一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在近代，纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料得到了飛速的發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于航空、建筑、筑路、汽車工業(yè)、電子工業(yè)等領(lǐng)域。作為一種高性能纖維，玄武巖纖維(BF)具有一系列優(yōu)異的特性，如高強(qiáng)度、高彈性模量、高熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的抗疲勞性能和耐腐蝕性能，且其降解后即成為土壤的母質(zhì)，具有無毒性、不燃性，成為近年來復(fù)合材料研究的熱點(diǎn)。目前，BF增強(qiáng)熱塑性塑料大多采用短纖維，使其性能受到一定影響，限制了其發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在解決上述問題，提供一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法。
[0004]一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:將BF穿過浸潰模具；將IPC與PPH-g-MAH以及PPB-g-MAH加入擠出機(jī)的料斗中；在擠出樹脂的同時(shí)使用牽引機(jī)牽引纖維；制得纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的連續(xù)BF增強(qiáng)IPC復(fù)合材料；經(jīng)自然冷卻后截為L(zhǎng)BF增強(qiáng)IPC粒料。
[0005]本發(fā)明所述的一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述擠出機(jī)的一、二、三、四區(qū)的溫度分別設(shè)定為190°c，210°c，23(rc，23(rc，轉(zhuǎn)速為6r / min，牽引速率為Ilr / min,預(yù)熱棍電壓為115V。
[0006]本發(fā)明所述的一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述模具安裝在轉(zhuǎn)矩流變儀的擠出機(jī)上。
[0007]本發(fā)明所述的一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述IPC粒料的長(zhǎng)度為 12mm。
[0008]本發(fā)明所述的一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述BF為無捻粗紗。
[0009]本發(fā)明所述的一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，通過對(duì)制備工藝及其原材料配比的改進(jìn)，使得所制備的復(fù)合材料拉伸、彎曲強(qiáng)度和硬度得到大幅度的提高，界面粘結(jié)性也得改善。本發(fā)明所述的聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，制備流程簡(jiǎn)單，易于操作，且合格率高易于推廣使用。
【具體實(shí)施方式】
[0010]一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:將BF穿過浸潰模具；將IPC與PPH-g-MAH以及PPB-g-MAH加入擠出機(jī)的料斗中；在擠出樹脂的同時(shí)使用牽引機(jī)牽引纖維；制得纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的連續(xù)BF增強(qiáng)IPC復(fù)合材料；經(jīng)自然冷卻后截為L(zhǎng)BF增強(qiáng)IPC粒料。
[0011]本發(fā)明所述的一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，所述擠出機(jī)的一、二、三、四區(qū)的溫度分別設(shè)定為19(rc，21(rc，23(rc，23(rc，轉(zhuǎn)速為6r / min，牽引速率為Ilr / min，預(yù)熱輥電壓為115V。所述模具安裝在轉(zhuǎn)矩流變儀的擠出機(jī)上。所述IPC粒料的長(zhǎng)度為12mm。所述BF為無捻粗紗。PPH-g-MAH鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整度較高，結(jié)晶能力強(qiáng)，形成的球晶尺寸較大，材料宏觀上表現(xiàn)為硬而脆。而PPB-g-MAH從其結(jié)構(gòu)上是一種復(fù)雜反應(yīng)器合金，主要由丙烯均聚物、無規(guī)共聚聚丙烯、不同嵌段長(zhǎng)度的乙丙嵌段共聚物、含少量丙烯的線型聚乙烯等組成。在接枝馬來酸酐后對(duì)其結(jié)構(gòu)影響不大，其結(jié)構(gòu)中含有的橡膠相起到增韌效果，而橡膠相的存在也在一定程度上破壞了丙烯結(jié)構(gòu)的規(guī)整性。宏觀上表現(xiàn)為沖擊強(qiáng)度的提高和拉伸、彎曲性能的降低。由于BF的表面極性大，與非極性的IPC樹脂相容性差，所以增容劑的加入對(duì)復(fù)合材料的性能至關(guān)重要。在沒有增容劑存在的情況下，BF與基體的相容性差，纖維與樹脂之間幾乎沒有粘結(jié)作用，材料斷裂時(shí)纖維很容易被拔出而起不到增強(qiáng)作用。但也可以看出，相比于不加增容劑時(shí)，要使復(fù)合材料的拉伸性能提高100%以上，則增容劑含量需要達(dá)到很高，其增容劑用量明顯高于玻纖增強(qiáng)IPC體系。