本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種改性玻纖增強(qiáng)聚丙烯組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚丙烯為無毒、無臭、無味的乳白色高結(jié)晶的聚合物，分子量約8萬-15萬，密度只有0.90-0.91g/cm3，是目前所有塑料中最輕的品種之一。另外，聚丙烯對(duì)水特別穩(wěn)定，在水中的吸水率僅為0.01%。聚丙烯成型性好，但因其收縮率大，約為1%~2.5%，所以制成厚壁制品易出現(xiàn)凹陷，故對(duì)一些尺寸精度較高零件，很難于達(dá)到要求。目前主要通過添加玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯，可提高聚丙烯材料的強(qiáng)度、熱變形溫度和尺寸穩(wěn)定性，擴(kuò)大了聚丙烯材料的應(yīng)用領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于電子電器、汽車、建筑等領(lǐng)域。但加入玻纖后則容易出現(xiàn)浮纖的現(xiàn)象，浮纖現(xiàn)象一般是由玻纖外露造成，白色玻纖在塑料熔體充模流動(dòng)過程中浮露于外表，待冷凝成型后便在塑件表面形成放射狀白色痕跡，當(dāng)塑件為黑色時(shí)會(huì)因色澤差異加大而更加明顯。所以浮纖現(xiàn)象不僅影響PA制件的外觀美觀性，還影響其作為耐壓制件的性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種改性玻纖增強(qiáng)聚丙烯組合物及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：本發(fā)明提供了一種改性玻纖增強(qiáng)聚丙烯組合物，該組合物由以下組分按重量份制備而成：聚丙烯30-60份，聚乙烯1-10份，玻璃纖維25-45份，空心玻璃微珠5-15份，增韌劑0-5份，成核劑5-10份，表面改善劑5-10份。進(jìn)一步方案，所述的玻璃纖維為短切玻璃纖維，其長(zhǎng)度為2-5mm、直徑為7-13微米。所述的空心玻璃微珠的平均粒徑為100μm、抗壓強(qiáng)度為100Mpa、密度為0.25g/cc。所述的增韌劑選自馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或幾種。所述成核劑為苯甲酸鈉。所述表面改善劑為乙撐雙脂肪酸酰胺（TAF）和硅酮按質(zhì)量比為1：1進(jìn)行混合而成的混合物。本發(fā)明還提供了一種上述改性玻纖增強(qiáng)聚丙烯組合物的制備方法，包括以下步驟：（1）將聚丙烯和聚乙烯分別進(jìn)行干燥；（2）按配比，將干燥的30-60份的聚丙烯、1-10份的聚乙烯和25-45份的玻璃纖維、5-15份的空心玻璃微珠、0-5份的增韌劑、5-10份的成核劑、5-10份的表面改善劑，加入高速混合機(jī)中，在高速混合機(jī)中攪拌3-5min；（3）將混合均勻的物料從雙螺桿擠出機(jī)的加料口加入，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、造粒，制備得改性玻纖增強(qiáng)聚丙烯組合物。所述的干燥的聚丙烯是在溫度為50-80℃，干燥4-5h；聚乙烯在溫度50-80℃，干燥4-5h。所述的雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝為：雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度160-170℃，二區(qū)溫度165-175℃，三區(qū)溫度180-190℃，四區(qū)溫度195-205℃，五區(qū)溫度195-205℃，六區(qū)溫度200-210℃，機(jī)頭溫度200-210℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速是15-35HZ。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：1、本發(fā)明的改性玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯中加入空心玻璃微珠和表面改善劑，由于表面改善劑中TAF是在乙撐雙脂肪酸酰胺的基礎(chǔ)上引進(jìn)極性基團(tuán)，其與空心玻璃微珠混合后增強(qiáng)了聚丙烯與玻璃纖維之間的相容性；并在玻璃纖維、聚丙烯之間形成了類似錨固結(jié)點(diǎn)，即交聯(lián)點(diǎn)，改善了玻纖與聚丙烯之間的粘結(jié)狀態(tài)，減少玻纖與聚丙烯的分離。2、空心玻璃微珠和表面改善劑之間相互配合，提高了玻璃纖維的分散性，增加聚丙烯與玻璃纖維界面粘接強(qiáng)度，減少玻纖與樹脂的分離，從而大大地減少玻纖的外露。3、本發(fā)明制備的改性玻纖增強(qiáng)聚丙烯組合物具有優(yōu)異的力學(xué)性能；另外，由于聚乙烯具有優(yōu)良的耐低溫性能，其最低使用溫度可達(dá)-100~-70°C，其加入可以提高聚丙烯組合物的耐低溫性能。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。機(jī)械性能測(cè)試方法：本發(fā)明制備的聚丙烯組合物采用GB標(biāo)準(zhǔn)使用塑料注塑機(jī)在230-270℃下注塑成測(cè)試試樣，其測(cè)試樣條尺寸（長(zhǎng)度×寬度×厚度）分別為：拉伸樣條（啞鈴型），170.0×10.0×4.0；彎曲樣條，80.0×10.0×4.0；無缺口沖擊樣條，80.0×10.0×4.0；缺口沖擊樣條，80.0×10.0×4.0，V型缺口，缺口深度為1/5。