CN101735513A - 耐候增强聚丙烯复合材料及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种耐候增强聚丙烯复合材料及制造方法，所述复合材料包括以下组分，按质量份数计，聚丙烯50-60份，接枝聚丙烯10-20份，玻璃纤维20-30份，增韧剂3-8份，光稳定剂0.08-0.12份，紫外吸收剂0.5-1.5份，抗氧剂0.1-0.5份。本发明通过选择利用PP树脂和接枝改性PP，在挤出造粒时添加玻璃纤维、抗氧剂、加工助剂、光稳定剂和抗氧剂，开发出高强度耐候PP复合材料，并采用对玻璃纤维进行特殊的处理方法，使得强度得以提高，以及耐热耐候性良好的优点，其综合性能大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及塑料材料，具体地说，涉及一种耐候增强聚丙烯复合材料及制造方法。
背景技术
近年来，热塑性树脂基复合材料得到了快速的发展。玻璃纤维增强PP作为一种通用热塑性增强复合材料，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，应用十分广泛。但因热塑性树脂一般不含有可与偶联剂反应的活性基团，偶联剂较难以化学键与基体树脂结合，PP是半结晶非极性聚合物，其分子链不具备高反应活性的极性基团，与玻纤复合后界面强度低，影响了材料综合性能的发挥。一般地，要增加玻璃纤维与PP界面结合，可从增加基体树脂的活性基团与改善玻璃纤维表面两方面着手。许多学者认为研制高性能的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的关键是提高非极性的PP和极性的玻璃纤维的界面粘结强度。可以利用偶联剂在玻璃纤维与PP之间引入化学键，提高复合材料的界面粘结力。使得复合材料的力学性能显著提高。
PP具有质轻、价廉、综合性能、容易加工、成型性好等良好的优点，但由于PP分子结构上存在叔碳原子，导致聚丙烯受光、热、氧等因素的作用而容易发生老化。
现有的技术方案只是满足了PP单方面的要求，综合性能指标不高，尤其是耐候性和增强性能指标不能满足特殊产品的要求，如一些家用电器的外壳或户外使用的零部件的耐候性和强度技术要求，上述长期户外的产品出现了可靠性差，使用寿命低等现象。
发明内容
本发明提供了一种耐候增强聚丙烯复合材料及制造方法，它可以解决现有技术存在的耐候性和强度指标尚不能满足要求等问题。
为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是，一种耐候增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述复合材料包括以下组分，按质量份数计，聚丙烯50-60份，接枝聚丙烯10-20份，玻璃纤维20-30份，增韧剂3-8份，光稳定剂0.08-0.12份，紫外吸收剂0.5-1.5份，抗氧剂0.1-0.5份。
所述光稳定剂为受阻胺类，或受阻酚类。
所述增韧剂为POE、MBS，或SBS中的至少一种。
所述紫外吸收剂为紫外线吸收剂BAD，或紫外线吸收剂327中的至少一种。
所述玻璃纤维为无碱短玻纤。
所述抗氧剂为1010，或抗氧剂DSTP中的至少一种。
一种耐候增强聚丙烯复合材料的制造方法，其特征在于，所述方法按照下述步骤进行：
①、所述玻璃纤维处理方法：以无水乙醇为溶剂，配制钛酸酯偶联剂溶液，所述无水乙醇与所述钛酸酯偶联剂的体积比为1∶1，随后，将玻璃纤维放置在配制好的钛酸酯偶联剂溶液中处理，玻璃纤维与钛酸酯偶联剂的质量之比为98∶2，随后取出，将其装于容器中放置干燥烘箱内于110℃-130℃下干燥50-70分钟，直至玻璃纤维干燥为止，冷却至常温备用；
②、将聚丙烯和接枝聚丙烯按照规定的比例进行配料，依次称取定量的增韧剂，光稳定剂，紫外吸收剂和抗氧剂，将以上组分加入到高速混炼机中，混合均匀，将所述玻璃纤维从入纤口牵入，然后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出料条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机吹风干燥后进入切粒机造粒。
挤出机各温区温度的挤出温度：210℃/210℃/205℃/200℃/190℃/190℃。
本发明除在耐候性能优良外，材料的强度也有更大的提高。
聚丙烯(PP)分子结构决定了它受光、热、氧等因素的作用而容易发生老化。为了适应某些电器、汽车部件等长期户外使用的要求，需开发出高性能、高耐候性的PP制品。因此，本发明对聚丙烯采取稳定化和增强措施，得到高性能的耐候PP，拓宽其使用范围。
本发明通过选择利用PP树脂和接枝改性PP(PP-g-MAH)，在挤出造粒时添加玻璃纤维、抗氧剂、加工助剂、光稳定剂和抗氧剂，开发出高强度耐候PP复合材料，并采用对玻璃纤维进行特殊的处理方法，使得强度得以提高，其综合性能大大提高。本发明具有高强度、高硬度以及耐热耐候性良好的优点。
附图说明
图1是本发明的耐候增强聚丙烯复合材料的制造方法流程图。
具体实施方式
单位：g。
实例1
聚丙烯50份、接枝聚丙烯20份、玻璃纤维25份，增韧剂POE 5份、受阻胺光稳定剂944 0.1份、紫外吸收剂327 0.1份，抗氧剂1010 0.3份。
实施例2
