CN103254505A - 具有高冲击强度的连续玻纤增强聚丙烯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有高冲击强度的连续玻纤增强聚丙烯及其制备方法，按以下重量比的原料配制而成：聚丙烯56~77；玻璃纤维20~40；β成核剂0.1~0.6；抗氧剂0.2~0.8；相容剂2~6。本发明通过添加β成核剂于聚丙烯中获得高含量β晶型聚丙烯，实现聚丙烯材料冲击强度的提升；避免了采用弹性体共混来增韧聚丙烯，却大大牺牲聚丙烯的其他力学性能。采用聚合方式合成的商品化牌号高熔融指数聚丙烯，避免了采用过氧化物类降解聚丙烯而获得高熔指的方法，该方法所残留的过氧化物容易引起聚丙烯的老化。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种连续玻纤增强聚丙烯及其制备方法。
背景技术
聚丙烯具有密度小、力学性能优良、耐应力开裂和耐化学药品等优点，且易于加工、价廉、广泛应用于各个领域。但是聚丙烯也有其缺点，主要是聚丙烯材料的缺口冲击强度低，因此增韧聚丙烯是聚丙烯改性的重点之一，一般采用弹性体共混来增韧聚丙烯，但是此方法却大大牺牲了聚丙烯的其他力学性能。聚丙烯是一种结晶性聚合物，具有α、β等五种不同的晶体形态，α晶型属单斜晶系，它是一种最稳定的球晶，商品化聚丙烯中主要含有α晶型。Β球晶属于六方晶系，与α型球晶相比β型球晶具有优异的冲击强度性能，且其它力学性能下降并不很明显，添加β成核剂是获得高含量β晶型聚丙烯的最有效途径之一，可以应用于聚丙烯增韧中。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种具有高冲击强度的连续玻纤增强聚丙烯及其制备方法，通过添加β成核剂于聚丙烯中获得高含量β晶型聚丙烯，实现聚丙烯材料冲击强度的提升。
本发明的技术方案是：
一种具有高冲击强度的连续玻纤增强聚丙烯，按以下重量比的原料配制而成：
聚丙烯 56~77
玻璃纤维20~40
β成核剂0.1~0.6。
所述的原料还包括如下重量比的
抗氧剂 0.2~0.8
相容剂 2~6。
所述的聚丙烯为在230℃，负载2.16kg测试条件下的熔融指数为50~100g/min的聚丙烯。
所述玻璃纤维为经过偶联剂处理的无碱玻璃纤维直接纱。
所述的β成核剂为为稠环芳烃类、有机羧酸、有机羧酸盐、取代或未取代的芳香酰胺类、稀土成核剂、无机成核剂中的至少一种。
所述的抗氧剂包括主抗氧剂与辅抗氧剂，所述主抗氧剂与辅抗氧剂的重量比为1~3:1。
所述主抗氧剂为抗氧剂1010，所述辅抗氧剂为抗氧剂168。
所述的相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体或马来酸酐接枝聚丙烯。
具有高冲击强度的连续玻纤增强聚丙烯的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤为：
① 取所述重量比的β成核剂和聚丙烯；
② 先取重量比为9~19:1的聚丙烯和β成核剂混合、挤出造粒，制得β成核剂母料；
③ 再将①经②剩余的聚丙烯、②所得的β成核剂母料混合，将混合物加入到双螺杆挤出机，浸渍模具连接在挤出机机头，连续玻璃纤维通过浸渍模具的玻纤导入口进入，与挤出机熔融挤出的聚丙烯混合物在浸渍槽汇合，连续玻纤浸渍上聚丙烯后通过水冷、拉条、切粒。
具有高冲击强度的连续玻纤增强聚丙烯的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤为：
① 取所述重量比的β成核剂、聚丙烯、抗氧剂和相容剂；
② 先取重量比为9~19:1的聚丙烯和β成核剂混合、挤出造粒，制得β成核剂母料；
③ 再将①经②剩余的聚丙烯、抗氧剂、相容剂、②所得的β成核剂母料混合，将混合物加入到双螺杆挤出机，浸渍模具连接在挤出机机头，连续玻璃纤维通过浸渍模具的玻纤导入口进入，与挤出机熔融挤出的聚丙烯混合物在浸渍槽汇合，连续玻纤浸渍上聚丙烯后通过水冷、拉条、切粒。
所述切粒得到长度10~15毫米，直径2~4毫米的料粒。
本发明技术方案的优点是：
通过添加β成核剂于聚丙烯中获得高含量β晶型聚丙烯，实现聚丙烯材料冲击强度的提升；避免了采用弹性体共混来增韧聚丙烯，却大大牺牲聚丙烯的其他力学性能。
采用聚合方式合成的商品化牌号高熔融指数聚丙烯，避免了采用过氧化物类降解聚丙烯而获得高熔指的方法，该方法所残留的过氧化物容易引起聚丙烯的老化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步解释说明。
1、取实施例及对比例重量比的原料聚丙烯、β成核剂、抗氧剂和相容剂；
2、再将聚丙烯和β成核剂按照19:1的比例混合均匀并挤出造粒，制得β成核剂母料， β成核剂含量为5%；
3、将制得的β成核剂母料、抗氧剂、相容剂和剩余的聚丙烯，按配比称重后投入高速混合机混合2~6分钟，将混合物通过主喂料口加入到双螺杆挤出机，浸渍模具连接在挤出机机头，连续玻璃纤维通过浸渍模具的玻纤导入口进入，与挤出机熔融挤出的聚丙烯混合物在浸渍槽汇合，连续玻纤浸渍上聚丙烯后通过水冷、拉条、切粒成长度12毫米直径3毫米的料粒，通过调节连续玻璃纤维的牵引速度和挤出机的挤出速度，可控制生产出不同玻纤含量的粒料。
