一种耐高温的玻纤增强聚丙烯复合材料制造技术

本发明专利技术属于玻纤增强聚丙烯复合材料技术领域，具体涉及一种耐高温的玻纤增强聚丙烯复合材料，包括以下原料：聚丙烯、高密度低压聚乙烯、无碱玻璃纤维、改性玄武岩纤维、聚丙烯接枝马来酸酐、硬质酸钠、硅灰石粉、硅烷偶联剂。本发明专利技术相比现有技术具有以下优点：本发明专利技术中通过对玄武岩纤维改性，与高密度低压聚乙烯、无碱玻璃纤维协同作用，能够使聚丙烯的晶体形态发生变化，晶体尺寸增加，晶体之间的间隙增加，硬质酸钠、硅灰石粉等有效填充晶体之间的间隙，保证晶体之间的相互作用，进而保证其内应力得到保证，不容易出现裂缝，在增强复合材料力学性能的同时进一步提高材料的耐高温性能，进一步拓宽其使用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温的玻纤增强聚丙烯复合材料
本专利技术属于玻纤增强聚丙烯复合材料
，具体涉及一种耐高温的玻纤增强聚丙烯复合材料。
技术介绍
聚丙烯是结构较为规则的结晶性聚合物，具有良好的性能，密度小、成本低、产量大、化学稳定性好，易加工成型和可回收利用，已广泛应用于生活用品、汽车、家电等领域，但是聚丙烯成型收缩率大，对缺口十分敏感，低温易开裂，冲击性能差，现有技术为了解决以上问题，用玻璃纤维改性聚丙烯材料，使其具有较好的刚性，在部分应用上取代了工程塑料，经过改性后的聚丙烯材料的结晶性能会有很大改变，从而影响到力学性能，但是由于横纵向收缩的差异，导致玻纤增强聚丙烯材料翘曲严重，有一些专门针对翘曲做的改善，但效果不佳，在热焊接密封性和耐压强度方面效果也不尽如人意；为了解决这一问题，申请号为201710478880.7一文中公开了一种低翘曲性、易焊接、高耐压的玻纤增强聚丙烯材料，通过将特定含量、特定长径比的晶须添加到聚丙烯基体树脂中，辅以特定含量的聚乙烯以及特定含量的成核剂，通过各组分的复配，使得玻纤增强聚丙烯材料的横向收缩率的差异得到改善，从根本上改善了材料的翘曲性，焊接密封性得到了较大提高，拓宽了玻纤增强聚丙烯材料的应用范围；玄武岩纤维是以天然玄武岩矿石为原料，高温熔融拉丝制成，具有良好的电绝缘性能，是一种新兴的高强度材料，用于聚丙烯能够提高聚丙烯基体的耐热性能和耐腐蚀性能，在实际应用中意义重大，但同样会出现界面横晶，造成基体结晶不均匀，影响复合材料的性能，容易出现内应力和裂缝，导致力学性能下降；随着对复合材料性能要求的不断提高，玻纤增强聚丙烯材料无法满足高强度的力学要求，同时无法满足耐热性能，而仅使用玄武岩纤维，也会出现影响材料性能的问题，因此，需要对聚丙烯复合材料的制备方法进一步研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种耐高温的玻纤增强聚丙烯复合材料。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种耐高温的玻纤增强聚丙烯复合材料，其包括以下重量份的原料：聚丙烯65-75份、高密度低压聚乙烯12-18份、无碱玻璃纤维6-10份、改性玄武岩纤维16-20份、聚丙烯接枝马来酸酐4-6份、硬质酸钠1-2份、硅灰石粉0.8-1.6份、硅烷偶联剂2-3份；所述改性玄武岩改性纤维的制备方法包括以下步骤：（1）将玄武岩纤维置于质量浓度为6-8%的硝酸溶液中浸泡10-20分钟，然后用去离子水冲洗至中性，烘干至含水量低于15%备用；（2）按重量份计，将上述烘干后的玄武岩纤维22-28份、生姜精油1-3份、2,3-二氨基-2-丁烯二腈6.2-6.8份、磺化聚丙烯酰胺1.5-2.5份在球磨罐中进行球磨，球磨氛围为氮气氛围，球料比为20-30:1，转速为600-800转/分钟，球磨时间为4-6小时，得到球磨料，在温度为55-75℃的条件下干燥至含水量低于10%，得到干燥球磨料；（3）将干燥球磨料浸入浓度为1-2mol/L的双氧水溶液中，固液质量比为1:3-5，然后加入相当于球磨料重量1.8-2.6%的氯化铜、0.6-0.8%的碳纳米管、0.1-0.3%对甲苯磺酸，在0-5℃的冰水浴中搅拌混合30-40分钟，完成后用强度为4.5-4.9J/cm²的脉冲强光照射处理6-10秒，完成后过滤，在温度为85-95℃条件下干燥1-2小时即可。