一种地铁车皮用玻璃纤维增强PP材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及轨道交通材料技术领域，且公开了一种地铁车皮用玻璃纤维增强PP材料，包括以下重量份数配比的原料：PP树脂50‑100份、过氧化二异丙苯0.14‑0.62份、抗氧剂0.15‑0.85份、玻璃纤维50‑100份、马来酸酐单体2‑10份、丙酮5‑20份、聚丙烯粒料50‑80份；所述玻璃纤维增强PP材料的比重为0.675‑0.709、比强度为5.18×10

A Glass Fiber Reinforced PP Material for Metro Car Leather and Its Preparation Method

The invention relates to the technical field of rail transit materials, and discloses a glass fiber reinforced PP material for metro car skin, including raw materials of the following weight fraction ratio: PP resin 50 100, diisopropylbenzene peroxide 0.14 0.62, antioxidant 0.15 0.85, glass fiber 50 100, maleic anhydride monomer 2 10, acetone 5 20, polypropylene granular material 50 80. The specific gravity and strength of glass fiber reinforced PP material are 0.675_0.709 and 5.18 *10 respectively.

【技术实现步骤摘要】
一种地铁车皮用玻璃纤维增强PP材料及其制备方法
本专利技术涉及轨道交通材料
，具体为一种地铁车皮用玻璃纤维增强PP材料及其制备方法。
技术介绍
随着经济的发展和城市化进程的加快，城市交通问题越来越突出，因此，一种具有快速、便捷、覆盖面宽且运载量大等优点的交通方式“地铁”得到了空前的发展。目前，地铁车辆车体主要采用铝合金车体，以铝合金材料作为地铁车体可以大大减轻地铁的自重，使地铁实现轻量化，进而能够极大地提高地铁的运行速度。但是，地铁车体无法通过使用铝合金进一步地减轻其自重，使地铁进一步地实现轻量化。目前，玻璃纤维增强热固性塑料的拉伸强度可达100MPa，与一般钢材相接近，其相对密度仅为钢材的1/4，且玻纤增强塑料具有比强度高、耐腐蚀性能强、隔热性能好、容易成型等优点。若采用玻璃纤维增强热固性塑料材料制作地铁车体，则玻璃纤维增强热固性塑料材料能够进一步地减轻地铁车体的自重，使地铁能够进一步地实现轻量化，进而能够进一步地提高地铁的运行速度。本专利技术提供一种地铁车皮用玻璃纤维增强PP材料及其制备方法，旨在解决现有技术中的地铁车皮材料，在强度刚性满足地铁车体安全要求的同时，无法使地铁实现进一步轻量化的技术问题。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种地铁车皮用玻璃纤维增强PP材料及其制备方法，解决了现有技术中的地铁车皮材料，在强度刚性满足地铁车体安全要求的同时，无法使地铁实现进一步轻量化的技术问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种地铁车皮用玻璃纤维增强PP材料，包括以下重量份数配比的原料：PP树脂50-100份、过氧化二异丙苯0.14-0.62份、抗氧剂0.15-0.85份、玻璃纤维50-100份、马来酸酐单体2-10份、丙酮5-20份、聚丙烯粒料50-80份；所述玻璃纤维增强PP材料的比重为0.675-0.709、比强度为5.18×106-5.44×106N·m/kg、比刚度为7.47×108-8.12×108N·m/kg。优选的，所述玻璃纤维增强PP材料包括以下重量份数配比的原料：PP树脂50份、过氧化二异丙苯0.14份、抗氧剂0.15份、玻璃纤维50份、马来酸酐单体2份、丙酮5份、聚丙烯粒料50份，该玻璃纤维增强PP材料的比重为0.686、比强度为5.32×106N·m/kg、比刚度为8.12×108N·m/kg。