一种玻纤增强环状烯烃共聚物材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种玻纤增强环状烯烃共聚物材料及其制备方法和应用，属于高聚物材料技术领域。玻纤增强环状烯烃共聚物材料以重量份数计，包括如下组分：COC树脂50～94份、玻璃纤维5～30份、相容剂1～20份，其中，所述玻璃纤维折射率为1.52

【技术实现步骤摘要】
一种玻纤增强环状烯烃共聚物材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高聚物材料
，更具体地，涉及一种玻纤增强环状烯烃共聚物材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]透明材料由于其良好的视觉效果，在产品设计上有独特的应用。环状烯烃共聚物(COC)是环烯烃单体和链烯烃单体的共聚物，常见的COC是双环庚烯
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乙烯共聚物。COC材料具有高透明性，高光泽，高水蒸气阻隔性；高耐热性，通过调整环烯烃和链烯烃的比例，可获得65℃到180℃的玻璃化转变温度；同时还具有优异的挤出成型性和易切割性。但是，由于其毕竟是有机材料，线性膨胀系数高，在温度变化较大时材料尺寸还会有一定程度的变化，无法满足高精度场合的需求。例如空调出风口导风板，处于冷热风交替的应用环境，本身尺寸又比较长，因此在温度变化的时候制件长度因为热胀冷缩而有明显变化，导致挤压支架而出现转动困难、噪音大等问题。
[0003]玻璃纤维增强热塑性材料，由于玻璃纤维的加入，可以赋予材料高强度、高模量、良好的尺寸稳定性和耐蠕变性能。但是，由于玻璃纤维是无机材料，与有机材料的相容性存在问题，如果直接加入可能因折射率差异，或表面浮纤严重，进而影响材料的透明度。
[0004]现有技术公开了玻璃纤维增强苯乙烯
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丙烯腈
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N
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苯基马来酰亚胺
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环烯烃共聚物组合物，其主要通过采用重均分子量20000～30000的耐热环烯烃共聚树脂和亚磷酸酯类抗氧剂复配玻璃纤维来改善整体环烯烃共聚物的机械性能和热变形温度，并未解决COC由于玻纤加入带来的透光率下降的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有COC环状聚烯烃共聚物无法兼具良好的尺寸稳定性和透明性的缺陷和不足，提供一种玻纤增强环状烯烃共聚物材料。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种玻纤增强环状烯烃共聚物材料的制备方法。
[0007]本专利技术的再一目的在于提供一种玻纤增强环状烯烃共聚物材料在制备热塑性塑料制件中的应用。
[0008]本专利技术的又一目的在于保护一种热塑性塑料制件。
[0009]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0010]一种玻纤增强环状烯烃共聚物材料，以重量份数计，包括如下组分：
[0011]COC树脂50～94份、玻璃纤维5～30份、相容剂1～20份，
[0012]其中，所述玻璃纤维折射率为1.52
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1.55，
[0013]所述相容剂为苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯共聚物，其中甲基丙烯酸甲酯质量含量50～75％。
[0014]其中，需要说明的是：
[0015]本专利技术的玻纤增强环状烯烃共聚物材料中，玻璃纤维的折射率为1.52～1.55，与
COC树脂的折射率较为匹配，可以进一步降低对COC树脂透明性的影响。
[0016]其中，玻璃纤维的折射率采用阿贝折射仪进行测试。
[0017]本专利技术的玻纤增强环状烯烃共聚物材料中，相容剂为苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯共聚物，通过控制甲基丙烯酸甲酯的质量含量可以进一步控制苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯共聚物的折射率，更有利于降低对COC树脂透明性的影响。
[0018]本专利技术的相容剂一方面可以增强玻璃纤维与COC树脂的相容性，提升尺寸稳定性；另一方面，所采用的苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯共聚物中甲基丙烯酸甲酯质量含量50～75％，对应的折射率在1.52～1.55，与COC和玻璃纤维的折射率相当。当聚合物的几个组分具有近似的折射率时，光在组分界面处的散射会大幅减少，因此透明度得到明显提高。