成型后測(cè)試試樣在溫度為(23±2)℃、濕度為(50±5)%的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中放置16h后進(jìn)行測(cè)試其相關(guān)性能，測(cè)試環(huán)境為(23±2)℃、濕度為(50±5)%。拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率：按GB1040測(cè)試，拉伸速度為5mm/min。彎曲強(qiáng)度和彎曲模量：按GB9341測(cè)試，彎曲速度為1.25mm/min。簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度：按GB1043測(cè)試。下面實(shí)施例中所使用的原料為：玻璃纖維為短切玻璃纖維，其長(zhǎng)度為2-5mm、直徑為7-13微米?？招牟Ａ⒅榈钠骄綖?00μm、抗壓強(qiáng)度為100Mpa、密度為0.25g/cc。表面改善劑為乙撐雙脂肪酸酰胺（TAF）和硅酮按質(zhì)量比為1：1進(jìn)行混合而成的混合物。實(shí)施例1（1）將聚丙烯在溫度50℃，干燥4h；聚乙烯在溫度50℃，干燥4h；（2）稱取干燥的60份的聚丙烯、1份的聚乙烯、25份的玻璃纖維、5份的空心玻璃微珠、10份的成核劑苯甲酸鈉、10份的表面改善劑；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機(jī)中攪拌3min；（4）然后將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)的加料口，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒，制得聚丙烯組合物。所述的雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝為：雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度160℃，二區(qū)溫度170℃，三區(qū)溫度185℃，四區(qū)溫度185℃，五區(qū)溫度200℃，六區(qū)溫度200℃，機(jī)頭溫度210℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速是15HZ。性能測(cè)試結(jié)果見表1。實(shí)施例2（1）將聚丙烯在溫度80℃，干燥5h；聚乙烯在溫度80℃，干燥5h；（2）稱取干燥的40份的聚丙烯、10份的聚乙烯、30份的玻璃纖維、5份的空心玻璃微珠、5份的增韌劑（馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物）、8份的成核劑苯甲酸鈉、8份的表面改善劑；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機(jī)中攪拌5min；（4）然后將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)的加料口，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒，制得聚丙烯組合物；所述的雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝為：雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度170℃，二區(qū)溫度180℃，三區(qū)溫度195℃，四區(qū)溫度200℃，五區(qū)溫度210℃，六區(qū)溫度190℃，機(jī)頭溫度210℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速是15HZ。性能測(cè)試結(jié)果見表1。實(shí)施例3（1）將聚丙烯在溫度60℃，干燥4h；聚乙烯在溫度70℃，干燥5h；（2）稱取干燥的40份的聚丙烯、5份的聚乙烯、35份的玻璃纖維、10份的空心玻璃微珠、3份的增韌劑乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、5份的成核劑苯甲酸鈉、5份的表面改善劑；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機(jī)中攪拌4min；（4）然后將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)的加料口，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒，制得聚丙烯組合物；所述的雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝為：雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度180℃，二區(qū)溫度190℃，三區(qū)溫度200℃，四區(qū)溫度205℃，五區(qū)溫度205℃，六區(qū)溫度195℃，機(jī)頭溫度210℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速是15HZ。性能測(cè)試結(jié)果見表1。實(shí)施例4（1）將聚丙烯在溫度70℃，干燥4h；聚乙烯在溫度60℃，干燥5h；（2）稱取干燥的30份的聚丙烯、5份的聚乙烯、45份的玻璃纖維、15份的空心玻璃微珠、5份的成核劑苯甲酸鈉、5份的表面改善劑；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機(jī)中攪拌4min；（4）然后將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)的加料口，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒，制得聚丙烯組合物；所述的雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝為：雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度180℃，二區(qū)溫度190℃，三區(qū)溫度200℃，四區(qū)溫度205℃，五區(qū)溫度205℃，六區(qū)溫度195℃，機(jī)頭溫度210℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速是15HZ。