一种低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，该复合材料由以下组分按重量份数制备而成：聚丙烯30～75份、玻璃纤维20～40份、相容剂2～8份、增韧剂2～10份、改性纳米纤维素2～10份、助剂0.5～2份；改性纳米纤维素为经过硅烷偶联剂处理得到的纳米纤维素。本发明专利技术通过增韧剂与改性纳米纤维素的协同作用，能有效改善传统玻纤增强聚丙烯的翘曲变形现象，同时兼具良好的机械性能与优异的外观效果。其中纳米纤维素具有优异的机械性能和稳定的化学性质，利用硅烷偶联剂改性纳米纤维素，在改善其在聚丙烯中分散性的同时，硅烷偶联剂提供的烃链能够与纳米纤维素形成一种交联网络，进一步加强材料整体的性能。进一步加强材料整体的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯是五大通用塑料之一，其具有质轻、吸水率低、加工工艺条件宽泛等优异的综合性能，广泛应用于汽车、家电等生活用品领域；在实际使用过程中为了进一步提高聚丙烯材料的机械强度，从而会采用填充玻璃纤维进行增强改性，玻璃纤维增强改性之后的聚丙烯材料，材料刚性强度得到明显提高，但由于玻纤纤维属于针状结构，具有极高的长径比，在制品中不同的取向度，从而会造成其在注塑过程中沿流动向与垂直向的收缩率具有较大差异，这种显著的各向异性差异会导致材料发生严重的翘曲变形；此外鉴于玻纤与聚丙烯树脂基体之间的相容性较差，造成制品的外观状态较差，这些因素都限制了该材料在一些特殊领域中的应用。
[0003]为了提高玻纤增强聚丙烯材料的多样化应用，国内外研究机构做出了很多方面的研究，目前比较有效的方法是通过使用扁平玻纤减小终端材料的取向，如中国专利CN201710250325使用扁平玻纤，降低翘曲变形；但扁平玻纤的成本很高，从而限制了其推广使用。中国专利技术专利CN102070843A公布了利用长玻纤增强聚丙烯母粒和高抗冲、低浮纤母粒批混生产高抗冲、低浮纤长玻纤增强材料，可以提高长玻纤增强材料的表观状态，但对短切玻纤和连续玻纤增强聚丙烯复合材料的的表面浮纤问题没有涉及。
[0004]因此，开发一种廉价的低翘曲良外观玻纤增强材料很有必要。

技术实现思路
<br/>[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]一种低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份数制备而成：
[0008][0009]所述改性纳米纤维素为经过硅烷偶联剂处理得到的纳米纤维素。
[0010]优选的，所述聚丙烯的熔融指数在230℃，2.16kg条件下为5～100g/10min。
[0011]优选的，所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理后的无碱玻纤；所述玻璃纤维与硅烷偶联剂的质量比为(23
‑
30)：1。进一步优选的，所述硅烷偶联剂为KH
‑
550、 KH
‑
560、KH
‑
570、A
‑
151、A
‑
171中的至少一种。
[0012]优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯
‑
辛烯共聚物、乙烯
‑
丙烯酸甲酯马来酸酐共聚物中的至少一种。所述增韧剂为POE、PE、 SEBS中的至少一种。所述助剂包括抗氧剂、润滑剂、耐UV剂、颜料中的至少一种。
[0013]优选的，所述改性纳米纤维素的制备方法为：将纳米纤维素、硅烷偶联剂分散在乙醇水溶液中，搅拌1
‑
2h后，抽滤得到固体物质，干燥后即得改性纳米纤维素。
[0014]本专利技术的另一个目的是提供上述所述的低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：按配比称取各个组分后，将聚丙烯、相容剂、增韧剂、改性纳米纤维素、助剂从主喂料口加入双螺杆挤出机中，将玻璃纤维从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出、造粒，即得低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料。
[0015]与现有技术相比，本专利技术有益效果体现在：
[0016]纳米纤维素具有优异的机械性能、高结晶度、低密度以及稳定的化学性质，但未改性的纳米纤维素表面富含羟基，极性较大，导致其与聚丙烯基体之间相容性较差，难以均匀分散在聚丙烯中；本专利技术利用硅烷偶联剂改性纳米纤维素，一方面，硅烷偶联剂能够取代纳米纤维素表面的羟基降低其极性，使其能够在聚丙烯基体中均匀分散；另一方面，硅烷偶联剂提供的烃链能够与纳米纤维素形成一种交联网络，进一步加强材料整体的性能。
