一種耐熱耐老化的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)pp材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐熱耐老化的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料及其制 備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP((LFRT-PP))材料具有優(yōu)異的耐沖擊性以及優(yōu)良的力學(xué)性能和電絕 緣性，其使用溫度范圍一般在-100~160°c之間，尺寸穩(wěn)定性高，耐蠕變性高，是一種集 剛、硬、韌于一體的典型塑料。正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，聚玻纖增強(qiáng)PP現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于電子電 器、辦公用品、精密機(jī)器、醫(yī)療、勞保、家庭用品以及汽車等領(lǐng)域。然而，在某些特殊領(lǐng)域，由 于使用環(huán)境溫度較高，現(xiàn)有的玻纖增強(qiáng)PP材料耐熱性較差，在溫度較高時(shí)力學(xué)性能明顯降 低。而現(xiàn)有的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料在高溫下還極易發(fā)生老化，抗沖擊性能下降而容易斷裂，不 能滿足長(zhǎng)期使用的需求，尤其是無法用作工作溫度較高、對(duì)可靠性要求較高的汽車零部件、 航空配件的生產(chǎn)原料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明公開一種耐高溫、抗老化的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP復(fù)合材料。
[0004] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種耐熱耐老化的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料，其原料按重量計(jì)包括： 長(zhǎng)玻纖 20-35份； PP 70-80份 熱穩(wěn)定劑 0.01-0.25份； 抗氧劑 0.2-0.9份； 阻燃劑 1-3份； 所述熱穩(wěn)定劑其原料按重量計(jì)包括丙二醇0.3-0.7份、碳酸鈉1-7份、0.01-0.08份羥乙 基纖維素;所述抗氧劑按重量計(jì)包括1-6份的抗氧劑1010、0.5-1.5份的對(duì)甲氧基苯甲醛。
[0005] 所述丙二醇優(yōu)選為1，2_丙二醇，為一種化學(xué)試劑，與水、乙醇及多種有機(jī)溶劑混 溶。丙二醇可用作不飽和聚酯樹脂的原料.在化妝品、牙膏和香皂中可與甘油或山梨醇配 合用作潤(rùn)濕劑。所述碳酸鈉又名蘇打或堿灰。它是一種重要的有機(jī)化工原料，主要用于平板 玻璃、玻璃制品和陶瓷釉的生產(chǎn)。還廣泛用于生活洗滌、酸類中和以及食品加工等。羥乙基 纖維素是一種白色或淡黃色，無味、無毒的纖維狀或粉末狀固體，由堿性纖維素和環(huán)氧乙 烷(或氯乙醇）經(jīng)醚化反應(yīng)制備，屬非離子型可溶纖維素醚類。由于HEC具有良好的增稠、 懸浮、分散、乳化、粘合、成膜、保護(hù)水分和提供保護(hù)膠體等特性，已被廣泛應(yīng)用在石油開 采、涂料、建筑、醫(yī)藥食品、紡織、造紙以及高分子聚合反應(yīng)等領(lǐng)域。本發(fā)明中，添加了碳酸鈉 和羥乙基纖維素的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP復(fù)合材料，熱變形溫度可以達(dá)到175°C，在120°C以上時(shí)仍 能維持較高的彎曲模量。采用本發(fā)明的玻纖增強(qiáng)PP材料在高溫下仍具有較高的剛性強(qiáng)度， 尤其適合于制造工作溫度較高的電子儀表、航空器零件和汽車零件。本發(fā)明還特別選用抗 氧劑1010和對(duì)甲氧基苯甲醛作為抗氧劑?？寡鮿?010可選用任一種現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn);對(duì)甲氧 基苯甲醛常溫下為無色至淡黃色液體，具有類似山楂的氣味。在對(duì)甲氧基苯甲醛的作用下， 抗氧劑1010可以有效提高玻纖增強(qiáng)PP材料的抗老化性能，使之能夠長(zhǎng)期保持較高的抗沖擊 性能，確保材料的工作壽命和可靠性。
[0006] 進(jìn)一步的，所述長(zhǎng)玻纖為無堿連續(xù)玻纖，所述無堿連續(xù)玻纖直徑為11-20μηι。
[0007] 除此以外，長(zhǎng)玻纖也可選用任一種現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
[0008] 進(jìn)一步的，所述長(zhǎng)玻纖其制備方法為： (1) 正庚烷浸泡處理：將長(zhǎng)玻纖浸入正庚烷中進(jìn)行溶脹處理，處理時(shí)間為22h~ 30h； (2) 乙醇洗滌：將溶脹后的長(zhǎng)玻纖加熱至120-150°C，投入20-25°C的無水乙醇中采用 25-30KHZ的超聲波震蕩進(jìn)行洗滌，然后置于150-200°C的烘箱內(nèi)烘干至恒重。
