CN101759910A - 一种挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法，按重量百分比包括以下组分：聚丙烯15～85％，聚乙烯1～20％，接枝聚乙烯1～15％，玻璃纤维5～50％和其他助剂0.1～10％。该方法具体步骤如下：称取除玻璃纤维外的各种材料，在高速混料机混合3-5分钟，将混匀的物料加入双螺杆挤出机，其中玻璃纤维从第一个排气口加入，自喂料口至挤出模头温度分别是140～160℃，160～180℃，170～190℃，190～210℃，200～220℃。主机转速是20～70赫兹。该复合材料挤出吹塑的制成品表面光滑、高强、耐热和耐化学试剂性能。

Description

一种挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料领域。
背景技术
聚丙烯材料具有较高的刚性和低相对密度、高拉伸强度、良好的耐应力开裂性及耐化学药品性，因此在汽车、家电、医疗等领域得到了广泛的应用。而且，聚丙烯材料在被填充或增强后，其各项物理机械性能，如强度、刚性、材料尺寸稳定性及耐热性能得以进一步提高，在许多应用领域足以同成本更高的工程塑料竞争。然而，大部分增强聚丙烯材料的只能用于注塑成型，原因在于聚丙烯树脂用玻璃纤维增强之后的复合材料是一个多相材料，这就导致在挤出吹塑过程中树脂熔体撕裂、制成品表面粗糙。
对于玻璃纤维增强聚丙烯用于挤出吹塑成型的研究与探讨不是很多，很大一部分的研究是没有用玻璃纤维增强的聚丙烯，只有极少数专利涉及到这个领域，如申请号是991135067的中国专利中，提到用接枝PP为相容剂，硅烷偶联剂为交联剂，得到的玻璃纤维增强聚丙烯有良好的挤出加工性能，同时，材料的性能还保持得不错。但是，还没有专利提到，怎么解决玻璃纤维增强聚丙烯挤出表面粗糙的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，更具体是涉及通过添加聚乙烯和接枝聚乙烯，从而制备出一种挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。
同时，本发明还提供了这种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
这种挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，按以下重量百分比的原料配制而成：
聚丙烯      15～85
聚乙烯      1～20
接枝聚乙烯  1～15
玻璃纤维    5～50
其他助剂    0.1～10
所述的聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的一种，密度为0.89～0.92g/cm3，在230℃，2.16公斤负荷下的熔体流动速率为0.5～30g/10min。
所述的聚乙烯为高密度聚乙烯，密度为0.90～0.98g/cm3，在190℃，2.16公斤负荷下的熔体流动速率为0.5～10g/10min。
所述的接枝聚乙烯为马来酸酐通过熔融的办法在线性低密度聚乙烯上接枝，接枝率为0.1～2％。
所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维和高强玻璃纤维中的一种，其纤维直径为5～24μm。
所述的其他助剂为抗氧剂、润滑剂、颜色助剂、耐光照助剂和阻燃剂。
制备这种挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的方法，其具体步骤如下：
按重量百分比称起聚丙烯、聚乙烯、接枝聚乙烯和其他助剂在高速混合器中干混3-5分钟；将混合好的原料置于双螺杆机中；玻璃纤维从排气口加入，经熔融挤出，造粒；温度自喂料口至挤出模头分别是：140～160℃，160～180℃，170～190℃，190～210℃，200～220℃，主机转速是20～70赫兹。
通过本发明技术方案制备得到的复合材料挤出吹塑的制成品表面光滑，同时也保持了玻璃纤维增强聚丙烯应该具有的高强、耐热和耐化学试剂性能。
具体实施方式
本发明首先涉及接枝聚乙烯的制备，配方(重量百分比)组成如下：线性低密度聚乙烯(7042，齐鲁石化公司产品)75，PP(F401，扬子石化公司产品)22.9，马来酸酐(MAH)1.5，引发剂DCP 0.1，硬脂酸0.5。混合后，用双螺杆挤出机挤出，温度为(从加料口到模头)：100℃，140℃，155℃，150℃和155℃，冷却，切粒。
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明：
在实施例及对比例复合材料配方中，聚丙烯为扬子石化的F401，聚乙烯为韩国大林的HDPE LH-6070，接枝聚乙烯为自制的接枝聚乙烯，接枝率为0.5％；接枝聚丙烯为以色列POLYRAM公司的GPP-1001；玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为13微米，浙江桐乡巨石产；抗氧剂为Ciba公司的1010和168；润滑剂为上海江沪钛白实业公司的EBS；硅烷偶联剂为南京曙光化工有限公司的KH-550。
按重量百分比称起各种原材料(玻璃纤维除外)，在高速混合器中干混5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中(玻璃纤维在排气口加入)，经熔融挤出，造粒。将得到的切片粒子在100℃的鼓风烘箱中干燥3小时后，用宁波海天HT1150B注射成型机制样。
材料的力学性能测试按照ISO标准测试：测试拉伸强度的样条是170×10×4mm，按ISO 527进行，速度为50mm/min；测试弯曲模量的样条是80×10×4mm，按ISO 178进行，速度为2mm/min；测试冲击强度的样条是80×10×4mm，按ISO 179进行，摆锤为4J；测试缺口冲击强度的样条是80×10×4mm，按ISO179进行，V型缺口，摆锤为4J。
制成品表面性能：目测，分粗糙、一般和光滑三个等级。
实施例1～4
复合材料中各种原材料的重量百分比如表1所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：150℃，170℃，180℃，200℃，210℃。主机转速是45赫兹。
表1实施例1-4配方及材料性能表
实施例5～7
复合材料中各种原材料的重量百分比如表2所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：150℃，170℃，180℃，200℃，210℃。主机转速是45赫兹。
表2实施例5-7配方及材料性能表
Figure G200810203116XD0000061
实施例8～11
复合材料中各种原材料的重量百分比如表3所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：150℃，170℃，180℃，200℃，210℃。主机转速是45赫兹。
表3实施例8-11配方及材料性能表
Figure G200810203116XD0000062
Figure G200810203116XD0000071
对比例1～5
复合材料中各种原材料的重量百分比如表4所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：150℃，170℃，180℃，200℃，210℃。主机转速是45赫兹。
表4对比例1-5配方及材料性能表
Figure G200810203116XD0000081
通过以上实施例和对比例的测试数据可以看出：通过添加聚乙烯和接枝聚乙烯，可以制备出具有挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。

