本发明专利技术公开了一种有机纤维增强聚丙烯复合材料及其LFT-D成型工艺，该聚丙烯复合材料由聚丙烯组合物与有机纤维复合组成，所述聚丙烯组合物由以下组份按重量份制备而成：聚丙烯80-100份、相容剂0.1-3份、抗氧剂0.1-0.5份、其他助剂0-20份；该有机纤维增强聚丙烯复合材料的LFT-D成型工艺为：将聚丙烯复合材料经一阶螺杆挤出机熔融塑化，然后与有机纤维一起经二阶螺杆挤出机再次熔融塑化后切块，最后将块状熔体放入模具中模压成制品；该有机纤维增强聚丙烯的LFT-D生产工艺成型周期短，成型制品的结构复杂，尺寸大，强度高，韧性好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子复合材料和机械领域，具体涉及一种有机纤维增强聚丙烯复合材料及其LFT-D成型工艺。技术背景 长纤维增强热塑性塑料（简称LFT）属热塑性复合材料的一种，也是当前国外热塑性复合材料的开发热点。该材料具有轻质高强、环保可回收等特点，在汽车、建筑、船舶、航天等行业有着广泛应用。LFT-D生产线是长纤维增强热塑性塑料在线复合成型生产线，是将纤维与热塑性树脂在线复合直接模塑成不同产品，该生产线主要由三部分组成，分别为挤出、搬运 (机器手)、成型 (压机)。其中挤出部分主要是进行树脂的塑化、配混，树脂与纤维复合，并输出复合材料块；压机本体则采用整体框架式结构，前后主框架各采用一整块钢板通过线切割而成，结构刚性好、精度高，压机前后带有安全保护光栅及激光扫描器等安全保护装置。 LFT-D成型技术是继GMT和LFT-G之后又一种新的长纤维增强热塑性复合材料工艺技术，它区别于GMT和LFT-G的关键因素是半成品步骤被省去，在材料的选择上更加灵活，是近年来汽车复合材料行业中最受关注和市场成长最快的一种崭新的成型工艺技术。在LFT-D技术中，不仅纤维的含量和纤维的长度可以直接调节到最终部件的要求，其基体聚合物也可以直接调节到最终部件的要求。通过使用不同的添加剂可以改变和影响制品的机械和特殊应用特性，如热稳定性、着色性、紫外稳定性和纤维与基体的粘结特性等。由于聚丙烯（PP）材料的密度小、耐热优异、抗弯曲疲劳性好且价格低，因此，高流动PP成为LFT-D首选的基料。有机纤维是采用高分子材料经过熔融纺丝工艺生产的具有强度高、种类多的一类制品。利用这些性能优异的有机纤维与其他高分子材料进行有效复合，制备综合性能优异复合材料一直是材料和机械领域研究的热点。本专利公开的利用有机纤维，采用LFT-D成型工艺与聚丙烯有效复合，不仅提供新颖的复合材料，同时可以解决当前LFT-D成型制品中的诸多缺陷，如浮纤、材料单一、玻纤分散不均等。中国专利技术专利CN101935420 A公布了一种LFT-D 材料的汽车底部导流板及其制造方法，其对于聚合物及其相关助剂材料，均是采用在线批混后与玻璃纤维进行模压成型，这些助剂在基料中分散不均，模压出来的产品稳定性较差，产品尺寸不稳定，表面会有明显浮纤。中国专利技术专利CN103554656 A公布了一种用于LFT-D 技术制备汽车底护板的聚丙烯复合材料。本专利公开了一种用于生产汽车底护板的聚丙烯材料，采用玻璃纤维增强聚丙烯，但产品表面浮纤严重，且产品密度大，不利于汽车轻量化的推进。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的问题，提供一种有机纤维增强聚丙烯复合材料及其LFT-D成型工艺。为了达到上述目的，本专利技术是通过下列技术方案来实现的： 一种有机纤维增强聚丙烯复合材料及其LFT-D成型工艺，该聚丙烯复合材料由60wt%-90wt%的聚丙烯组合物与10wt%-40wt%的有机纤维复合组成，所述聚丙烯组合物由以下组份按重量份制备而成：聚丙烯80-100份、相容剂0.1-3份、抗氧剂0.1-0.5份、其他助剂0-20份；所述的聚丙烯为在230℃/2.16Kg条件下的熔融指数30-100g/10min，在拉伸速度为50mm/min情况下拉伸强度大于25MPa、弯曲模量大于1000MPa。所述的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH）或聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（PP-g-GMA）。所述抗氧剂为四(β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯 基)丙酸)季戊四醇酯（抗氧剂1010）、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（抗氧剂168）、硫代二丙酸双十八醇酯（抗氧剂DSTDP）中的至少一种。所述其他助剂包括润滑剂、阻燃剂、光稳剂、增韧剂、色母粒中的至少一种。所述有机纤维为尼龙纤维（PA6和PA66）、聚酯纤维（PET）、聚丙纤维（PP）中的至少一种。所述的有机纤维增强聚丙烯复合材料的LFT-D成型工艺，其是先将聚丙烯组合物经一阶螺杆挤出机熔融塑化，然后与有机纤维一起经二阶螺杆挤出机再次熔融塑化后切块，最后将块状熔体放入模具中模压成制品；所述一阶螺杆挤出机和二阶螺杆挤出机为单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机中的一种。所述一阶螺杆挤出和二阶螺杆挤出的挤出温度范围为180-220℃。