作为对上述方案的进一步改进，所述玄武岩纤维的长度为60-500mm，直径为3.0-5.0μm，纤维容重为1.764×10³kg/m³。作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（1）中浸泡过程中施加超声波处理，超声波的频率为82-88kHz。作为对上述方案的进一步改进，所述生姜精油的制备方法为将生姜去皮后加入相当于其重量40-50%的水，打浆，得到打浆液，在打浆液中加入相当于其重量1-2%的纤维素酶，在温度为50-55℃的条件下搅拌处理40-60分钟，完成后过滤，将所得滤液与石油醚以重量比1:2-3混合，在温度为35-40℃的水浴条件下萃取2小时，静置后分离出水层和油层，将油层在55-65℃条件下蒸馏，即得。作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（2）球磨过程中，保持球磨温度为75-85℃。作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（3）中脉冲强光照射距离为10-14cm，每秒闪照3次。作为对上述方案的进一步改进，所述聚丙烯接枝马来酸酐的接枝率为0.7%，溶体流动速率为12g/10min。作为对上述方案的进一步改进，所述磺化聚丙烯酰胺的分子量为200万-300万，磺化度为22-27%。作为对上述方案的进一步改进，所述硅烷偶联剂为异丁基三乙氧基硅。作为对上述方案的进一步改进，其制备方法为将各原料按重量配比混合后，熔融挤出，挤出温度为210-220℃，挤出条在温度为10-15℃的流动水中冷却，在温度为60℃的条件下干燥6-8小时，切粒即得。玄武岩纤维改性能够对其表面结构以及所带基团进行改性，进而影响其物理性能和化学性能，使其在复合材料中具有较好的分散性，同时能提高与复合材料基体的结合强度。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术中通过对玄武岩纤维改性，与高密度低压聚乙烯、无碱玻璃纤维协同作用，能够使聚丙烯的晶体形态发生变化，晶体尺寸增加，晶体之间的间隙增加，硬质酸钠、硅灰石粉等有效填充晶体之间的间隙，保证晶体之间的相互作用，进而保证其内应力得到保证，不容易出现裂缝，在增强复合材料力学性能的同时进一步提高材料的耐高温性能，进一步拓宽其使用范围。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。以下将通过实施例对本专利技术进行详细描述。以下实施例中，所述聚丙烯为无锡市宝之石（无锡）塑料材料有限公司提供的聚丙烯塑料薄片；所述高密度低压聚乙烯为江苏兴竣祥进出口有限公司提供的牌号为3364的材料；所述玄武岩纤维为灵寿县宏波矿产品加工厂的市售品；无碱玻璃纤维为江阴万千化工品有限公司提供的A级直接无捻粗砂纤维；所述硅灰石粉为灵寿县灵鑫矿产品加工厂提供的粒径为30-200nm的硅灰石粉。实施例1一种耐高温的玻纤增强聚丙烯复合材料，其包括以下重量份的原料：聚丙烯70份、高密度低压聚乙烯15份、无碱玻璃纤维8份、改性玄武岩纤维18份、聚丙烯接枝马来酸酐5份、硬质酸钠1.5份、硅灰石粉1.2份、硅烷偶联剂2.5份；所述改性玄武岩改性纤维的制备方法包括以下步骤：（1）将玄武岩纤维置于质量浓度为7%的硝酸溶液中浸泡15分钟，然后用去离子水冲洗至中性，烘干至含水量低于15%备用；（2）按重量份计，将上述烘干后的玄武岩纤维25份、生姜精油2份、2,3-二氨基-2-丁烯二腈6.5份、磺化聚丙烯酰胺2份在球磨罐中进行球磨，球磨氛围为氮气氛围，球料比为25:1，转速为700转/分钟，球磨时间为5小时，得到球磨料，在温度为65℃的条件下干燥至含水