CN105504489A - 无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料及其制备方法，其中所述的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料包括以下质量份数的原料：均聚PP树脂45～55份；无碱玻璃纤维28～32份；滑石粉13～17份；相容剂4～6份；抗氧剂0.5～2份，抗浮纤剂0.5～2份；润滑剂0.5～2份。采用了该发明中的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料，其有益效果在于：通过在PP玻璃纤维增强材料中加入部分超细滑石粉替代，用比玻璃纤维更小长径比的滑石粉，在配方混合物中能够起到大颗粒润滑分散效果，能够使大长径比无碱玻璃纤维在材料中更好地均匀分散，能够有效提高尼龙组合物的表面光洁性和加工流动性，从而有利于更好加工表面光洁的产品。

Description

无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及改性材料领域，尤其涉及改性聚丙烯材料领域，具体是指一种无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

在普通玻璃纤维增强改性聚丙烯(PP)材料中，由于PP材料和无碱玻璃纤维的材料极性相容性问题，普遍在成型大件产品时候都会出现表面浮纤、材料流动性差、产品部分翘曲变形等现象。和玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料相比，矿物填充改性聚丙烯复合材料表面细腻光洁、流动性好，但有产品收缩大、耐热温度低等问题。

在电子电器、汽车、家电家居行业应用中，往往要求应用材料有较好物理机械性能、高耐热性的同时，流动性好容易加工充模、表面光洁、尺寸稳定等优点。因此需要一种无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料及其制备方法来兼顾这些优点并很好的解决实际材料应用的苛刻要求。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种具有良好的物理机械性能和较高耐热性，且同时兼具优异的表面光洁度、尺寸稳定和高流动性能的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料具有如下构成：

该无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料，其主要特点是，所述的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料包括以下质量份数的原料：

优选地，所述的均聚PP树脂的熔融指数为10～15g/10min。

进一步优选地，所述的滑石粉为3000目超细滑石粉。

更进一步优选地，所述的相容剂包括马来酸酐接枝弹PP、马来酸酐接枝POE或两种的混合物。

再进一步优选地，所述的抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂1010及亚磷酸酯类抗氧剂168的混合物。

再一次优选地，所述的抗氧剂1010和抗氧剂168的配比为1∶2，按重量份配比：抗氧剂1010为0.1份，抗氧剂168为0.2份。

最优选地，所述的润滑剂包括EBS、硅酮粉的或两种的混合物。

一种所述的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料的制备方法，其主要特点是，所述的制备方法包括以下步骤：

步骤(1)：按照所述的复合材料组分准备原料，将原料投入高混合机中，混合后出料；

步骤(2)：将步骤(1)中的出料置于双螺杆挤出机的主进料口中，经过熔融挤出无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料。

优选地，所述的步骤(1)具体为：

将均聚PP树脂、无碱玻璃纤维、滑石粉、相容剂、抗氧剂、抗浮纤剂及润滑剂放入高混合机中混合2～5分钟后出料。

更优选地，所述的步骤(2)具体为：

将步骤(1)中的出料置于双螺杆挤出机的主进料口中，180～220℃，螺杆转速为350～400RPM，经过熔融挤出无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料。

采用了该发明中的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料，其有益效果在于：

1、通过在PP玻璃纤维增强材料中加入部分超细滑石粉替代，用比玻璃纤维更小长径比的滑石粉，在配方混合物中能够起到大颗粒润滑分散效果，能够使大长径比无碱玻璃纤维在材料中更好地均匀分散，能够有效提高尼龙组合物的表面光洁性和加工流动性，从而有利于更好加工表面光洁的产品。

2、通过在PP材料中加入马来酸酐接枝PP或接枝POE作为相容剂能够有效的提高PP树脂基料和玻璃纤维矿物间的界面结合，从而有利于制得高耐热性高刚性的改性聚丙烯复合材料组合物，以提高产品品质。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

该无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料，所述的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料包括以下质量份数的原料：

其中所述的原料来源及作用如下：

所述的均聚PP树脂的熔融指数为10～15g/10min，，从而兼顾材料流动性和冲击性能，使得其他成分、助剂更好地分散均匀。

所述的无碱玻纤可以为巨石无碱玻纤、泰山无碱玻纤的一种或两种的混合物，和树脂助剂等均匀分散大幅提高材料强度、硬度及较好的耐热性能。

所述的滑石粉为3000目超细滑石粉，可以为辽宁合山化工、广西龙广滑石粉的一种或两种的混合物，替代部分无碱玻纤加入，使得无碱玻纤更好分散，达到更突出光洁表面减少表面浮纤现象，同时滑石粉的加入也使得材料翘曲尺寸不稳定改善。

所述的相容剂包括马来酸酐接枝弹PP、马来酸酐接枝POE或两种的混合物，从而使得PP树脂、无碱玻纤材料和其他助剂更好结合相容，两相界面结合更紧密，使得材料达到更好的机械性能和均一性。

所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物，所述抗氧剂1010和抗氧剂168的配比为1∶2，其按重量份配比：抗氧剂1010，0.1份，抗氧剂168，0.2份。通过将抗氧剂1010和抗氧剂168混合作为抗氧剂且按上述重量份配比能够避免材料在加工过程的热氧老化现象，不影响材料物理机械性能和正常使用。

