CN108892854A - 一种高性能聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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王洪祥
韩文广
叶志鹏
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Abstract

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种复合材料及其制备方法。本发明所设计的一种高性能聚丙烯复合材料，由以下重量百分比的原料组成：均聚PP组分45％‑55％、共聚PP组分10％‑20％、反应性相容剂3％‑8％、无碱玻璃纤维16％‑40％、抗水解剂0.1％‑0.5％、抗氧剂0.2％‑0.8％、其他助剂0.1％‑0.5％。本发明通过加入均聚PP组分提高材料的刚性，加入一部分特选的共聚PP提高一部分韧性，跟所选的玻璃纤维组合可以达到一种很高性能的均衡；抗水解剂和长期抗氧化剂的加入可以让材料长期保持物性不降低。

Description

一种高性能聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料技术领域，特别涉及一种复合材料及其制备方法。
背景技术
在现实生活中，越来越多的小型水泵正在用工程塑料来代替金属材质，聚丙烯复合材料具有耐水好、尺寸稳定性好、环保、价格廉价易得等特点。但常规的聚丙烯复合材料在耐压和持久耐水解性问题上通不过，一般在压注六千次就会开裂，国外同等材料要求通过三万次为合格。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有高刚性、高抗冲击和持久耐水解的聚丙烯复合材料。
为了达到上述目的，本发明所设计的一种高性能聚丙烯复合材料，由以下重量百分比的原料组成：
作为优选，上述均聚PP组分为均聚聚丙烯，其特性弯曲模量为1700MPa；
作为优选，上述共聚PP组分为共聚聚丙烯，其特性缺口冲击为45KJ/m2；
作为优选，上述无碱玻璃纤维表面经过硅烷偶联剂处理，单丝直径为9微米；
作为优选，上述长效热稳定剂为巴斯夫B225；
作为优选，上述抗氧剂9002由抗氧剂1010和抗氧剂168等比例复配而成；
作为优选，上述反应性相容剂为聚烯烃类反应型相容剂；
作为优选，其他助剂为紫外线吸收剂2羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；
本发明通过加入均聚PP组分提高材料的刚性，加入一部分特选的共聚PP提高一部分韧性，跟所选的玻璃纤维组合可以达到一种很高性能的均衡。长效热稳定剂和长期抗氧化剂的加入可以让材料长期保持物性不降低。本发明聚丙烯复合材料的物性跟国内现有聚丙烯复合材料相比，拉伸强度高了20％，弯曲强度和弯曲模量提高了24％，缺口冲击性能提高了12％。在水流脉冲实验中达到了32000次不开裂，达到了客户30000次的要求。
本发明的另一目的是提供一种高性能聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下具体步骤：
1、配料：按照配方重量比依次在高速拌料机里加入均聚PP、共聚PP和相容剂，并预拌5分钟，加入抗氧剂9002、长效热稳定剂和其他助剂等粉状助剂，再拌3分钟；
2、熔融挤出：将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出的同时，在第五节螺筒引入无碱玻璃纤维熔融挤出，熔融挤出温度从第一区到模头依次为225℃、230℃、230℃、235℃、235℃、220℃、210℃、210℃、210℃、210℃、220℃；螺杆转速为330转/分，喂料为24转/分；
3、造粒及后处理：对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过振动筛、均化罐均化包装得到成品。
上述制备方法的配料过程中先进行预拌，使材料更加均匀，可以得到均匀的物性；熔融挤出过程中的前几区温度偏高，保证树脂充分塑化，甚至有一点点过，保证了玻纤的长度。
具体实施方式：
实施例1
一种高性能聚丙烯复合材料，由以下重量百分比的原料组成：
上述均聚PP组分为均聚聚丙烯，其特性弯曲模量为1700MPa；
上述共聚PP组分为共聚聚丙烯，其特性缺口冲击为45KJ/m2；
上述无碱玻璃纤维表面经过硅烷偶联剂处理，单丝直径为9微米；
上述反应性相容剂为聚烯烃类反应型相容剂；
其他助剂为紫外线吸收剂2羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；
通过如下方法制备得到：
1、配料：按照配方重量比依次在高速拌料机里加入均聚PP、共聚PP和相容剂，并预拌5分钟，加入抗氧剂9002、长效热稳定剂B225和紫外线吸收剂等粉状助剂，再拌3分钟；
2、熔融挤出：将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出的同时，在第五节螺筒引入无碱玻璃纤维熔融挤出，熔融挤出温度从第一区到模头依次为225℃、230℃、230℃、235℃、235℃、220℃、210℃、210℃、210℃、210℃、220℃；螺杆转速为330转/分，喂料为24转/分；
3、造粒及后处理：对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过振动筛、均化罐均化包装得到成品。
实施例2
一种高性能聚丙烯复合材料，由以下重量百分比的原料组成：
上述均聚PP组分为均聚聚丙烯，其特性弯曲模量为1700MPa；
上述共聚PP组分为共聚聚丙烯，其特性缺口冲击为45KJ/m2；
上述无碱玻璃纤维表面经过硅烷偶联剂处理，单丝直径为9微米；
上述反应性相容剂为聚烯烃类反应型相容剂；
其他助剂为紫外线吸收剂2羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；
通过如下方法制备得到：
1、配料：按照配方重量比依次在高速拌料机里加入均聚PP、共聚PP和相容剂，并预拌5分钟，加入抗氧剂9002、长效热稳定剂B225和紫外线吸收剂等粉状助剂，再拌3分钟；
2、熔融挤出：将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出的同时，在第五节螺筒引入无碱玻璃纤维熔融挤出，熔融挤出温度从第一区到模头依次为225℃、230℃、230℃、235℃、235℃、220℃、210℃、210℃、210℃、210℃、220℃；螺杆转速为330转/分，喂料为24转/分；
3、造粒及后处理：对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过振动筛、均化罐均化包装得到成品。
实施例3
一种高性能聚丙烯复合材料，由以下重量百分比的原料组成：
上述均聚PP组分为均聚聚丙烯，其特性弯曲模量为1700MPa；
上述共聚PP组分为共聚聚丙烯，其特性缺口冲击为45KJ/m2；
上述无碱玻璃纤维表面经过硅烷偶联剂处理，单丝直径为9微米；
上述反应性相容剂为聚烯烃类反应型相容剂；
其他助剂为紫外线吸收剂2羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；
通过如下方法制备得到：
1、配料：按照配方重量比依次在高速拌料机里加入均聚PP、共聚PP和相容剂，并预拌5分钟，加入抗氧剂9002、长效热稳定剂B225和紫外线吸收剂等粉状助剂，再拌3分钟；
2、熔融挤出：将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出的同时，在第五节螺筒引入无碱玻璃纤维熔融挤出，熔融挤出温度从第一区到模头依次为225℃、230℃、230℃、235℃、235℃、220℃、210℃、210℃、210℃、210℃、220℃；螺杆转速为330转/分，喂料为24转/分；
3、造粒及后处理：对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过振动筛、均化罐均化包装得到成品。
本发明聚丙烯复合材料的性能和国内现有聚丙烯复合材料的对比测试结果如下：