性能測(cè)試結(jié)果見表1。對(duì)比例1（1）將聚丙烯在溫度60℃，干燥5h；聚乙烯在溫度60℃，干燥5h；（2）稱取干燥的50份的聚丙烯、35份的玻璃纖維、5份的增韌劑、5份的成核劑苯甲酸鈉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機(jī)中攪拌5min；（4）然后將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)的加料口，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒；所述的雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝為：雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度180℃，二區(qū)溫度190℃，三區(qū)溫度200℃，四區(qū)溫度205℃，五區(qū)溫度205℃，六區(qū)溫度195℃，機(jī)頭溫度210℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速是15HZ。性能測(cè)試結(jié)果見表1。對(duì)比例2（1）將聚丙烯在溫度50℃，干燥5h；聚乙烯在溫度50℃，干燥4-5h；（2）稱取干燥的40份的聚丙烯、35份的玻璃纖維、5份的增韌劑、5份的成核劑苯甲酸鈉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機(jī)中攪拌5min；（4）然后將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)的加料口，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒；所述的雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝為：雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度180℃，二區(qū)溫度190℃，三區(qū)溫度200℃，四區(qū)溫度205℃，五區(qū)溫度205℃，六區(qū)溫度195℃，機(jī)頭溫度210℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速是15HZ。性能測(cè)試結(jié)果見表1。對(duì)比例3（1）將聚丙烯在溫度150℃，干燥5h；聚乙烯在溫度60℃，干燥4-5h；（2）稱取干燥的40份的聚丙烯、35份的玻璃纖維、5份的增韌劑、5份的成核劑苯甲酸鈉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機(jī)中攪拌5min；（4）然后將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)的加料口，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒；所述的雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝為：雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度180℃，二區(qū)溫度190℃，三區(qū)溫度200℃，四區(qū)溫度205℃，五區(qū)溫度205℃，六區(qū)溫度195℃，機(jī)頭溫度210℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速是15HZ。性能測(cè)試結(jié)果見表1。表1性能測(cè)試方法單位實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4對(duì)比例1對(duì)比例2對(duì)比例3彎曲強(qiáng)度GB9341MPa83101115136707276彎曲模量GB9341MPa4245444245635224310037003230拉伸強(qiáng)度GB1040MPa72777382555452斷裂伸長(zhǎng)率GB1040%35222420544簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度GB1043KJ/m230282829111212制件表面光亮，無浮纖光亮，無浮纖光亮，無浮纖光亮，無浮纖有浮纖有浮纖有浮纖本發(fā)明由于加入了空心玻璃微珠和表面改善劑來共同增強(qiáng)聚丙烯與玻璃纖維之間的相容性；并在玻璃纖維、聚丙烯之間形成了類似錨固結(jié)點(diǎn)，即交聯(lián)點(diǎn)，改善了玻纖與聚丙烯的粘結(jié)狀態(tài)，減少玻纖與聚丙烯的分離，從而大大地減少玻纖的外露。從上表1中實(shí)施例與對(duì)比例的比較可以看出，本發(fā)明制得的改性玻纖增強(qiáng)聚丙烯組合物的彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度均明顯高于對(duì)比例制備的材料，并且制件的表面光亮，無浮纖。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3