方面的性能比较困难，而关于这一方面的研究与探讨，在有关的文献资料当中尚为有过针对性的详细报道。

为此，开发出一种具有高刚、耐热、高延伸率这些要求的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料、以满足各应用领域的实际需要，就成为本行业的一个重要课题。

发明内容

本发明的目的：提供一种超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，并且同时介绍这种高刚、耐热、超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法。

这种超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材料按以下重量百分比的原料配制而成：

均聚聚丙烯                       10～50

共聚聚丙烯                       20～40

聚乙烯                           10～40

接枝聚丙烯                       0.5～5

玻璃纤维                         10～40

复合抗氧剂                       0.1～2

其他助剂                         0.1～2

本发明所述的一种超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的均聚聚丙烯相对密度为0.89～0.92，在230℃，2.16公斤负荷下的熔体流动速率为0.5～10g/10min，优选为1.0～6g/10min。

本发明所述的一种超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的共聚聚丙烯相对密度为0.89～0.92，在230℃，2.16公斤负荷下的熔体流动速率为0.5～30g/10min，优选为5～15g/10min。

本发明所述的一种超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的聚乙烯相对密度为0.92～0.96，在190℃，2.16公斤负荷下的熔体流动速率为0.5～25g/10min，优选为2～13g/10min。

本发明所述的一种超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的接枝聚丙烯为马来酸酐通过熔融的办法在聚丙烯上接枝，接枝率为0.1～1.5％，优选0.3～0.9％。

本发明所述的一种超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的玻璃纤维是无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高强玻璃纤维中的一种，其纤维直径为5～24μm，优选为10～19μm。

本发明所述的一种超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的复合抗氧剂为硫代二丙酸二(十八)酯，二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯，1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4羟基)-三嗪-2、4，6(1H，3H，5H)-三酮的混合物，其重量百分比分别为0.05～2、0.01～1、0.02～1，优选为0.1～1.2、0.05～0.9、0.1～0.95。

本发明所述的一种超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的其他助剂为阻燃剂，颜色助剂或润滑剂。

制备超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的具体步骤如下：：按重量百分比称起均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、聚乙烯、接枝聚丙烯、复合抗氧剂、其他助剂在高速混合器中干混3—5分钟；将混合好的原料置于双螺杆机中(玻璃纤维在排气口加入)，经熔融挤出，造粒。温度分别是(自喂料口至挤出模头)：160～180℃，180～200℃，190～220℃，210～230℃，220～250℃。主机转速是20～50赫兹。

本发明所制得复合材料的具有超长的延伸率，其他物理力学性能也很优异，同时还降低了成本。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明：

在实施例及对比例复合材料配方中，均聚聚丙烯为扬子石化的F401，共聚聚丙烯为韩国大韩油化的CB5108，聚乙烯为齐鲁石化的LLDPE 7042，接枝聚丙烯为自制的接枝聚丙烯，接枝率为0.5％；玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为13微米，浙江桐乡巨石产；复合抗氧剂包括硫代二丙酸二(十八)酯，二亚磷酸季戊四醇二硬脂酸酯，1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4羟基)-三嗪-2、4，6(1H，3H，5H)-三酮，商品名分别是Negonox DSTP、Weston 618、Irganox 3114，分别为I.C.I.公司、Weston公司、Ciba公司产，比例为1：2：5。

按重量百分比称起各种原材料(玻璃纤维除外)，在高速混合器中干混3～5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中(玻璃纤维在排气口加入)，经熔融挤出，造粒。将得到的切片粒子在100℃的鼓风烘箱中干燥3小时后，用宁波海天HT1150B注射成型机制样。

材料的力学性能测试按照ISO标准测试：测试拉伸强度和断裂延伸率的样条是170*10*4mm，按ISO527进行，速度为50mm/min；测试弯曲模量的样条是80*10*4mm，按ISO178进行，速度为2mm/min；测试缺口冲击强度的样条是80*10*4mm，按ISO179进行，V型缺口，摆锤为4J。

实施例1～4

复合材料中各种原材料的重量百分比如表1所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：170℃，190℃，215℃，230℃，235℃。主机转速是30赫兹。

表1 实施例1-4配方及材料性能表

实施例5～7

复合材料中各种原材料的重量百分比如表2所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：170℃，190℃，215℃，230℃，235℃。主机转速是30赫兹。

表2 实施例5-7配方及材料性能表

实施例8～11

复合材料中各种原材料的重量百分比如表3所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：170℃，190℃，215℃，230℃，235℃。主机转速是30赫兹。

表3 实施例8-11配方及材料性能表

实施例12～14

复合材料中各种原材料的重量百分比如表4所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：170℃，190℃，215℃，230℃，235℃。主机转速是30赫兹。

表4 实施例12-14配方及材料性能表

对比例1～5

复合材料中各种原材料的重量百分比如表5所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：170℃，190℃，215℃，230℃，235℃。主机转速是30赫兹。

表5 对比例1-5配方及材料性能表