所述的抗浮纤剂为苏州兴泰国光的TAF助剂，可以提高PP混合物的流动性，可以在加工过程游离表面包裹浮纤达到改善表观的效果。

所述的润滑剂为EBS、硅酮粉的一种或二种的混合物，通过将EBS、硅酮粉作为润滑剂有利于进一步提高PP材料的加工流动性，挤出加工过程降低摩擦系数降低螺杆扭矩，同时提高配方混合物中各物质的分散效果，也能达到改善表观的效果。

所述的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料的制备方法，其主要特点是，所述的制备方法包括以下步骤：

步骤(1)：将均聚PP树脂、无碱玻璃纤维、滑石粉、相容剂、抗氧剂、抗浮纤剂及润滑剂放入高混合机中混合2～5分钟后出料。

步骤(2)：将步骤(1)中的出料置于双螺杆挤出机的主进料口中，180～220℃，螺杆转速为350～400RPM，经过熔融挤出无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料。

根据上述原料得到如下实施例：

实施例1

采用以下重量份配比的原料：

将均聚PP树脂、相容剂、抗氧剂、抗浮纤剂、润滑剂按照上述质量份放入高混合机中混合2～5分钟后，接着将混合好的材料由双螺杆挤出机的主进料口置入挤出机中，加入无碱玻璃纤维，最后经过熔融挤出造粒形成PP组合物，其整个造粒过程中的温度应控制在180～220℃，螺杆转速控制在350～400RPM。

实施例2

采用以下重量份配比的原料：

将均聚PP树脂、3000目超细滑石粉、相容剂、抗氧剂、抗浮纤剂、润滑剂按照上述质量份放入高混合机中混合2～5分钟后，接着将混合好的材料由双螺杆挤出机的主进料口置入挤出机中，加入无碱玻璃纤维，最后经过熔融挤出造粒形成PP组合物，其整个造粒过程中的温度应控制在180～220℃，螺杆转速控制在350～400RPM。

实施例3

采用以下重量份配比的原料：

将均聚PP树脂、3000目超细滑石粉、相容剂、抗氧剂、抗浮纤剂、润滑剂按照上述质量份放入高混合机中混合2～5分钟后，接着将混合好的材料由双螺杆挤出机的主进料口置入挤出机中，加入无碱玻璃纤维，最后经过熔融挤出造粒形成PP组合物，其整个造粒过程中的温度应控制在180～220℃，螺杆转速控制在350～400RPM。

将实施例1至实施例3中所制得的PP组合物分别按标准测定其材料性能、加工性能及产品表观对比如表1所示：

表1：实施例1～3的性能比较表

由上述表中所测材料性能、加工性和产品外观对比，可看出矿物部分替代玻璃纤维的PP组合物材料强度、耐热性等没有明显下降，能够满足材料要求，同时材料流动性提高10％以上，同时材料加工产品表面好，无明显浮纤；相容剂的加入能够增加PP树脂和玻璃纤维结合相容性，从而大幅度提高材料强度和耐温性，以上我公司研发的玻璃纤维矿物复合增强改性的PP材料在能够满足客户材料要求的情况下，能够更好的解决材料加工性能和材料的表面浮纤现象，超细矿物的引入也降低了材料的成本，从而得到了性价比更好的PP改性材料。

采用了该发明中的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料，其有益效果在于：

1、通过在PP玻璃纤维增强材料中加入部分超细滑石粉替代，用比玻璃纤维更小长径比的滑石粉，在配方混合物中能够起到大颗粒润滑分散效果，能够使大长径比无碱玻璃纤维在材料中更好地均匀分散，能够有效提高尼龙组合物的表面光洁性和加工流动性，从而有利于更好加工表面光洁的产品。

2、通过在PP材料中加入马来酸酐接枝PP或接枝POE作为相容剂能够有效的提高PP树脂基料和玻璃纤维矿物间的界面结合，从而有利于制得高耐热性高刚性的改性聚丙烯复合材料组合物，以提高产品品质。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料包括以下质量份数的原料：

2.根据权利要求1所述的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的均聚PP树脂的熔融指数为10～15g/10min。

3.根据权利要求1所述的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的滑石粉为3000目超细滑石粉。

4.根据权利要求1所述的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的相容剂包括马来酸酐接枝弹PP、马来酸酐接枝POE或两种的混合物。

5.根据权利要求1所述的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂1010及亚磷酸酯类抗氧剂168的混合物。

6.根据权利要求5所述的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂1010和抗氧剂168的配比为1∶2，按重量份配比：抗氧剂1010为0.1份，抗氧剂168为0.2份。

7.根据权利要求1所述的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的润滑剂包括EBS、硅酮粉的或两种的混合物。

8.根据权利要求1所述的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：

步骤(1)：按照所述的复合材料组分准备原料，将原料投入高混合机中，混合后出料；

步骤(2)：将步骤(1)中的出料置于双螺杆挤出机的主进料口中，经过熔融挤出无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料。

9.根据权利要求8所述的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体为：

将均聚PP树脂、无碱玻璃纤维、滑石粉、相容剂、抗氧剂、抗浮纤剂及润滑剂放入高混合机中混合2～5分钟后出料。

10.根据权利要求8所述的无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体为：

将步骤(1)中的出料置于双螺杆挤出机的主进料口中，180～220℃，螺杆转速为350～400RPM，经过熔融挤出无碱玻璃纤维增强改性聚丙烯复合材料。