[0019]此外，相容剂可以让玻璃纤维在基材中分散更加均匀，制品的表面平整度更高，因此光不容易在制品表面产生漫反射，从而提高透光率。
[0020]在具体实施方式中，本专利技术的玻璃纤维表面经过偶联剂处理，处理方式可以为浸润，可以显著提高玻璃纤维与COC树脂的相容性，进而可以降低玻璃纤维加入对材料的透明性的影响，提高玻纤增强环状烯烃共聚物材料的透明性和尺寸稳定性。
[0021]优选地，以重量份数计，包括如下组分：
[0022]COC树脂65～80份、玻璃纤维10～20份、相容剂10～15份。
[0023]优选地，所述相容剂苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯共聚物中甲基丙烯酸甲酯质量含量60～70％。
[0024]相容剂苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯共聚物中甲基丙烯酸甲酯质量含量影响相容剂的折射率，进一步优化的相容剂苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯共聚物中甲基丙烯酸甲酯质量含量可以达到与COC树脂和玻璃纤维更加匹配的折射率，进而减弱表面散射，提高玻纤增强环状烯烃共聚物材料的透明率。
[0025]优选地，所述玻纤增强环状烯烃共聚物材料中玻璃纤维的平均保留长度为300～800nm。
[0026]玻纤增强环状烯烃共聚物材料中玻璃纤维的平均保留长度与玻纤增强环状烯烃共聚物材料的力学性能密切相关，对材料的拉伸强度有一定的影响，本专利技术选择的玻璃纤维原料的平均直径7～15μm，最终制备得到的玻纤增强环状烯烃共聚物材料中玻璃纤维的平均保留长度在300～800nm，可以保证玻纤增强环状烯烃共聚物材料具有良好的力学性能和较高的尺寸稳定性。
[0027]进一步优选地，所述玻纤增强环状烯烃共聚物材料中玻璃纤维的平均保留长度为400～500nm。
[0028]将玻璃纤维保留长度的控制在400～500nm可以进一步优化玻纤增强环状烯烃共聚物材料的透光率和尺寸稳定性。
[0029]优选地，以重量份数计，所述玻纤增强环状烯烃共聚物材料中还包含抗氧剂0.1～0.3份、润滑剂0.1～0.5份。
[0030]在本专利技术的玻纤增强环状烯烃共聚物材料中抗氧剂可以为受阻酚类抗氧剂。
[0031]本专利技术的润滑剂可以为乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、PE蜡、PP蜡中的一种或几种。
[0032]其中，润滑剂和抗氧剂作为加工助剂的具体作用说明如下：
[0033]本专利技术的玻纤增强环状烯烃共聚物材料中抗氧剂的作用为：避免COC在加工过程中氧化导致性能衰减。
[0034]润滑剂的作用为：润滑剂是改善加工性能，提升注塑外观。
[0035]本专利技术还具体保护一种玻纤增强环状烯烃共聚物材料的制备方法，包括如下步骤：
[0036]将除玻璃纤维外的其他组分混合均匀，通过主喂料口加入双螺杆挤出机，将玻璃纤维从侧喂系统，从加工进程的40～60％处加入双螺杆挤出机，熔融共混挤出，冷却切粒干燥得到所述玻纤增强环状烯烃共聚物材料。
[0037]其中，需要说明的是：
[0038]双螺杆挤出机一般为十节螺筒，本专利技术为了确保最终制备得到的玻纤增强环状烯烃共聚物材料达到要求的纤维平均保留长度，玻璃纤维的平均保留本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻纤增强环状烯烃共聚物材料，其特征在于，以重量份数计，包括如下组分：COC树脂50～94份、玻璃纤维5～30份、相容剂1～20份，其中，所述玻璃纤维折射率为1.52
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1.55，所述相容剂为苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯共聚物，其中甲基丙烯酸甲酯质量含量50～75％。2.如权利要求1所述玻纤增强环状烯烃共聚物材料，其特征在于，以重量份数计，包括如下组分：COC树脂65～80份、玻璃纤维10～20份、相容剂10～15份。3.如权利要求1所述玻纤增强环状烯烃共聚物材料，其特征在于，所述相容剂苯乙烯
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甲基丙烯酸甲酯共聚物中甲基丙烯酸甲酯质量含量60～70％。4.如权利要求1所述玻纤增强环状烯烃共聚物材料，其特征在于，所述玻纤增强环状烯烃共聚物材料中玻璃纤维的平均保留长度为300～800nm。5.如权利要求4所述玻纤增强环状烯烃共聚物材料，其特征在于，所述玻纤增强环状烯烃共聚物材料中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈日平，陈平绪，叶南飚，李玉虎，付锦锋，何超雄，官焕祥，杨霄云，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：