加入PPB-g-MAH的復(fù)合材料在其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%時(shí)彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大值，在其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%?100%內(nèi)有所降低。PPB-g-MAH質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到75%時(shí)，其與纖維的結(jié)合已經(jīng)達(dá)到飽和，PPB-g-MAH本身強(qiáng)度低，含量再增加時(shí)，不會(huì)繼續(xù)提高纖維與基體的粘結(jié)性，反而會(huì)使復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度下降。LBF分散在基體中起到骨架增強(qiáng)作用。隨著纖維含量的增加，在試樣斷裂之前會(huì)有更多的纖維拔出和纖維斷裂，從而需要消耗更多的能量，使復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度提高。當(dāng)LBF質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過30%時(shí)，一方面，基體與纖維不易均勻結(jié)合，基體連續(xù)性受破壞，產(chǎn)生較弱的界面，當(dāng)材料受力時(shí)容易產(chǎn)生界面脫附和纖維拔出，應(yīng)力傳遞效率降低；另一方面，纖維含量的增力口，也導(dǎo)致注塑過程熔體流動(dòng)性減小，成型工藝變差，復(fù)合材料內(nèi)部存在較多缺陷，在受力時(shí)發(fā)生應(yīng)力集中，降低了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度。而彎曲時(shí)，大量應(yīng)力作用在LBF形成的骨架上，復(fù)合材料內(nèi)部缺陷對(duì)彎曲性能影響較小，因此纖維含量對(duì)彎曲強(qiáng)度的提高更明顯。純IPC中存在大量分散的乙丙橡膠微粒。這種微粒作為大量的應(yīng)力集中物，在材料受到?jīng)_擊時(shí)，橡膠粒子能阻止銀紋的進(jìn)一步發(fā)展，并使其在周圍支化，從而吸收大量的沖擊能量。加入LBF后，IPC的連續(xù)性受到破壞，從而影響了 IPC的相增長(zhǎng)模型，注塑加工時(shí)，以球形或橢球形出現(xiàn)的橡膠分散相大量聚集，大于增韌PP的臨界橡膠粒徑，當(dāng)材料受沖擊時(shí)，易引發(fā)大量銀紋，從而喪失了高抗沖這一特性。這種作用在纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%尤為明顯。隨著LBF含量的提高，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度先上升后下降，這與拉伸強(qiáng)度隨纖維含量的變化曲線相吻合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:將BF穿過浸潰模具；將IPC與PPH-g-MAH以及PPB-g-MAH加入擠出機(jī)的料斗中；在擠出樹脂的同時(shí)使用牽引機(jī)牽引纖維；制得纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的連續(xù)BF增強(qiáng)IPC復(fù)合材料；經(jīng)自然冷卻后截為L(zhǎng)BF增強(qiáng)IPC粒料。
2.如權(quán)利要求1所述的一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述擠出機(jī)的一、二、三、四區(qū)的溫度分別設(shè)定為19(rc，21(rc，23(rc，23(rc，轉(zhuǎn)速為6r / min，牽引速率為Ilr / min,預(yù)熱棍電壓為115V。
3.如權(quán)利要求1所述的一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述模具安裝在轉(zhuǎn)矩流變儀的擠出機(jī)上。
4.如權(quán)利要求1所述的一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述IPC粒料的長(zhǎng)度為12mm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述BF為無捻粗紗。
【專利摘要】一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，屬于材料制備領(lǐng)域。其特征在于：將BF穿過浸漬模具；將IPC與PPH-g-MAH以及PPB-g-MAH加入擠出機(jī)的料斗中；在擠出樹脂的同時(shí)使用牽引機(jī)牽引纖維；制得連續(xù)BF增強(qiáng)IPC復(fù)合材料；經(jīng)自然冷卻后截為L(zhǎng)BF增強(qiáng)IPC粒料。通過對(duì)制備工藝及其原材料配比的改進(jìn)，使得所制備的復(fù)合材料拉伸、彎曲強(qiáng)度和硬度得到大幅度的提高，界面粘結(jié)性也得改善。本發(fā)明所述的聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，制備流程簡(jiǎn)單，易于操作，且合格率高易于推廣使用。
【IPC分類】B29C47-92, C08K7-10, C08L23-12, C08L51-06
【公開號(hào)】CN104629171
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410744089
【發(fā)明人】趙永濤
【申請(qǐng)人】趙永濤
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月9日