Claims (9)

1.一种高性能聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下重量百分比的原料组成：
2.根据权利要求1所述的一种高性能聚丙烯复合材料，其特征在于：所述均聚PP组分为均聚聚丙烯，其特性弯曲模量为1700MPa。
3.根据权利要求1所述的一种高性能聚丙烯复合材料，其特征在于：所述共聚PP组分为共聚聚丙烯，其特性缺口冲击为45KJ/m2。
4.根据权利要求1所述的一种高性能聚丙烯复合材料，其特征在于：所述无碱玻璃纤维表面经过硅烷偶联剂处理，单丝直径为9微米。
5.根据权利要求1所述的一种高性能聚丙烯复合材料，其特征在于：所述长效热稳定剂为巴斯夫B225。
6.根据权利要求1所述的一种高性能聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂9002由抗氧剂1010和抗氧剂168等比例复配而成。
7.根据权利要求1所述的一种高性能聚丙烯复合材料，其特征在于：所述反应性相容剂为聚烯烃类反应型相容剂。
8.根据权利要求1所述的一种高性能聚丙烯复合材料，其特征在于：所述其他助剂为紫外线吸收剂2羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
9.一种如权利要求1所述高性能聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下具体步骤：
(1)配料：按照配方重量比依次在高速拌料机里加入均聚PP、共聚PP和相容剂，并预拌5分钟，加入抗氧剂9002、长效热稳定剂和其他助剂等粉状助剂，再拌3分钟；
(2)熔融挤出：将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，在熔融挤出的同时，在第五节螺筒引入无碱玻璃纤维熔融挤出，熔融挤出温度从第一区到模头依次为225℃、230℃、230℃、235℃、235℃、220℃、210℃、210℃、210℃、210℃、220℃；螺杆转速为330转/分，喂料为24转/分；
(3)造粒及后处理：对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过振动筛、均化罐均化包装得到成品。
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