[0017]本专利技术通过增韧剂与改性纳米纤维素的协同作用，能有效改善传统玻纤增强聚丙烯的翘曲变形现象，同时兼具良好的机械性能与优异的外观效果。
具体实施方式
[0018]下面对本专利技术做进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚的说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的技术范围。
[0019]下面实施例与对比例中，所采用的的原料如下：
[0020]聚丙烯，牌号为M60RHC，厂家为中国石油化工股份有限公司的镇海炼化分公司；
[0021]玻璃纤维，牌号为248A，厂家为欧文斯科宁(中国)有限公司上海分公司；
[0022]马来酸酐接枝聚丙烯，牌号为CA100，厂家为法国阿科玛公司；
[0023]马来酸酐接枝乙烯
‑
辛烯共聚物，牌号为493D，厂家为美国杜邦公司；
[0024]乙烯
‑
丙烯酸甲酯马来酸酐共聚物，牌号为AX
‑
4700，厂家为法国阿科玛公司；
[0025]POE，牌号为POE 8730L，厂家为韩国SK集团；
[0026]SEBS，牌号为SEBS 6154，厂家为中国台湾台橡股份有限公司；
[0027]润滑剂选用聚乙烯蜡。
[0028]其他材料为市售常用产品；
[0029]上述试剂只是为了说明本专利技术实验时所采用的试剂来源和成分，以便充分公开，并不表示采用其他同类试剂或其他供应商提供的试剂就不能实现本专利技术。
[0030]一种低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：按表1中的原料配比称取各个组分后，将聚丙烯、相容剂、增韧剂、改性纳米纤维素、助剂从主喂料口
加入双螺杆挤出机中，将玻璃纤维从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的加工参数为：螺杆直径20mm，螺杆的长径比为40：1，各段加工温度为：第一段1850℃，第二段190℃，第三段195℃，第四段200℃，第五段210℃，熔体温度205℃，机头温度215℃；经过熔融、挤出、造粒，即得低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料。
[0031]其中，玻璃纤维在加入侧喂料口前将其与KH
‑
550按质量比25:1进行混合处理。改性纳米纤维素的制备方法为：将按质量比10:1的配比将纳米纤维素和KH
‑
550分散在体积分数为95％的乙醇水溶液中，搅拌1.5h后，抽滤得到固体物质，干燥后即得改性纳米纤维素。
[0032]表1实施例1
‑
5及对比例1
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3的配方组分
[0033][0034]性能检测：
[0035]按表2中的测试标准对各实施例和对比例制得的产品进行性能检测：
[0036]表2为各项测试条件及标准
[0037]测试项目标准条件样品规格拉伸强度ISO 52723℃，50mm/min哑铃型样条115*10*4mm弯曲强度ISO 17823℃，50本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份数制备而成：所述改性纳米纤维素为经过硅烷偶联剂处理得到的纳米纤维素。2.根据权利要求1所述的低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯的熔融指数在230℃，2.16kg条件下为5～100g/10min。3.根据权利要求1所述的低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理后的无碱玻纤；所述玻璃纤维与硅烷偶联剂的质量比为(23
‑
30)：1。4.根据权利要求3所述的低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH
‑
550、KH
‑
560、KH
‑
570、A
‑
151、A
‑
171中的至少一种。5.根据权利要求1所述的低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯
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【专利技术属性】
技术研发人员：李飞，周海，闫溥，刘云轩，李荣群，
申请(专利权)人：合肥圆融新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：