CN108841082A - 一种玻璃纤维增强pp/pa复合改性材料 - Google Patents

一种玻璃纤维增强pp/pa复合改性材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种玻璃纤维增强PP/PA复合改性材料，复合改性材料组分按重量份数包括聚丙烯20‑30份、聚酰胺10‑20份、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物4‑8份、纳米碳酸钙3‑9份、白炭黑2‑4份、硅微粉2‑6份、石墨烯2‑6份、蒙脱土5‑10份、硅烷偶联剂4‑10份、玻璃纤维1‑3份、纳米氧化锌2‑4份、三硬脂酸甘油酯5‑12份，本发明制备方法简单，制得的PP/PA复合改性材料具有优异的阻燃、耐磨、耐高温、抗老化的优点，使用寿命长。

Description

一种玻璃纤维增强PP/PA复合改性材料
技术领域
本发明涉及复合改性材料制备技术领域，具体为一种玻璃纤维增强PP/PA复合改性材料。
背景技术
尼龙是重要的工程塑料，它具有高强度，摩擦系数小，优越的耐磨性能和耐油性，良好的化学稳定性，自润滑，绝缘，自熄等优良性能，加工流动性能优越，广泛应用于汽车，电子电气，机械和建筑等行业。但由于尼龙中酰胺极性基团的存在，导致其吸水性较强，低温韧性较低，尺寸稳定性较差，因而其应用受到一定限制；另外PA6低温冲击强度低，干态韧性不足，抗蠕变性能也有待提高。聚丙烯(PP)易加工、耐热，吸水性较低，并且价格较PA6便宜。但其成型收缩率较大，热变形温度不高，冲击强度低、低温易脆断，与其他极性聚合物和无机填料的相容性较差，从而聚丙烯的进一步应用受限。由于PP与PA6极性相差较大，二者直接共混所得材料的力学性能极差，几乎没有实用价值。目前的PP/PA材料的耐磨性、耐老化性、和阻燃性等性能均较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种玻璃纤维增强PP/PA复合改性材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种玻璃纤维增强PP/PA复合改性材料,复合改性材料组分按重量份数包括聚丙烯20-30份、聚酰胺10-20份、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物4-8份、纳米碳酸钙3-9份、白炭黑2-4份、硅微粉2-6份、石墨烯2-6份、蒙脱土5-10份、硅烷偶联剂4-10份、玻璃纤维1-3份、纳米氧化锌2-4份、三硬脂酸甘油酯5-12份。
优选的，复合改性材料组分优选的成分配比份数包括聚丙烯25份、聚酰胺15份、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物6份、纳米碳酸钙6份、白炭黑3份、硅微粉4份、石墨烯4份、蒙脱土8份、硅烷偶联剂7份、玻璃纤维2份、纳米氧化锌3份、三硬脂酸甘油酯9份。
优选的，其制备方法包括以下步骤：
A、将米碳酸钙、白炭黑、硅微粉、石墨烯、蒙脱土、纳米氧化锌混合后加入研磨机中研磨，时间为20min-50min，之后过100目筛，得到混合物A；
B、在混合物A中加入硅烷偶联剂、玻璃纤维、三硬脂酸甘油酯，混合后加入搅拌罐中低速搅拌，搅拌速率为100-300转/分，时间为5min-10min，得到混合物B；
C、在混合物B中依次加入聚丙烯、聚酰胺、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物，混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为150-180℃，得到混合物C；
D、将混合物C加入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为220℃-240℃，挤出的材料即为PP/PA复合改性材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备方法简单，制得的PP/PA复合改性材料具有优异的阻燃、耐磨、耐高温、抗老化的优点，使用寿命长；其中，本发明中添加的白炭黑、硅微粉，能够提高改性材料的耐磨性能；添加的石墨烯能够增强材料的抗撞击的性能，此外，本发明采用的制备方法操作简单，环保性能好，能够确保各材料组分充分混合，进一步提高了复合改性材料综合机械性能。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供如下技术方案：一种玻璃纤维增强PP/PA复合改性材料,复合改性材料组分按重量份数包括聚丙烯20-30份、聚酰胺10-20份、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物4-8份、纳米碳酸钙3-9份、白炭黑2-4份、硅微粉2-6份、石墨烯2-6份、蒙脱土5-10份、硅烷偶联剂4-10份、玻璃纤维1-3份、纳米氧化锌2-4份、三硬脂酸甘油酯5-12份。