量低于10%，得到干燥球磨料；（3）将干燥球磨料浸入浓度为1.5mol/L的双氧水溶液中，固液质量比为1:4，然后加入相当于球磨料重量2.2%的氯化铜、0.7%的碳纳米管、0.2%对甲苯磺酸，在2℃的冰水浴中搅拌混合35分钟，完成后用强度为4.7J/cm²的脉冲强光照射处理8秒，完成后过滤，在温度为90℃条件下干燥1.5小时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温的玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚丙烯65‑75份、高密度低压聚乙烯12‑18份、无碱玻璃纤维6‑10份、改性玄武岩纤维16‑20份、聚丙烯接枝马来酸酐4‑6份、硬质酸钠1‑2份、硅灰石粉0.8‑1.6份、硅烷偶联剂2‑3份；所述改性玄武岩改性纤维的制备方法包括以下步骤：（1）将玄武岩纤维置于质量浓度为6‑8%的硝酸溶液中浸泡10‑20分钟，然后用去离子水冲洗至中性，烘干至含水量低于15%备用；（2）按重量份计，将上述烘干后的玄武岩纤维22‑28份、生姜精油1‑3份、2,3‑二氨基‑2‑丁烯二腈6.2‑6.8份、磺化聚丙烯酰胺1.5‑2.5份在球磨罐中进行球磨，球磨氛围为氮气氛围，球料比为20‑30:1，转速为600‑800转/分钟，球磨时间为4‑6小时，得到球磨料，在温度为55‑75℃的条件下干燥至含水量低于10%，得到干燥球磨料；（3）将干燥球磨料浸入浓度为1‑2mol/L的双氧水溶液中，固液质量比为1:3‑5，然后加入相当于球磨料重量1.8‑2.6%的氯化铜、0.6‑0.8%的碳纳米管、0.1‑0.3%对甲苯磺酸，在0‑5℃的冰水浴中搅拌混合30‑40分钟，完成后用强度为4.5‑4.9J/cm²的脉冲强光照射处理6‑10秒，完成后过滤，在温度为85‑95℃条件下干燥1‑2小时即可。...

【技术特征摘要】
1.一种耐高温的玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚丙烯65-75份、高密度低压聚乙烯12-18份、无碱玻璃纤维6-10份、改性玄武岩纤维16-20份、聚丙烯接枝马来酸酐4-6份、硬质酸钠1-2份、硅灰石粉0.8-1.6份、硅烷偶联剂2-3份；所述改性玄武岩改性纤维的制备方法包括以下步骤：（1）将玄武岩纤维置于质量浓度为6-8%的硝酸溶液中浸泡10-20分钟，然后用去离子水冲洗至中性，烘干至含水量低于15%备用；（2）按重量份计，将上述烘干后的玄武岩纤维22-28份、生姜精油1-3份、2,3-二氨基-2-丁烯二腈6.2-6.8份、磺化聚丙烯酰胺1.5-2.5份在球磨罐中进行球磨，球磨氛围为氮气氛围，球料比为20-30:1，转速为600-800转/分钟，球磨时间为4-6小时，得到球磨料，在温度为55-75℃的条件下干燥至含水量低于10%，得到干燥球磨料；（3）将干燥球磨料浸入浓度为1-2mol/L的双氧水溶液中，固液质量比为1:3-5，然后加入相当于球磨料重量1.8-2.6%的氯化铜、0.6-0.8%的碳纳米管、0.1-0.3%对甲苯磺酸，在0-5℃的冰水浴中搅拌混合30-40分钟，完成后用强度为4.5-4.9J/cm²的脉冲强光照射处理6-10秒，完成后过滤，在温度为85-95℃条件下干燥1-2小时即可。2.如权利要求1所述一种耐高温的玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述玄武岩纤维的长度为60-500mm，直径为3.0-5.0μm，纤维容重为1.764×10³kg/m³。3.如权利要求1所述一种耐高温的玻纤增强聚丙烯复合材料，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭坤，
申请(专利权)人：马鞍山卓凡新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34