CN105385031A - 一种基于长玻纤改性聚丙烯的高抗冲高压水泵壳体材料及其制备方法 - Google Patents

一种基于长玻纤改性聚丙烯的高抗冲高压水泵壳体材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于长玻纤改性聚丙烯的高抗冲高压水泵壳体材料及其制备方法，壳体材料由下述重量份的原料组成的：聚丙烯树脂55-75份；有机改性长玻璃纤维20-40份；抗冲改性母粒5-16份；扩链剂0.5-2.0份。制备方法包括步骤1，依次将聚丙烯树脂、抗冲改性母粒、有机改性长玻璃纤维以及扩链剂加入高速混料机进行混合；步骤2，将混合料放入高速混料机中进行混合处理；步骤3，将所得混合物加入双螺杆挤出机中，经挤出机机头拉出、冷却、吹干、切粒即可得到所述高压水泵壳体材料。本发明的有益效果是：材料力学性能高，提高了材料的冲击韧性，以保证水泵壳体在长期使用过程中不发生脆性破坏。

Description

一种基于长玻纤改性聚丙烯的高抗冲高压水泵壳体材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及新材料技术领域-高分子材料-高分子材料的加工应用技术，主要是一种基于长玻纤改性聚丙烯的高抗冲高压水泵壳体材料及其制备方法。
背景技术
目前常用的水泵壳体材料通常为金属材料，包括铸铁、不锈钢、铸钢、合金钢等，但采用金属材料制作的水泵壳体往往较为笨重，且价格昂贵，长期使用易被腐蚀，且容易造成水体的重金属污染。
若以高分子材料作为水泵壳体材料，则可有效解决传统金属泵体笨重、价格昂贵以及易产生重金属污染的缺点。但应用高分子材料制备高压水泵壳体材料也存在一定的问题，一方面，通用高分子材料(如聚丙烯)自身力学性能无法满足高压水泵的使用要求，另一方面，通用高分子材料的耐环境性不如金属材料，因而其在使用寿命方面并无明显优势。
发明内容
本发明的目的正是要克服上述技术的不足，而提供一种基于长玻纤改性聚丙烯的高抗冲高压水泵壳体材料。
本发明还同时提供了一种基于长玻纤改性聚丙烯的高抗冲高压水泵壳体材料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于长玻纤改性聚丙烯的高抗冲高压水泵壳体材料，它是由下述重量份的原料组成的：
优选地，有机改性长玻璃纤维为经过浸润剂处理的无碱玻璃纤维，其长径比为200-350。
优选地，所述的有机改性长玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
步骤1，在固含量为35％的氧化聚乙烯蜡乳液中分别加入5％的金红石型纳米二氧化钛、2％的液态高分子量酚类抗氧剂IRGANOXL13，搅拌至充分分散，得到浸润剂液体；
步骤2，将步骤1所述浸润剂液体与长玻璃纤维放入高速混料机中进行混合处理，混合时间为1小时，浸润剂液体与长玻璃纤维质量比为2:10；
步骤3，将步骤2所得混合物在75℃干燥4小时，得到所述有机改性长玻璃纤维。
优选地，所述的金红石型纳米二氧化钛经过表面疏水改性，粒径在30-50nm之间。
优选地，抗冲改性母粒由下述重量份的原料组成：
POE2-15份，马来酸酐接枝聚丙烯1-3份，聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维0.5-3份；所述马来酸酐接枝聚乙烯接枝率为2.0％；所述聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维为3tdex。
优选地，抗冲改性母粒的制备方法包括以下步骤：
将POE、马来酸酐接枝聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，在室温下以100-200转/分搅拌分散5-10分钟后，在120-140℃温度下进行搅拌，搅拌均匀后自动冷却，由单螺杆挤出机挤出造粒，即得所述抗冲改性母粒。
优选地，扩链剂为乙烯基三甲氧硅烷与过氧化二异丙苯以质量比95：5混合的均匀混合物。
一种基于长玻纤改性聚丙烯的高压水泵壳体材料的制备方法，该方法的步骤如下：
步骤1，依次将聚丙烯树脂、抗冲改性母粒、有机改性长玻璃纤维以及扩链剂加入高速混料机进行混合，混合时间为20分钟，得到均匀混合料；
步骤2，将步骤1所述混合料放入高速混料机中进行混合处理，并在此温度下放料备用；
步骤3，将步骤2所得混合物加入双螺杆挤出机中，混合料在挤出机中均匀共混，并经挤出机机头拉出、冷却、吹干、切粒即可得到所述高压水泵壳体材料。
本发明同时采用长玻璃纤维与扩链剂对聚丙烯树脂进行改性以提高所得材料的力学性能，同时采用抗冲改性母粒提高所得材料的冲击韧性，以保证水泵壳体在长期使用过程中不发生脆性破坏。此外，本发明材料也通过添加抗氧化剂以及金红石型纳米二氧化钛紫外吸收剂有效解决了聚丙烯树脂材料的耐候性问题；同时，才本专利所述的材料制成高压水泵壳体材料可解决传统金属泵体笨重、价格昂贵以及易产生重金属污染的缺点。
具体实施方式
实施例1
一种基于长玻纤改性聚丙烯的高压水泵壳体材料，它由下述重量份的原料组成：
有机改性长玻璃纤维为经过浸润剂处理的无碱玻璃纤维，其长径比为200-350。有机改性长玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
步骤1，在固含量为35％的氧化聚乙烯蜡乳液中分别加入5％的金红石型纳米二氧化钛、2％的液态高分子量酚类抗氧剂IRGANOXL13，搅拌至充分分散，得到浸润剂液体；
步骤2，将步骤1所述浸润剂液体与长玻璃纤维放入高速混料机中进行混合处理，混合时间为1小时，浸润剂液体与长玻璃纤维质量比为2:10；