聚丙烯52.5份、接枝聚丙烯17.5份、玻璃纤维25份，增韧剂POE 5份、受阻胺光稳定剂0.1份、紫外吸收剂327 0.1份、抗氧剂1010 0.3份。
实施3
聚丙烯55份、接枝聚丙烯15份、玻璃纤维25份，增韧剂SBS 5份、受阻胺光稳定剂944 0.1份、紫外吸收剂BAD 0.1份、抗氧剂1010 0.3份。
实施4
聚丙烯57.5份、接枝聚丙烯12.5份、玻璃纤维25份，增韧剂MBS 5份、受阻胺光稳定剂944 0.1份、紫外吸收剂BAD 0.1份、抗氧剂DSTP 0.3份。
实施5
聚丙烯60份、接枝聚丙烯10份、玻璃纤维25份，增韧剂MBS 5份、受阻胺光稳定剂944 0.1份、紫外吸收剂327 0.1份、抗氧剂DSTP 0.3份。
在上述实施例中，所述玻璃纤维为无碱短玻纤。
参见图1，上述实施例耐候增强聚丙烯复合材料的制造方法，所述方法按照下述步骤进行：
①、所述玻璃纤维处理方法：以无水乙醇为溶剂，配制钛酸酯偶联剂溶液，所述无水乙醇与所述钛酸酯偶联剂的体积比为1∶1，随后，将玻璃纤维放置在配制好的钛酸酯偶联剂溶液中处理，玻璃纤维与钛酸酯偶联剂的质量之比为98∶2，随后取出，将其装于容器中放置干燥烘箱内于110℃-130℃下干燥大约60分钟，直至玻璃纤维干燥为止，冷却至常温备用；
②、将聚丙烯和接枝聚丙烯按照规定的比例进行配料，依次称取定量的增韧剂，光稳定剂，紫外吸收剂和抗氧剂，将以上组分加入到高速混炼机中，混合均匀，将所述玻璃纤维从入纤口牵入，然后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出料条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机吹风干燥后进入切粒机造粒。
挤出机各温区温度的挤出温度：210℃/210℃/205℃/200℃/190℃/190℃。
实施例1至实施例5的性能指标。
耐候性能：截面尺寸31.5×15.2mm的试样在氙灯加速老化1000小时后色牢度≥4.0级，外观无粉化，龟裂等现象发生，其拉伸强度保持率1000Hr，≥80％，断裂伸长率保持率1000Hr，≥70％。
从上述性能指标中可以看出，本发明强度方面的性能指标达到了较高的水平。
相关测试方法和标准：
1、GB/T1040-1992：拉伸强度测试国家标准，《塑料拉伸性能试验方法》。
2、GB/T9341-2000：弯曲强度测试国家标准，《塑料弯曲性能试验方法》。
3、GB/T1043-1993：冲击性能测试国家标准，《硬质塑料简支梁冲击试验方法》。
4、采用ASTM D648试验标准对材料的耐热性(热变形温度，HDT)进行测试。
本发明针对现有技术的不足进行了改进，使其具有良好的室外使用功能和较长的使用寿命。本发明研制开发的的耐候增强PP工程塑料是工程塑料的行业的新材料，产品主要用于汽车。家电、汽车制造领域，性能达到较高水平，能够满足长期户外产品的耐候增强的性能要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种耐候增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述复合材料包括以下组分，按质量份数计，聚丙烯50-60份，接枝聚丙烯10-20份，玻璃纤维20-30份，增韧剂3-8份，光稳定剂0.08-0.12份，紫外吸收剂0.5-1.5份，抗氧剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述光稳定剂为受阻胺类，或受阻酚类。
3.根据权利要求2所述的复合材料，其特征在于：所述增韧剂为POE、MBS，或SBS中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于：所述紫外吸收剂为紫外线吸收剂BAD，或紫外线吸收剂327中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述玻璃纤维为无碱短玻纤。
6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为1010，或抗氧剂DSTP中的至少一种。
7.一种耐候增强聚丙烯复合材料的制造方法，其特征在于，所述方法按照下述步骤进行：
①、所述玻璃纤维处理方法：以无水乙醇为溶剂，配制钛酸酯偶联剂溶液，所述无水乙醇与所述钛酸酯偶联剂的体积比为1∶1，随后，将玻璃纤维放置在配制好的钛酸酯偶联剂溶液中处理，玻璃纤维与钛酸酯偶联剂的质量之比为98∶2，随后取出，将其装于容器中放置干燥烘箱内于110℃-130℃下干燥50-70分钟，直至玻璃纤维干燥为止，冷却至常温备用；
②、将聚丙烯和接枝聚丙烯按照规定的比例进行配料，依次称取定量的增韧剂，光稳定剂，紫外吸收剂和抗氧剂，将以上组分加入到高速混炼机中，混合均匀，将所述玻璃纤维从入纤口牵入，然后加入到双螺杆挤出机中挤出，挤出料条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机吹风干燥后进入切粒机造粒。
8.根据权利要求7所述方法，其特征在于：挤出机各温区温度的挤出温度：210℃/210℃/205℃/200℃/190℃/190℃。
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