Claims (7)

1.一种挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，按以下重量百分比的原料配制而成：
聚丙烯                        15～85
聚乙烯                        1～20
接枝聚乙烯                    1～15
玻璃纤维                      5～50
其他助剂                      0.1～10。
2.根据权利要求1所述的一种挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的一种，密度为0.89～0.92g/cm3，在230℃，2.16公斤负荷下的熔体流动速率为0.5～30g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚乙烯为高密度聚乙烯，密度为0.90～0.98g/cm3，在190℃，2.16公斤负荷下的熔体流动速率为0.5～10g/10min。
4.根据权利要求1所述的一种挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的接枝聚乙烯为马来酸酐通过熔融的办法在线性低密度聚乙烯上接枝，接枝率为0.1～2％。
5.根据权利要求1所述的一种挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维和高强玻璃纤维中的一种，其纤维直径为5～24μm。
6.根据权利要求1所述的一种挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的其他助剂为抗氧剂、润滑剂、颜色助剂、耐光照助剂和阻燃剂。
7.制备权利要求1所述的挤出吹塑级玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的方法，其具体步骤如下：按重量百分比称取聚丙烯、聚乙烯、接枝聚乙烯和其他助剂在高速混合器中干混3-5分钟；将混合好的原料置于双螺杆机中；玻璃纤维从排气口加入，经熔融挤出，造粒；温度自喂料口至挤出模头分别是：140～160℃，160～180℃，170～190℃，190～210℃，200～220℃，主机转速是20～70赫兹。
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