长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒，包括如下重量百分比的组分：热塑性树脂10～60份，长玄武岩纤维10～85份，偶联剂1～5份；长玄武岩纤维的长度方向沿所述复合母粒的长度方向分布，且与复合母粒的长度相同；复合母粒的长度L满足：12mm≤L≤25mm。该复合母粒的纤维含量高、纤维长度长，从而能够达到很好的抗冲击性能、抗腐蚀性能、耐盐雾性能、耐振动性能以及很好的电学性能；且该复合母粒中纤维与树脂的均化稳定性好，在再加工过程中能够很好的均匀分散；本发明专利技术还提供了上述长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒的制备方法及应用。

【技术实现步骤摘要】
长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒、其制备方法及应用
本专利技术属于高分子材料
，具体地说，涉及一种长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒、其制备方法及应用。
技术介绍
LFT，长纤维增强热塑性材料，英文是LongFiberreinforcedThermoplastics，是和普通的纤维增强热塑性材料相比较而言的，通常情况下，纤维增强热塑性材料中的纤维长度小于1mm，而在LFT中，纤维的长度一般大于2mm；在汽车复合材料工业中，LFT有一个非正式但却约定俗成的定义，即指长度超过10mm的增强纤维和热塑性聚合物进行混合并生产而成的制品。与普通的纤维增强热塑性塑料相比较，长纤维在塑料基体中延轴向平行排列和分散，分布均匀，长度一致，具有优良的力学性能、抗冲击性能和耐高温性能，被广泛应用于汽车制造、航空航天、化工环保等行业，成为复合材料研发与应用的热点领域。现有的LFT是由连续长纤维(玻璃纤维、金属纤维、碳纤维、硼纤维或有机纤维)与热塑性的塑料复合而成，具体的制备工艺是将连续长纤维经过专门的模具浸渍专用的树脂体系，得到被树脂充分浸润的长条，然后根据需要切成需要的长度。如申请号为200610033860.0的专利公开了一种连续长纤维增强阻燃热塑性树脂及其制备方法，即公开了：连续长纤维增强热塑性树脂母粒由30～80重量％连续长纤维和20～70重量％热塑性树脂组成，其中连续长纤维单丝沿母粒颗粒长度方向平行排列，且与母粒颗粒长度相同，为3～30mm。该专利还公开了连续长纤维增强热塑性树脂母粒的制备工艺，即：连续长纤维通过连续长纤维入口通道被引入到浸渍模的独立流道中，连续长纤维交替绕过成组的张力辊后沿折线前进；热塑性树脂熔体由狭缝式流道流入到独立流道中，浸渍被张力辊均匀分散开来的连续长纤维；浸渍后的连续长纤维沿出口的中心通过而成长纤维增强热塑性树脂；最后，将长纤维增强热塑性树脂经冷却、牵引、切粒。玄武岩纤维是以天然的火山喷出岩作为原料，在1450～1500℃熔融后，通过铂铑合金漏板拉伸成连续长纤维。因玄武岩纤维是经过均质化后优化组合的矿物原料熔体制备而成，在耐高温性、化学稳定性、耐腐蚀性、绝缘性等技术指标上具有其独特的优势，适用于各种条件下使用；并且玄武岩纤维的价格远低于碳纤维和芳纶纤维，具有良好的性价比，是一种纯天然的无机非金属材料。因此，将玄武岩纤维作为增强材料，研究其在长纤维增强热塑性树脂领域的应用己引起广泛的重视。然而，由于玄武岩纤维表面光滑，采用传统的连续长纤维浸渍后切粒的工艺时，连续长玄武岩纤维与浸渍料(热塑性树脂)的相容性差，制备得到的母粒的均化稳定性能较差，严重影响其后续使用。所以现有技术主要是采用将短切玄武岩纤维加入热塑性树脂中制成纤维长度小于1mm的纤维增强树脂或者将长纤维与热固性树脂制备成玄武岩纤维增强的热固性树脂复合材料。由于纤维的长度对增强树脂的性能影响较大，短纤维增强型与长纤维增强型热塑性复合材料机械性能和韧性相差较大；热固性树脂由于其不能回收利用，会造成材料浪费，污染环境。除此之外，为了保证母粒的均匀性，短切纤维的加入比例通常最高也只能达到20％左右，也不能很好的发挥玄武岩纤维的增强作用。公开号为CN103059406A的专利技术专利公开了一种双向连续玄武岩纤维增强热塑性树脂复合板材及其制备方法，通过在连续玄武岩纤维表面浸润偶联剂以使玄武岩纤维与热塑性树脂充分粘和，并通过将连续玄武岩纤维与热塑性树脂制成的单向预浸带纵横交错铺设后热压制成双向连续玄武岩纤维增强热塑性树脂复合板材。这种方式实现了将长玄武岩纤维均匀加入到热塑性树脂中的目的，但是该方法只能通过压制成预浸带并进一步制备得到板材来使得玄武岩纤维和热塑性树脂混合均匀稳定，而加工成的板材不能根据实际情况加工成各种需要的形状，可塑性差；且该方法制备得到的板材中纤维的含量偏低。综上，现有技术均难以实现添加比例高、纤维长度长、各组分均化稳定的长玄武岩纤维增强热塑性树脂母粒的制备。
技术实现思路
