一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A）按照配方将聚丙烯树脂、添加剂、加工助剂投入高速混料机中，制备预混料；B）双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1，槽深比为1.51或1.55，分为十二区，将预混料在第一区下料筒进行主喂，将短切玻璃纤维在6‑9区进行侧喂，主机转速450‑850转/分钟；C）挤出造粒得到玻璃纤维增强聚丙烯复合材料;螺杆第二区温度为110‑130℃，第三至十一区温度为205‑235℃，机头温度为215‑235℃。通过本发明专利技术的制备方法单机产能高，并且制备出的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料力学性能好。

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法
本专利技术涉及高分子
，特别是涉及一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法。
技术介绍
汽车车身轻量化设计、制造和材料等技术的综合应用和集成是目前汽车行业发展一个重点。采用新型轻质材料代替传统金属材料是非常行之有效的途径。目前常见到轻质材料有铝、镁等轻质金属，高强度钢，工程塑料和高性能轻质复合材料等。其中复合材料因为比强度高、密度低、具有可设计性等特点成为代替钢铁的热门材料。尤其是关于玻璃纤维增强复合材料的技术迅猛发展，已经比较成熟并且在汽车行业获得了大量应用。挤出机的长径比、深槽比、填充比、螺杆的温度以及玻纤喂料方式是对玻纤增强聚丙烯复合材料性能、单机产能影响较大的因素。本领域技术人员普遍认为挤出机螺杆长径比40：1是生产玻璃纤维增强聚丙烯材料的最佳选择（共10节螺筒，每节螺筒长径比4:1，槽深比1.51），因为长径比48:1的螺杆的长度更长，会对短切玻璃纤维剪切过度，使产品中的玻璃纤维长度太短从而导致产品的力学性能较差。因此国内很少使用长径比48:1槽深比1.51的主机或者长径比48:1槽深比1.55的主机生产玻璃纤维增强聚丙烯材料。挤出机螺杆长径比40：1，槽深比1.51的低长径比、低槽深生产方式也影响复合材料力学性能与单机产能的发挥。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服以上技术缺陷，提供一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，具有单机产能高的优点，同时制备得到的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料具有优秀的力学性能。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：A）按照配方将聚丙烯树脂、添加剂、加工助剂投入高速混料机中，制备预混料；B）双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1，槽深比为1.51或1.55，分为十二区，将预混料在第一区下料筒进行主喂，将短切玻璃纤维在6-9区进行侧喂，主机转速450-850转/分钟；C）挤出造粒得到玻璃纤维增强聚丙烯复合材料；螺杆第二区温度为110-130℃，第三至十一区温度为205-235℃，机头温度为215-235℃。优选的，所述的双螺杆挤出机的槽深比为1.55。优选的，所述螺杆第6-8区的温度为228-233℃，3-5区的温度为205-215℃，9-11区的温度为205-215℃，机头温度为215-235℃。所述螺杆的填充系数为0.35-0.4。优选的，所述螺杆的填充系数为0.38-0.39。所述的短切玻璃纤维长度为2.5-4.5mm；优选的短切玻璃纤维长度为3-4mm。本专利技术的工艺是针对短切玻璃纤维进行优化设计的，短切玻璃纤维的长度会直接影响产品的性能，短切玻璃纤维长度小于2.5mm会导致玻璃纤维在产品中保留长度太短，产品力学性能差；短切玻璃纤维长度长于4.5mm容易导致生产不顺，比如卡机等，而且短切玻璃纤维在产品中分布不均匀，也会导致产品力学性能差。优选的，将短切玻璃纤维在7-8区进行侧喂。短切玻璃纤维在6至9区侧喂，短切玻璃纤维在产品中的保留长度会依次变长；在5区侧喂，短切玻璃纤维长度保留太短，产品力学性能差；在10区侧喂，短切玻璃纤维保留长度较长，但是分布不均匀，产品力学性能差，并且容易导致生产不顺。在7-8区侧喂，短切玻璃纤维在产品中的保留长度、分布均匀度最好。双螺杆挤出机的单机产能为750-1000kg/h。优选的，双螺杆挤出机的单机产能为850-950kg/h。在不考虑产品性能的前提下，单机产能主要影响因素是原料的加料速度和螺杆的旋转速度决定的。小时单产太高，会导致产品力学性能差、甚至生产时出现卡机等故障。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，通过调整双螺杆挤出机的螺杆长径比、槽深比、螺杆各区间温度、螺杆的填充系数、单机产能、短切玻璃纤维的长度和短切玻璃纤维喂料区来得到较高的单机产能，并且玻璃纤维增强聚丙烯复合材料力学性能好。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术，以下实施例为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受下述实施例的限制。