[0009] 長(zhǎng)玻纖在PP材料中容易發(fā)生浮纖現(xiàn)象，導(dǎo)致材料性能下降。設(shè)計(jì)人在研究中發(fā)現(xiàn)， 將溶脹后的長(zhǎng)玻纖加熱至120-150°c，投入20-25°C的無水乙醇中采用25-30KHZ的超聲波震 蕩進(jìn)行洗滌，可以有效抑制長(zhǎng)玻纖的浮纖問題，使所制得的玻纖增強(qiáng)PP材料注塑件質(zhì)地均 勾、表面光潔，表觀品質(zhì)優(yōu)異。
[0010] 本發(fā)明同時(shí)提供一種所述的耐熱耐老化的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料的制備方法，其包括 如下工序： a. 制備熱穩(wěn)定劑:將羥乙基纖維素、碳酸鈉采用空氣浴加熱至50°C，滴入丙二醇，保溫 30min后加入氯酸鎂； b. 按設(shè)定重量份將PP、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、阻燃劑加入高速混合器混合均勻后經(jīng)雙螺桿 擠出機(jī)加熱至160~199°C獲得塑化的PP混合物，然后塑化的PP混合物被雙螺桿擠出機(jī)壓 入浸漬模頭中，浸漬分散設(shè)定重量份的長(zhǎng)玻纖，經(jīng)牽引、冷卻成型、切割處理制備成長(zhǎng)度為 10-15_的低散發(fā)、高性能長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP復(fù)合材料。
[0011] -種所述的耐熱耐老化的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料在制備電子儀表、航空器零件、汽車 零件中的應(yīng)用。
[0012] 本發(fā)明特別向長(zhǎng)玻纖增加 PP材料中加入熱穩(wěn)定劑，有效提高材料在高溫下的機(jī)械 性能，確保長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料在高溫環(huán)境中仍能夠穩(wěn)定地工作，有效拓展長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PPM 料的應(yīng)用范圍；同時(shí)本發(fā)明還特別向長(zhǎng)玻纖增加 PP材料中加入抗氧劑，提升長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP 材料的抗老化性能，可有效延長(zhǎng)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料的使用壽命和可靠性。長(zhǎng)玻纖可在熱塑 性的PP樹脂中形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能。同時(shí)本發(fā)明的復(fù)合 材料玻纖外露少，表觀品質(zhì)優(yōu)異。本發(fā)明的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料在高溫下具有較優(yōu)的機(jī)械強(qiáng) 度，同時(shí)兼?zhèn)渫怀龅目估匣匦裕绕溥m用于應(yīng)用在制備汽車零部件（如保險(xiǎn)杠橫梁、座椅 骨架、備胎等）、儀器儀表部件(智能電表和水表的殼體或端子排）、機(jī)電零部件(如電機(jī)過濾 器罩、導(dǎo)軸承、線圈軸等）、電子電氣元件(如繼電器)中。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述： 實(shí)施例1 本實(shí)施例提供一種應(yīng)用于制備智能電表殼體的耐熱耐老化的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料，其原 料按重量計(jì)包括： 長(zhǎng)玻纖 25份； PP 75 份 熱穩(wěn)定劑 0.10份； 抗氧劑 0.7份； 阻燃劑 2份； 所述熱穩(wěn)定劑其原料按重量計(jì)包括丙二醇0.4份、碳酸鈉3份、0.06份羥乙基纖維素;所 述抗氧劑按重量計(jì)包括3份的抗氧劑1010、1.2份的對(duì)甲氧基苯甲醛。
[0014] 進(jìn)一步的，所述長(zhǎng)玻纖為無堿連續(xù)玻纖，所述無堿連續(xù)玻纖直徑為11-20μηι。
[0015] 進(jìn)一步的，所述長(zhǎng)玻纖其制備方法為： (1) 正庚烷浸泡處理：將長(zhǎng)玻纖浸入正庚烷中進(jìn)行溶脹處理，處理時(shí)間為25h; (2) 乙醇洗滌：將溶脹后的長(zhǎng)玻纖加熱至140°C，投入22°C的無水乙醇中采用28KHz的 超聲波震蕩進(jìn)行洗滌，然后置于180°C的烘箱內(nèi)烘干至恒重。
[0016] 本發(fā)明同時(shí)提供一種所述的耐熱耐老化的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料的制備方法，其包括 如下工序： a. 制備熱穩(wěn)定劑:將羥乙基纖維素、碳酸鈉采用空氣浴加熱至50°C，滴入丙二醇，保溫 30min后加入氯酸鎂； b. 按設(shè)定重量份將PP、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、阻燃劑加入高速混合器混合均勻后經(jīng)雙螺桿 擠出機(jī)加熱至160~199°C獲得塑化的PP混合物，然后塑化的PP混合物被雙螺桿擠出機(jī)壓 入浸漬模頭中，浸漬分散設(shè)定重量份的長(zhǎng)玻纖，經(jīng)牽引、冷卻成型、