针对现有技术中上述的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒，该复合母粒的纤维含量高、纤维长度长，从而能够达到很好的抗冲击性能、抗腐蚀性能、耐盐雾性能、耐振动性能以及很好的电学性能；且该复合母粒中纤维与树脂的均化稳定性好，在再加工过程中能够很好的均匀分散；本专利技术的第二个目的在于提供一种长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒的制备方法，其工艺过程简单，能够制备得到超高纤维含量、各组分均一稳定的LFT；本专利技术的第三个目的在于提供一种长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒的应用，其可以应用于各种成型工艺，可以广泛应用于各种塑料制品中。为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：一种长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒，包括如下重量百分比的组分：热塑性树脂10～60份，长玄武岩纤维10～85份，偶联剂1～5份；长玄武岩纤维的长度方向沿复合母粒的长度方向分布，且与复合母粒的长度相同；复合母粒的长度L满足：12mm≤L≤25mm。本专利技术通过添加偶联剂使连续玄武岩纤维与热塑性树脂充分粘合，提高了复合母粒各组分之间粘结的均一稳定性；由于复合母粒的长度过长或过短，均会使得长玄武岩纤维与热塑性树脂的杨氏模量不匹配，从而使得长玄武岩纤维在熔融后易滑脱而与热塑性树脂分离，本专利技术通过严格控制复合母粒的长度，进一步保证了复合母粒各组分之间粘结的均一稳定性。通过上述操作，保证了复合材料再加工形成的制品具有很好的力学性能。本专利技术还提供了一种长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒的制备方法，包括如下步骤：(1)按比例称取各组分，除玄武岩纤维外的其他组分的称取量为配方量的1.5～2.5倍，将除玄武岩纤维外的其他组分加入到混料机中高速混合，得到混合料；(2)将混合料加入挤出机中，将玄武岩纤维由牵引机牵引，预热后与挤出机中挤出的混合料在浸渍包覆机中充分浸渍，得到浸渍料；(3)将浸渍料经挤压辊组挤压后得到复合材料；(4)复合材料进行水冷却、整形、驱水和切粒后得到复合母粒。本专利技术的制备方法，不仅可以实现将长玄武岩纤维均匀的加入热塑性树脂中，还能够有效的提高纤维的添加量，最重要的是，本专利技术在浸渍后增加了压辊组挤压工序，经过这一工序，不仅能够去除浸渍粘接在长纤维表面的树脂，使得纤维的含量进一步提高，同时还能够通过挤压作用使得已经粘接在一起的树脂和玄武岩纤维之间粘接更稳定，实现最终的复合母粒的均化稳定性。除此之外，本专利技术还提供了上述长玄武岩纤维的应用，根据制备得到的长玄武岩纤维的纤维含量不同，可以将其用于注塑成型、模压成型、挤出成型或缠绕成型中的至少一种工艺。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术的长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒，纤维长度达12mm≤L≤25mm，纤维含量最高可达85％，形成的母粒中纤维和热塑性树脂再加工时仍然能够保持稳定均化，制备得到的产品具有抗冲击性能好、耐热性好、抗腐蚀性能、耐盐雾好、质轻、韧性强、价格低等优点；2.本专利技术的长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：热塑性树脂10～60份，长玄武岩纤维10～85份，偶联剂1～5份；/n所述长玄武岩纤维的长度方向沿所述复合母粒的长度方向分布，且与所述复合母粒的长度相同；/n所述复合母粒的长度L满足：12mm≤L≤25mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：热塑性树脂10～60份，长玄武岩纤维10～85份，偶联剂1～5份；
所述长玄武岩纤维的长度方向沿所述复合母粒的长度方向分布，且与所述复合母粒的长度相同；
所述复合母粒的长度L满足：12mm≤L≤25mm。


2.根据权利要求1所述的长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒，其特征在于，所述热塑性树脂选自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、尼龙、聚氯乙烯、聚醚醚酮中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒，其特征在于，所述长玄武岩纤维选自800tex无捻粗纱、1200tex无捻粗纱或2400tex无捻粗纱中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒，其特征在于，还包括有0.1～10份的加工助剂，所述加工助剂选自抗氧化剂、抗紫外剂、着色剂中的至少一种。


6.如权利要求1～5任意所述的长玄武岩纤维增强热塑性树脂复合母粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按比例称取各组分，除玄武岩纤维外的...

【专利技术属性】
技术研发人员：石钱华，周琳，
申请(专利权)人：四川拜赛特高新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51