步骤3，将步骤2所得混合物在75℃干燥4小时，得到所述有机改性长玻璃纤维。
金红石型纳米二氧化钛经过表面疏水改性，粒径在30-50nm之间。
抗冲改性母粒由下述重量份的原料组成：POE2-15份，马来酸酐接枝聚丙烯1-3份，聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维0.5-3份；所述马来酸酐接枝聚乙烯接枝率为2.0％；所述聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维为3tdex。
抗冲改性母粒的制备方法包括以下步骤：将POE、马来酸酐接枝聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，在室温下以100-200转/分搅拌分散5-10分钟后，在120-140℃温度下进行搅拌，搅拌均匀后自动冷却，由单螺杆挤出机挤出造粒，即得所述抗冲改性母粒。
扩链剂为乙烯基三甲氧硅烷与过氧化二异丙苯以质量比95：5混合的均匀混合物。
一种基于长玻纤改性聚丙烯的高压水泵壳体材料的制备方法，该方法的步骤如下：
步骤1，依次将聚丙烯树脂、抗冲改性母粒、有机改性长玻璃纤维以及扩链剂加入告诉混料机进行混合，混合时间为20分钟，得到均匀混合料。
步骤2，将步骤1所述混合料放入高速混料机中进行混合处理，并在此温度下放料备用。
步骤3，将步骤2所得混合物加入双螺杆挤出机中，混合料在挤出机中均匀共混，并经挤出机机头拉出、冷却、吹干、切粒即可得到所述高压水泵壳体材料。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，一种基于长玻纤改性聚丙烯的高压水泵壳体材料，它由下述重量份的原料组成：
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，一种基于长玻纤改性聚丙烯的高压水泵壳体材料，它由下述重量份的原料组成：
实施例4
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，一种基于长玻纤改性聚丙烯的高压水泵壳体材料，它由下述重量份的原料组成：
上述实施例配方的一种基于长玻纤改性聚丙烯的高压水泵壳体材料经充分干燥后使用注塑机注塑成标准样条，进行力学性能测试，详细性能见表1；
表1各实施例中测试数据对比
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于长玻纤改性聚丙烯的高抗冲高压水泵壳体材料，它是由下述重量份的原料组成的：
2.根据权利要求1所述的一种基于长玻纤改性聚丙烯的高抗冲高压水泵壳体材料，其特征在于，有机改性长玻璃纤维为经过浸润剂处理的无碱玻璃纤维，其长径比为200-350。
3.根据权利要求2所述的.一种基于长玻纤改性聚丙烯的高抗冲高压水泵壳体材料，其特征在于，所述的有机改性长玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
步骤1，在固含量为35％的氧化聚乙烯蜡乳液中分别加入5％的金红石型纳米二氧化钛、2％的液态高分子量酚类抗氧剂IRGANOXL13，搅拌至充分分散，得到浸润剂液体；
步骤2，将步骤1所述浸润剂液体与长玻璃纤维放入高速混料机中进行混合处理，混合时间为1小时，浸润剂液体与长玻璃纤维质量比为2:10；
步骤3，将步骤2所得混合物在75℃干燥4小时，得到所述有机改性长玻璃纤维。
4.根据权利要求3所述的一种基于长玻纤改性聚丙烯的高抗冲高压水泵壳体材料，其特征在于，所述的金红石型纳米二氧化钛经过表面疏水改性，粒径在30-50nm之间。
5.根据权利要求1所述的一种基于长玻纤改性聚丙烯的高抗冲高压水泵壳体材料，其特征在于，抗冲改性母粒由下述重量份的原料组成：
POE2-15份，马来酸酐接枝聚丙烯1-3份，聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维0.5-3份；所述马来酸酐接枝聚乙烯接枝率为2.0％；所述聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维为3tdex。
6.根据权利要求5所述的一种基于长玻纤改性聚丙烯的高抗冲高压水泵壳体材料，抗冲改性母粒的制备方法包括以下步骤：
将POE、马来酸酐接枝聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，在室温下以100-200转/分搅拌分散5-10分钟后，在120-140℃温度下进行搅拌，搅拌均匀后自动冷却，由单螺杆挤出机挤出造粒，即得所述抗冲改性母粒。
7.根据权利要求1所述的一种基于长玻纤改性聚丙烯的高抗冲高压水泵壳体材料，其特征在于，扩链剂为乙烯基三甲氧硅烷与过氧化二异丙苯以质量比95：5混合的均匀混合物。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种基于长玻纤改性聚丙烯的高压水泵壳体材料的制备方法，其特征是，该方法的步骤如下：
步骤1，依次将聚丙烯树脂、抗冲改性母粒、有机改性长玻璃纤维以及扩链剂加入高速混料机进行混合，混合时间为20分钟，得到均匀混合料；
步骤2，将步骤1所述混合料放入高速混料机中进行混合处理，并在此温度下放料备用；
步骤3，将步骤2所得混合物加入双螺杆挤出机中，混合料在挤出机中均匀共混，并经挤出机机头拉出、冷却、吹干、切粒即可得到所述高压水泵壳体材料。
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