优选的，所述玻璃纤维增强PP材料包括以下重量份数配比的原料：PP树脂60份、过氧化二异丙苯0.28份、抗氧剂0.3份、玻璃纤维60份、马来酸酐单体4份、丙酮8份、聚丙烯粒料60份，该玻璃纤维增强PP材料的比重为0.697、比强度为5.18×106N·m/kg、比刚度为7.70×108N·m/kg。优选的，所述玻璃纤维增强PP材料包括以下重量份数配比的原料：PP树脂100份、过氧化二异丙苯0.62份、抗氧剂0.85份、玻璃纤维100份、马来酸酐单体10份、丙酮20份、聚丙烯粒料80份，该玻璃纤维增强PP材料的比重为0.701、比强度为5.22×106N·m/kg、比刚度为7.64×108N·m/kg。优选的，所述玻璃纤维增强PP材料包括以下重量份数配比的原料：PP树脂70份、过氧化二异丙苯0.4份、抗氧剂0.45份、玻璃纤维80份、马来酸酐单体6份、丙酮10份、聚丙烯粒料70份，该玻璃纤维增强PP材料的比重为0.675、比强度为5.44×106N·m/kg、比刚度为8.02×108N·m/kg。优选的，所述玻璃纤维增强PP材料包括以下重量份数配比的原料：PP树脂80份、过氧化二异丙苯0.5份、抗氧剂0.65份、玻璃纤维90份、马来酸酐单体8份、丙酮15份、聚丙烯粒料60份，该玻璃纤维增强PP材料的比重为0.709、比强度为5.19×106N·m/kg、比刚度为7.47×108N·m/kg。优选的，所述玻璃纤维增强PP材料包括以下重量份数配比的原料：PP树脂90份、过氧化二异丙苯0.42份、抗氧剂0.5份、玻璃纤维70份、马来酸酐单体7份、丙酮18份、聚丙烯粒料70份，该玻璃纤维增强PP材料的比重为0.689、比强度为5.26×106N·m/kg、比刚度为7.78×108N·m/kg。一种地铁车皮用玻璃纤维增强PP材料的制备方法，包括以下步骤：S1.改性PP树脂的制备将50-100质量份的PP树脂、0.04-0.12质量份的过氧化二异丙苯与0.05-0.35质量份的抗氧剂1010加入到高速混合机中，在温度230-260℃、转速600-850r/min下，高速混合共聚30-60min后，加入到双螺杆挤出机中，在温度220-250℃下，熔融后挤出造粒，制备得到改性PP树脂；S2.改性玻璃纤维的制备将50-100质量份的玻璃纤维加入到高温电炉中，在300-340℃，加热处理15-20s后，置于由20质量份的硅烷偶联剂、72质量份的乙醇和8质量份的去离子水组成的浸渍溶液中，浸泡60-90min，取出置于真空干燥箱内，于105-120℃下，真空干燥1-2h，制备得到改性玻璃纤维；S3.增溶剂的制备将2-10质量份的马来酸酐单体与0.1-0.5质量份的过氧化二异丙苯一起加入到5-20质量份的丙酮中进行搅拌溶解，将溶解后的溶液与50-80质量份的聚丙烯粒料和0.1-0.5质量份的抗氧剂1010一起加入到高速混合机中，在温度200-230℃、转速500-700r/min下，高速混合共聚40-80min后，加入到双螺杆挤出机中，在一区温度165-175℃、二区温度175-185℃、三区温度185-195℃、四区温度185-195℃、机头温度175℃下，熔融后挤出造粒，制备得到增溶剂；S4.玻璃纤维增强PP材料的制备将步骤S1制备的改性PP树脂、步骤S2制备的改性玻璃纤维与步骤S3制备的增溶剂一起加入到高速混合机中，在温度280-320℃、转速800r/min下，高速混合共聚90-120min后，加入到双螺杆挤出机中，在一区温度165-185℃、二区温度175-205℃、三区温度185-205℃、四区温度185-200℃、机头温度195℃下，熔融后挤出造粒，制备得到玻璃纤维增强PP材料。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：1、该玻璃纤维增强PP材料，经测试，其比重为0.675-0.709，与纯铝的比重2.7相比，仅为纯铝比重的1/4.00-1/3.81，与镍铬钢的比重7.9相比，仅为镍铬钢比重的1/11.7-1/11.14；其比强度为5.18×106-5.44×106N·m/kg，与镍铬钢的比强度2.25×105N·m/kg相比，为镍铬钢比强度的23.03-24.19倍；其比刚度为7.47×108-8.12×108N·m/kg，与镍铬钢的比刚度2.608×107N·m/kg相比，为镍铬钢比刚度的28.66-31.14倍；这一技术方案，在显著提高地铁车皮的比强度与比刚度的同时，显著降低了地铁车皮的比重，取得了使地铁实现进一步轻量化的技术效果。