实施例一：
复合改性材料组分按重量份数包括聚丙烯20份、聚酰胺10份、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物4份、纳米碳酸钙3份、白炭黑2份、硅微粉2份、石墨烯2份、蒙脱土5份、硅烷偶联剂4份、玻璃纤维1份、纳米氧化锌2份、三硬脂酸甘油酯5份。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将米碳酸钙、白炭黑、硅微粉、石墨烯、蒙脱土、纳米氧化锌混合后加入研磨机中研磨，时间为20min，之后过100目筛，得到混合物A；
B、在混合物A中加入硅烷偶联剂、玻璃纤维、三硬脂酸甘油酯，混合后加入搅拌罐中低速搅拌，搅拌速率为100转/分，时间为5min，得到混合物B；
C、在混合物B中依次加入聚丙烯、聚酰胺、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物，混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为150℃，得到混合物C；
D、将混合物C加入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为220℃，挤出的材料即为PP/PA复合改性材料。
实施例二：
复合改性材料组分按重量份数包括聚丙烯30份、聚酰胺20份、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物8份、纳米碳酸钙9份、白炭黑4份、硅微粉6份、石墨烯6份、蒙脱土10份、硅烷偶联剂10份、玻璃纤维3份、纳米氧化锌4份、三硬脂酸甘油酯12份。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将米碳酸钙、白炭黑、硅微粉、石墨烯、蒙脱土、纳米氧化锌混合后加入研磨机中研磨，时间为50min，之后过100目筛，得到混合物A；
B、在混合物A中加入硅烷偶联剂、玻璃纤维、三硬脂酸甘油酯，混合后加入搅拌罐中低速搅拌，搅拌速率为300转/分，时间为10min，得到混合物B；
C、在混合物B中依次加入聚丙烯、聚酰胺、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物，混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为180℃，得到混合物C；
D、将混合物C加入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为240℃，挤出的材料即为PP/PA复合改性材料。
实施例三：
复合改性材料组分按重量份数包括聚丙烯22份、聚酰胺12份、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物5份、纳米碳酸钙4份、白炭黑2份、硅微粉3份、石墨烯3份、蒙脱土6份、硅烷偶联剂6份、玻璃纤维2份、纳米氧化锌2份、三硬脂酸甘油酯7份。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将米碳酸钙、白炭黑、硅微粉、石墨烯、蒙脱土、纳米氧化锌混合后加入研磨机中研磨，时间为25min，之后过100目筛，得到混合物A；
B、在混合物A中加入硅烷偶联剂、玻璃纤维、三硬脂酸甘油酯，混合后加入搅拌罐中低速搅拌，搅拌速率为130转/分，时间为7min，得到混合物B；
C、在混合物B中依次加入聚丙烯、聚酰胺、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物，混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为155℃，得到混合物C；
D、将混合物C加入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为225℃，挤出的材料即为PP/PA复合改性材料。
实施例四：
复合改性材料组分按重量份数包括聚丙烯28份、聚酰胺18份、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物7份、纳米碳酸钙8份、白炭黑4份、硅微粉5份、石墨烯5份、蒙脱土9份、硅烷偶联剂8份、玻璃纤维2份、纳米氧化锌4份、三硬脂酸甘油酯10份。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将米碳酸钙、白炭黑、硅微粉、石墨烯、蒙脱土、纳米氧化锌混合后加入研磨机中研磨，时间为45min，之后过100目筛，得到混合物A；