以下原料均来源于市售。实施例和对比例玻璃纤维增强聚丙烯材料所用的原料及配比：聚丙烯70重量份、短切玻璃纤维30重量份、偶联剂0.5重量份、热稳定剂0.1重量份、光稳定剂0.1重量份。实施例1-12玻璃纤维增强聚丙烯材料制备方法：按照配方将聚丙烯树脂、偶联剂、加工助剂投入高速混料机中，制备预混料；螺杆分为十二区，将预混料在第一区下料筒进行主喂，将短切玻璃纤维进行侧喂；螺杆的转速为450-850转/分钟；其中，实施例1-11螺杆各区间温度为第二区的温度为120℃，第6-8区的温度为230℃，3-5区的温度为210℃，9-11区的温度为210℃，机头温度为230℃；实施例12螺杆各区间温度为第二区的温度为120℃，第6-8区的温度为220℃，3-5区的温度为220℃，9-11区的温度为220℃，机头温度为230℃；挤出造粒得到玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。其中，螺杆长径比、槽深比、填充系数、玻璃纤维进料区、小时单产在表格中标明。对比例1玻璃纤维增强聚丙烯材料制备方法：按照配方将聚丙烯树脂、偶联剂、加工助剂投入高速混料机中，制备预混料；螺杆长径比为40:1、槽深比为1.51，分为10个区，填充系数为0.386，各区温度分别是第2区120℃、第3-5区210℃、第6-8区230℃、第8-10区210℃，螺杆转速为450转/分钟，将预混料在第一区下料筒进行主喂，将短切玻璃纤维进行侧喂，挤出造粒得到玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。其中，螺杆长径比、槽深比、填充系数、玻璃纤维进料区、小时单产在表格中标明。各性能测试方法：拉伸强度：按照GB/T1040-2006进行测试，拉伸速度为10mm/min；弯曲强度：按照GB/T9341-2000进行测试、弯曲速度2mm/min；弯曲模量：按照GB/T9341-2000进行测试、弯曲速度2mm/min；悬臂梁冲击强度：按照GB/T1843-2008进行测试，A型缺口；表1：实施例和对比例各参数设置以及产品性能参数实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7实施例8实施例9长径比48:148:148:148:148:148:148:148:148:1槽深比1.511.551.551.551.551.551.551.551.55填充系数0.3860.3860.350.390.40.3860.3860.3860.386短切玻璃纤维长度333333332.5短玻璃纤维进料区888886798小时单产kg/h800950800900950950950950850拉伸强度，MPa91.297.689.192.188.790.195.394.388.1弯曲模量，MPa588360935808589856815843593159015723弯曲强度，MPa129.4135.3112.2121.1108.3120.1128.4129.1109.2悬臂梁冲击强度，KJ/m213.915.010.212.99.712.113.713.49.8续表1:实施例10实施例11实施例12对比例1长径比48:148:148:140:1槽深比1.551.551.551.51填充系数0.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A）按照配方将聚丙烯树脂、添加剂、加工助剂投入高速混料机中，制备预混料；B）双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1，槽深比为1.51或1.55，分为十二区，将预混料在第一区下料筒进行主喂，将短切玻璃纤维在6‑9区进行侧喂，主机转速450‑850转/分钟；C）挤出造粒得到玻璃纤维增强聚丙烯复合材料;螺杆第二区温度为110‑130℃，第三至十一区温度为205‑235℃，机头温度为215‑235℃。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A）按照配方将聚丙烯树脂、添加剂、加工助剂投入高速混料机中，制备预混料；B）双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1，槽深比为1.51或1.55，分为十二区，将预混料在第一区下料筒进行主喂，将短切玻璃纤维在6-9区进行侧喂，主机转速450-850转/分钟；C）挤出造粒得到玻璃纤维增强聚丙烯复合材料;螺杆第二区温度为110-130℃，第三至十一区温度为205-235℃，机头温度为215-235℃。2.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机的槽深比为1.55。3.根据权利要求1或2所述的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述螺杆第6-8区的温度为228-233℃，3-5区...

【专利技术属性】
技术研发人员：文渊，余启生，周英辉，李海波，李琛，魏小浏，
申请(专利权)人：武汉金发科技有限公司，武汉金发科技企业技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42