一种连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及塑料复合材料领域，公开了一种连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法。步骤包括：（１）将颗粒状均聚聚丙烯、相容剂、选择性助剂预混均匀后送入螺杆挤出机，机头温度为２２０～２４０℃，熔融段的加工温度为２１０℃～２３０℃；（２）步骤（１）混匀的原料在送入螺杆挤出机后，融化到８５％～１００％时加入连续玻璃纤维，连续玻璃纤维预先经过加水处理；（３）挤出造粒。所得到的产品性能与不用水作助剂的产品性能基本一致，本方法改善了加工过程，保证了拉条的顺利性和生产的持续性，同时延长了螺筒的使用时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及塑料复合材料领域，具体为连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制 备方法。
技术介绍
玻璃纤维增强聚丙烯(PP)是一种通用型热塑性增强复合材料，经过玻纤增强后 的聚丙烯具有弹性模量高、强度高、热变形温度高、尺寸稳定性好、价格低廉等优点，应用范 围很广，可以用于生产风扇叶、把手等。用连续玻璃纤维增强PP的生产过程中，玻纤在双螺杆的机筒中部喂入，通过螺杆 的剪切和物料和玻纤之间的摩擦将玻纤剪切到一定的长度范围，并分散到一定的均勻程 度，才能达到力学性能的要求和生产的顺利。聚丙烯(PP)和玻纤的界面相容性不好，这不 仅仅影响到玻纤增强PP的物理化学性能，还会影响到聚丙烯的加工过程的实现。目前很多专家和企业以及研究部门都对玻纤增强PP复合材料的的制备进行了关 的研究，例如用胺硅烷偶联剂对玻纤的表面进行处理，在PP基质中加入酸酐类接枝PP等， 并从理论和实践上进行改进，并取得了一定的效果，但仍然无法从根本上解决玻纤的剪切 和分散的问题；例如有些工艺专家，在螺杆组合上进行改善，不断的调试，改善玻纤的剪切 长度和分散，取得了一定的程度效果，但是仍然有一些双螺杆挤出机无法满足一些机器上 的顺利生产，比如说无法牵条等；有些设备专家从研究了计量称，并配合玻纤生产厂家生产 的短纤，取得了一定的效果，但是仍然面临成本高，侧喂玻纤容易起玻纤毛等问题。由于连续玻璃纤维与PP的混合剪切效果不好，会影响到机器的持续使用状况。加 工的螺杆挤出机，在使用较长时间后，持续生产过程中会产生断条，无法继续生产，需要更 换螺筒。为解决上述问题，本专利技术对现有技术做出改进，并取得了良好的效果。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术的问题，提供一种连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料 (PP)。本专利技术另一个目的在于提供上述复合材料的制备方法，以克服现在的生产过程中 的问题。一种连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步 骤(1)将颗粒状均聚聚丙烯、相容剂、选择性助剂预混均勻后送入螺杆挤出机，机头 温度为220 240°C，熔融段的加工温度为210°C 230°C ；(2)步骤⑴混勻的原料在送入螺杆挤出机后，融化到85% 100%时加入连续玻 璃纤维，连续玻璃纤维预先经过加水处理；加入连续玻璃纤维后的加工温度为200°C 230°C ； 所述的物料以下重量含量的组分 颗粒状均聚聚丙烯50 80% 相容剂4 20% 连续玻璃纤维5 40% 选择性助剂0 2% 上述原料总量以100份量份计，加水处理后连续玻璃纤维所含的水量份为0. 5 2份；(3)挤出造粒。螺杆挤出机的螺杆转速为250 400rpm，脱挥时的真空度为-0. 08 -0. IMpa。连续玻璃纤进入后，第一组剪切片和第二组剪切片用啮合盘，之后用齿形盘分散。所述的颗粒状均聚聚丙烯在230°C、2. 16kg负荷下的熔体流动速率(熔融指数) 为 2 50g/10min。所述的相容剂是指在和PP共混后在300°C以下，持续lmin基本不和水反应的，例如马来酸酐接枝聚丙烯。所述选择性助剂指在和PP共混后在300°C以下，持续lmin基本不和水反应的；可 选用选择性助剂为抗氧剂、颜料、热稳定剂、光稳定剂、阻燃剂、润滑剂、填充剂和增韧剂中 的至少一种，例如高分子量受阻酚类抗氧剂、白矿油、炭黑等。水作为加工过程中的一种助剂，与其它小分子物质在真空口处排出；脱挥时的真 空口的真空度为-0. 08 -0. IMpa，从而保证水分和小分子物质的排放。步骤(2)中加水处理的方法为(A)将连续玻璃纤维通过水蒸气的雾箱；或，(B)将连续玻璃纤维浸入水中，然后用刮板刮去水分。