| 牌号 | 生产厂家 | |
| 聚丙烯 | 1885 | 燕山石化 |
| 玻璃纤维 | T838 | 泰山玻璃纤维有限公司 |
| β成核剂 | TMB-5取代芳香酰胺类 | 山西化工研究院 |
| 主抗氧剂 | 抗氧剂1010 | 瑞士汽巴 |
| 辅抗氧剂 | 抗氧剂168 | 瑞士汽巴 |
| 相容剂 | N413 | 宁波能之光 |
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 聚丙烯 | 68.4 | 58.4 | 48.4 | 76.4 | 66.4 | 56.4 |
| 玻璃纤维 | 20 | 30 | 40 | 20 | 30 | 40 |
| β成核剂母料（β成核剂含量为5%） | 8 | 8 | 8 | 0 | 0 | 0 |
| 主抗氧剂 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 辅抗氧剂 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 相容剂 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 采用标准 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 简支梁缺口冲击强度(KJ/m2) | ISO179 | 28.75 | 36.33 | 37.50 | 25.71 | 30.78 | 33.99 |
| 拉伸强度（MPa） | ISO527 | 105.67 | 111.77 | 122.48 | 103.26 | 104.85 | 114.51 |
Claims (10)
1.一种具有高冲击强度的连续玻纤增强聚丙烯，其特征在于按以下重量比的原料配制而成：
聚丙烯 56~77
玻璃纤维20~40
β成核剂0.1~0.6。
2.根据权利要求1所述的具有高冲击强度的连续玻纤增强聚丙烯，其特征在于所述的原料还包括如下重量比的
抗氧剂 0.2~0.8
相容剂 2~6。
3.根据权利要求1所述的具有高冲击强度的连续玻纤增强聚丙烯，其特征在于所述的聚丙烯为在230℃，负载2.16kg测试条件下的熔融指数为50~100g/min的聚丙烯。
4.根据权利要求1所述的具有高冲击强度的连续玻纤增强聚丙烯，其特征在于所述玻璃纤维为经过偶联剂处理的无碱玻璃纤维直接纱。
5.根据权利要求1所述的具有高冲击强度的连续玻纤增强聚丙烯，其特征在于所述的β成核剂为为稠环芳烃类、有机羧酸、有机羧酸盐、取代或未取代的芳香酰胺类、稀土成核剂、无机成核剂中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的具有高冲击强度的连续玻纤增强聚丙烯，其特征在于所述的抗氧剂包括主抗氧剂与辅抗氧剂，所述主抗氧剂与辅抗氧剂的重量比为1~3:1；所述主抗氧剂为抗氧剂1010，所述辅抗氧剂为抗氧剂168。
7.根据权利要求2所述的具有高冲击强度的连续玻纤增强聚丙烯，其特征在于所述的相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体或马来酸酐接枝聚丙烯。
8. 根据权利要求1-7任意一项所述的具有高冲击强度的连续玻纤增强聚丙烯的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤为：
① 取所述重量比的β成核剂和聚丙烯；
② 先取重量比为9~19:1的聚丙烯和β成核剂混合、挤出造粒，制得β成核剂母料；
③ 再将①经②剩余的聚丙烯、②所得的β成核剂母料混合，将混合物加入到双螺杆挤出机，浸渍模具连接在挤出机机头，连续玻璃纤维通过浸渍模具的玻纤导入口进入，与挤出机熔融挤出的聚丙烯混合物在浸渍槽汇合，连续玻纤浸渍上聚丙烯后通过水冷、拉条、切粒。
9. 根据权利要求1-7任意一项所述的具有高冲击强度的连续玻纤增强聚丙烯的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤为：
① 取所述重量比的β成核剂、聚丙烯、抗氧剂和相容剂；
② 先取重量比为9~19:1的聚丙烯和β成核剂混合、挤出造粒，制得β成核剂母料；
③ 再将①经②剩余的聚丙烯、抗氧剂、相容剂、②所得的β成核剂母料混合，将混合物加入到双螺杆挤出机，浸渍模具连接在挤出机机头，连续玻璃纤维通过浸渍模具的玻纤导入口进入，与挤出机熔融挤出的聚丙烯混合物在浸渍槽汇合，连续玻纤浸渍上聚丙烯后通过水冷、拉条、切粒。
10. 根据权利要求8所述的具有高冲击强度的连续玻纤增强聚丙烯的制备方法，其特征在于，所述切粒得到长度10~15毫米，直径2~4毫米的料粒。
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