2、该制备方法，通过先对PP树脂和玻璃纤维分别进行改性，再将改性的PP树脂和玻璃纤维与增溶剂一起高速混合共聚，最后熔融挤出，制备得到玻璃纤维增强PP材料，制备出的玻璃纤维增强PP材料不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地铁车皮用玻璃纤维增强PP材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：PP树脂50‑100份、过氧化二异丙苯0.14‑0.62份、抗氧剂0.15‑0.85份、玻璃纤维50‑100份、马来酸酐单体2‑10份、丙酮5‑20份、聚丙烯粒料50‑80份；所述玻璃纤维增强PP材料的比重为0.675‑0.709、比强度为5.18×106‑5.44×106N·m/kg、比刚度为7.47×108‑8.12×108N·m/kg。

【技术特征摘要】
1.一种地铁车皮用玻璃纤维增强PP材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：PP树脂50-100份、过氧化二异丙苯0.14-0.62份、抗氧剂0.15-0.85份、玻璃纤维50-100份、马来酸酐单体2-10份、丙酮5-20份、聚丙烯粒料50-80份；所述玻璃纤维增强PP材料的比重为0.675-0.709、比强度为5.18×106-5.44×106N·m/kg、比刚度为7.47×108-8.12×108N·m/kg。2.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强PP材料，其特征在于，所述玻璃纤维增强PP材料包括以下重量份数配比的原料：PP树脂50份、过氧化二异丙苯0.14份、抗氧剂0.15份、玻璃纤维50份、马来酸酐单体2份、丙酮5份、聚丙烯粒料50份，该玻璃纤维增强PP材料的比重为0.686、比强度为5.32×106N·m/kg、比刚度为8.12×108N·m/kg。3.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强PP材料，其特征在于，所述玻璃纤维增强PP材料包括以下重量份数配比的原料：PP树脂60份、过氧化二异丙苯0.28份、抗氧剂0.3份、玻璃纤维60份、马来酸酐单体4份、丙酮8份、聚丙烯粒料60份，该玻璃纤维增强PP材料的比重为0.697、比强度为5.18×106N·m/kg、比刚度为7.70×108N·m/kg。4.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强PP材料，其特征在于，所述玻璃纤维增强PP材料包括以下重量份数配比的原料：PP树脂100份、过氧化二异丙苯0.62份、抗氧剂0.85份、玻璃纤维100份、马来酸酐单体10份、丙酮20份、聚丙烯粒料80份，该玻璃纤维增强PP材料的比重为0.701、比强度为5.22×106N·m/kg、比刚度为7.64×108N·m/kg。5.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强PP材料，其特征在于，所述玻璃纤维增强PP材料包括以下重量份数配比的原料：PP树脂70份、过氧化二异丙苯0.4份、抗氧剂0.45份、玻璃纤维80份、马来酸酐单体6份、丙酮10份、聚丙烯粒料70份，该玻璃纤维增强PP材料的比重为0.675、比强度为5.44×106N·m/kg、比刚度为8.02×108N·m/kg。6.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强PP材料，其特征在于，所述玻璃纤维增强PP材料包括以下重量份数配比的原料：PP树脂80份、过氧化二异丙苯0.5份、抗氧剂0.65份、玻璃纤维90份、马来酸酐单体8份、丙酮15份、聚丙烯粒料60份，该玻璃纤维增强PP...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：裘国良，
类型：发明
国别省市：浙江,33