通过上述方法所制备的连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，性能与不通过水做助 剂的性能基本上一致，用途也一致；但是本专利技术的制备方法，改善了加工过程，方法简便，保 证了拉条的顺利性和生产的持续性，同时延长了螺筒的使用时间。具体实施例方式实施案例中，如无说明，均为总配方的重量含量。所用双螺杆挤出机为南京瑞亚TSE-75D/600-250-36同向双螺杆挤出机。实施例1(1)将6. lkg颗粒状均聚PP、3. 0kg巨石连续玻璃纤维和0. 8kg马来酸酐接枝PP 和0. lkg选择性助剂(0. 05kg抗氧剂1010和0. 05kg乙撑双硬脂酰胺)在800rpm的高速 混合机中混20 25秒，从挤出机的第一节螺筒喂入；(2)取巨石连续玻璃纤维的一根轻轻掠过水面，经过一刮板，将水滴刮去，经过剪 断测量水分，为上述总物料重量的即0. lkg;在步骤(1)物料的融化程度达到85% 100%时将连续玻璃纤维从挤出机螺筒的中间(第16 20D)喂入；玻纤进入后第一组剪切 片和第二组剪切片用啮合盘，之后用齿形盘分散；(3)挤出造粒，脱挥的真空度为-0. 09Mpa。双螺杆挤出机长径比为40 1，每节螺筒一个温区、机头单独一个温区，各温区温度设定为200/230/230/230/230/220/200/200/200/230 (°C )，机头温度为 230°C。螺杆在连续玻璃纤维分散加入齿轮盘。步骤(2)中，也可以将连续玻璃纤维通过一个水蒸气的雾箱，使之含水量达到总物料的(即0. lkg)，结果相同。对比例1颗粒状均聚PP 6. Ikg,巨石连续玻璃纤维3. Okg,马来酸酐接枝PP 0. 8kg ；0. Ikg 选择性助剂(0. 05kg抗氧剂1010和0. 05kg乙撑双硬脂酰胺)，玻纤未经水处理，其余同实 施例1结果对比见下表技术指标均拉伸强断裂缺Π冲弯曲弹性模烧~挤出机挤出机机 为ISO标准度/Mpa伸长/击强度强度量/Mpa度/ 机筒为筒使用3率％ /KJ/M2 /Mpamm 新机筒 个月后玻纤未和水95.52 5.77 13.06 134.30 5197.00 7.34 持续生持续生产一起处理过产正常，断条，生的对比例1不断条产无法正常生产玻纤和水一95.99 6.00 13.26 130.58 5390.80 6.98 持续生持续生产起处理过的产正常，正常，不实施例1不断条断条由此可以看出本专利技术的优点，及其实施过程。权利要求一种连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将颗粒状均聚聚丙烯、相容剂、选择性助剂预混均匀后送入螺杆挤出机，机头温度为220～240℃，熔融段的加工温度为210℃～230℃；(2)步骤(1)混匀的原料在送入螺杆挤出机后，融化到85％～100％时加入连续玻璃纤维，连续玻璃纤维预先经过加水处理，使之含水量为上述所有物料总重量的0.5％～2％；加入连续玻璃纤维后的加工温度为200℃～230℃；物料的组成包括以下重量含量的原料颗粒状均聚聚丙烯50～80％相容剂4％～20％连续玻璃纤维5％～40％选择性助剂 0～2％；上述原料总量以100份重量份计，加水处理后连续玻璃纤维所含的水重量份为0.5～2份；(3)挤出造粒。2.权利要求1所述连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述 的颗粒状均聚聚丙烯在230°C、2. 16kg负荷下的熔体流动速率为2 50g/10min。3.权利要求1所述连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述 的接枝剂为马本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（１）将颗粒状均聚聚丙烯、相容剂、选择性助剂预混均匀后送入螺杆挤出机，机头温度为２２０～２４０℃，熔融段的加工温度为２１０℃～２３０℃；（２）步骤（１）混匀的原料在送入螺杆挤出机后，融化到８５％～１００％时加入连续玻璃纤维，连续玻璃纤维预先经过加水处理，使之含水量为上述所有物料总重量的０．５％～２％；加入连续玻璃纤维后的加工温度为２００℃～２３０℃；物料的组成包括以下重量含量的原料：颗粒状均聚聚丙烯５０～８０％相容剂：４％～２０％连续玻璃纤维５％～４０％选择性助剂０～２％；上述原料总量以１００份重量份计，加水处理后连续玻璃纤维所含的水重量份为０．５～２份；（３）挤出造粒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜赏，罗李波，肖军华，王培武，杨泽，李文龙，
申请(专利权)人：上海金发科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]