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1、本专利技术采用聚丙烯组合物和有机纤维利用LFT-D成型工艺，可以制备各种大幅面，结构复杂的制品；不仅解决了现行LFT-D制品表面浮纤问题，而且大幅提高制品的冲击强度，实现了制品的刚韧平衡。 2、本专利技术公开的有机纤维和聚丙烯在LFT-D成型工艺中的应用，提供了一种新的制备复合材料制件的方法；这解决了有机纤维增强聚丙烯在传统的挤出和注塑工艺难以实现和性能不稳定的难题。具体实施方式：下面给出实施例以对本专利技术进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的普通技术人员根据该实施例对本专利技术所做出的一些非本质的改进或调整仍属于本专利技术的保护范围。 一种有机纤维增强聚丙烯复合材料及其LFT-D成型工艺，包括按照重量比制备聚丙烯复合组合物，然后将该组合物和有机纤维在LFT-D设备上成型；具体成型步骤为：将聚丙烯组合物经一阶螺杆挤出机熔融塑化，然后与有机纤维一起经二阶螺杆挤出机再次熔融塑化后切块，最后将块状熔体放入模具中模压成制品。本专利技术选用聚丙烯为在230℃/2.16Kg条件下的熔融指数30-100g/10min，在拉伸速度为50mm/min情况下拉伸强度大于25MPa、弯曲模量大于1000MPa。本专利技术LFT-D一阶熔融塑化采用双螺杆挤出机，挤出温度从下料口到模口的温度为180-230℃，主机转速为40-120rpm；二阶熔融塑化采用双螺杆挤出机，塑化的聚丙烯复合材料和有机纤维质量比为60/40到90/10，挤出温度从下料口到模口的温度为180-230℃，主机转速30-90rpm。实施例1按重量配比分别称取干燥的聚丙烯BX3900(韩国SK) 80份、相容剂PP-g-MAH 3份、抗氧剂1010为0.05份、抗氧剂168为0.05份、黑母粒PE2772为5份、阻燃剂十溴二苯乙烷为10份，阻燃剂三氧化二锑为5份，将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒，制备成聚丙烯组合物。将该组合物经过一阶双螺杆挤出机熔融塑化，然后塑化块和切段有机碳纤维以60/40的质量比由下料口进入二阶螺杆熔融塑化，最后将塑化块切块由机械手放入模具中模压成建筑模板。实施例2按重量配比分别称取干燥的聚丙烯S2040(上海赛科) 85份、相容剂PP-g-MAH 0.1份、抗氧剂1010为0.1份、抗氧剂168为0.1份、抗氧剂DSTDP为0.3，润滑剂EBS(乙撑双硬脂酰胺)0.2份、光稳定剂V703（美国氰特）为0.2份、增韧剂POE为10份、红色母粒为3份，将上述材料加入高速混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒，制备成聚丙烯组合物。将该组合物经过一阶双螺杆挤出机熔融塑化，然后塑化块和切段PA6纤维以70/30的质量比由下料口进入二阶螺杆熔融塑化，最后将塑化本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有机纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：该聚丙烯复合材料由60wt%‑90wt%的聚丙烯组合物与10wt%‑40wt%的有机纤维复合组成，所述聚丙烯组合物由以下组份按重量份制备而成：聚丙烯80‑100份、相容剂0.1‑3份、抗氧剂0.1‑0.5份、其他助剂0‑20份。
【技术特征摘要】
1.一种有机纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：该聚丙烯复合材料由60wt%-90wt%的聚丙烯组合物与10wt%-40wt%的有机纤维复合组成，所述聚丙烯组合物由以下组份按重量份制备而成：聚丙烯80-100份、相容剂0.1-3份、抗氧剂0.1-0.5份、其他助剂0-20份。2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯在230℃/2.16Kg条件下的熔融指数30-100g/10min。3.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐或聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。4.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为四(β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯 基)丙酸)季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代二丙酸双十八醇酯中的至少一种。...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨桂生，徐芹，汪海，
申请(专利权)人：合肥杰事杰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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