B、在混合物A中加入硅烷偶联剂、玻璃纤维、三硬脂酸甘油酯，混合后加入搅拌罐中低速搅拌，搅拌速率为280转/分，时间为9min，得到混合物B；
C、在混合物B中依次加入聚丙烯、聚酰胺、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物，混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为170℃，得到混合物C；
D、将混合物C加入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为235℃，挤出的材料即为PP/PA复合改性材料。
实施例五：
复合改性材料组分按重量份数包括聚丙烯25份、聚酰胺15份、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物6份、纳米碳酸钙6份、白炭黑3份、硅微粉4份、石墨烯4份、蒙脱土8份、硅烷偶联剂7份、玻璃纤维2份、纳米氧化锌3份、三硬脂酸甘油酯9份。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将米碳酸钙、白炭黑、硅微粉、石墨烯、蒙脱土、纳米氧化锌混合后加入研磨机中研磨，时间为35min，之后过100目筛，得到混合物A；
B、在混合物A中加入硅烷偶联剂、玻璃纤维、三硬脂酸甘油酯，混合后加入搅拌罐中低速搅拌，搅拌速率为200转/分，时间为8min，得到混合物B；
C、在混合物B中依次加入聚丙烯、聚酰胺、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物，混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为165℃，得到混合物C；
D、将混合物C加入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为230℃，挤出的材料即为PP/PA复合改性材料。
实验例：
采用本发明各实施例制得的材料进行性能测试，得到数据如下表：
拉伸强度(MPA) 弯曲强度(MPA)
实施例一 41 45
实施例二 40 42
实施例三 42 43
实施例四 41 44
实施例五 45 47
本发明制备方法简单，制得的PP/PA复合改性材料具有优异的阻燃、耐磨、耐高温、抗老化的优点，使用寿命长；其中，本发明中添加的白炭黑、硅微粉，能够提高改性材料的耐磨性能；添加的石墨烯能够增强材料的抗撞击的性能，此外，本发明采用的制备方法操作简单，环保性能好，能够确保各材料组分充分混合，进一步提高了复合改性材料综合机械性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种玻璃纤维增强PP/PA复合改性材料,其特征在于：复合改性材料组分按重量份数包括聚丙烯20-30份、聚酰胺10-20份、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物4-8份、纳米碳酸钙3-9份、白炭黑2-4份、硅微粉2-6份、石墨烯2-6份、蒙脱土5-10份、硅烷偶联剂4-10份、玻璃纤维1-3份、纳米氧化锌2-4份、三硬脂酸甘油酯5-12份。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强PP/PA复合改性材料,其特征在于：复合改性材料组分优选的成分配比份数包括聚丙烯25份、聚酰胺15份、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物6份、纳米碳酸钙6份、白炭黑3份、硅微粉4份、石墨烯4份、蒙脱土8份、硅烷偶联剂7份、玻璃纤维2份、纳米氧化锌3份、三硬脂酸甘油酯9份。
3.实现权利要求1所述的一种玻璃纤维增强PP/PA复合改性材料的制备方法,其特征在于：其制备方法包括以下步骤：
A、将米碳酸钙、白炭黑、硅微粉、石墨烯、蒙脱土、纳米氧化锌混合后加入研磨机中研磨，时间为20min-50min，之后过100目筛，得到混合物A；
B、在混合物A中加入硅烷偶联剂、玻璃纤维、三硬脂酸甘油酯，混合后加入搅拌罐中低速搅拌，搅拌速率为100-300转/分，时间为5min-10min，得到混合物B；
C、在混合物B中依次加入聚丙烯、聚酰胺、甲基苯基硅氧烷支链型预聚物，混合后加入混炼机中混炼，混炼温度为150-180℃，得到混合物C；
D、将混合物C加入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为220℃-240℃，挤出的材料即为PP/PA复合改性材料。
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