CN111040282A - 一种高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带及其制备方法，所述聚乙烯玻璃纤维增强带包括以下重量份的组分：石英纤维48‑69份、聚乙烯15‑32份、氢氧化镁粉末6‑15份、相容剂8‑20份、四[β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1‑10份；其中，所述石英纤维的单丝直径为15‑25μm、软化点为550‑630℃、密度为2.35‑2.72g/cm3。本发明的聚乙烯玻璃纤维增强带，在石英纤维、相容剂、氢氧化镁粉末以及的四[β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的复配作用下，具备较高强度以及高耐热性；用于增强聚乙烯材料，解决的聚乙烯材料的强度低、耐热性差的问题。此外，本发明的高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带的制备方法，其制备过程简单，原料以及设备易得，可以规模化生产。

Description

一种高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚乙烯复合材料的制造技术领域，具体涉及一种高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带及其制备方法。
背景技术
聚合物型的聚乙烯材料有较低的热变形温度(100℃)、低透明度、低光泽度、低刚性，聚合物型的聚乙烯材料的强度随着乙烯链段规整性提高而提高。聚合物型的聚乙烯材料的维卡软化温度为105℃，其维卡软化温度较低，因此材料受热时尺寸稳定性较差。此外，由于聚合物型的聚乙烯材料的结晶度较高，因此该种材料的表面钢度强，抗划痕特性很好。聚乙烯材料被广泛用于制药、化工、石油、氯碱、制药、环保、轻工、印染、食品、冶金以及水处理等众多行业中。
在聚乙烯制备管材过程中，由于聚乙烯的强度较低，且软化点较低，因此采用聚乙烯材料制备的管材，在实际使用过程中，常会因管材强度低而导致使用寿命降低，从而需要重新更换新的管材，造成了资源浪费。因此如何制备一种强度高，耐热性能优良的聚乙烯玻璃纤维增强带材料用来增强聚乙烯管材已成为研发人员需要迫切解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术不足，提供一种高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带及其制备方法，解决了现有技术中聚乙烯材料的强度低、耐热性差的技术问题。
为了实现上述的目的，本发明采用如下技术方案：
本发明第一个方面是提供了一种高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带，包括以下重量份的组分：
Figure BDA0002342390760000011
Figure BDA0002342390760000021
其中，所述石英纤维的单丝直径为15-25μm、软化点为550-630℃、密度为2.35-2.72g/cm3。
进一步地，所述高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带包括以下重量份的组分：
Figure BDA0002342390760000022
进一步地，所述氢氧化镁粉末的密度为2.36g/cm3，熔点为350℃。
进一步地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
进一步优选地，所述马来酸酐接枝聚乙烯的密度为0.885-0.905g/cm3，接枝率为1.0-2.5％，拉伸强度为15-18MPa，熔点为115-120℃；在190℃、2.16kg条件下，其熔体指数为2-10g/10min。
本发明第二个方面是提供了一种高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚乙烯、氢氧化镁粉末、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，将其混合均匀；
(2)将混合均匀后的原料加入到浸渍槽中加热熔化，然后将石英纤维丝排成一排浸入浸渍槽中5min，然后将浸渍完全的石英纤维带浸入冷却水中。
进一步地，步骤(1)中所述混合的温度为65-70℃。
进一步地，步骤(2)中所述浸渍槽中加热熔化的温度为180-200℃，所述冷却水的温度为25℃。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带，在石英纤维、相容剂、氢氧化镁粉末以及的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的复配作用下，具备较高强度以及高耐热性；用于增强聚乙烯材料，解决的聚乙烯材料的强度低、耐热性差的问题。此外，本发明的高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带的制备方法，其制备过程简单，原料以及设备易得，可以规模化生产。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
一种高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带，包括以下重量份的组分：
Figure BDA0002342390760000031
其中，所述石英纤维的单丝直径为15-25μm、软化点为550-630℃、密度为2.35-2.72g/cm3；
所述氢氧化镁粉末的密度为2.36g/cm3，熔点为350℃；
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，密度为0.885-0.905g/cm3，接枝率为1.0-2.5％，拉伸强度为15-18MPa，熔点为115-120℃；在190℃、2.16kg条件下，其熔体指数为2-10g/10min。
一种高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带的制备，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚乙烯、氢氧化镁粉末、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，将其混合均匀，混合的温度为65-70℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到浸渍槽中加热熔化，然后将石英纤维丝排成一排浸入浸渍槽中5min，然后将浸渍完全的石英纤维带浸入冷却水中，所述浸渍槽中加热熔化的温度为180-200℃，所述冷却水的温度为25℃。
实施例2
一种高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带，包括以下重量份的组分：
Figure BDA0002342390760000032
Figure BDA0002342390760000041
其中，所述石英纤维的单丝直径为15-25μm、软化点为550-630℃、密度为2.35-2.72g/cm3；
所述氢氧化镁粉末的密度为2.36g/cm3，熔点为350℃；
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，密度为0.885-0.905g/cm3，接枝率为1.0-2.5％，拉伸强度为15-18MPa，熔点为115-120℃；在190℃、2.16kg条件下，其熔体指数为2-10g/10min。
一种高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带的制备，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚乙烯、氢氧化镁粉末、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，将其混合均匀，混合的温度为65-70℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到浸渍槽中加热熔化，然后将石英纤维丝排成一排浸入浸渍槽中5min，然后将浸渍完全的石英纤维带浸入冷却水中，所述浸渍槽中加热熔化的温度为180-200℃，所述冷却水的温度为25℃。
实施例3
一种高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带，包括以下重量份的组分：
Figure BDA0002342390760000042
其中，所述石英纤维的单丝直径为15-25μm、软化点为550-630℃、密度为2.35-2.72g/cm3；
所述氢氧化镁粉末的密度为2.36g/cm3，熔点为350℃；
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，密度为0.885-0.905g/cm3，接枝率为1.0-2.5％，拉伸强度为15-18MPa，熔点为115-120℃；在190℃、2.16kg条件下，其熔体指数为2-10g/10min。
一种高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带的制备，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚乙烯、氢氧化镁粉末、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，将其混合均匀，混合的温度为65-70℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到浸渍槽中加热熔化，然后将石英纤维丝排成一排浸入浸渍槽中5min，然后将浸渍完全的石英纤维带浸入冷却水中，所述浸渍槽中加热熔化的温度为180-200℃，所述冷却水的温度为25℃。
实施例4
一种高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带，包括以下重量份的组分：
Figure BDA0002342390760000051
其中，所述石英纤维的单丝直径为15-25μm、软化点为550-630℃、密度为2.35-2.72g/cm3；
所述氢氧化镁粉末的密度为2.36g/cm3，熔点为350℃；
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，密度为0.885-0.905g/cm3，接枝率为1.0-2.5％，拉伸强度为15-18MPa，熔点为115-120℃；在190℃、2.16kg条件下，其熔体指数为2-10g/10min。
一种高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带的制备，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚乙烯、氢氧化镁粉末、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，将其混合均匀，混合的温度为65-70℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到浸渍槽中加热熔化，然后将石英纤维丝排成一排浸入浸渍槽中5min，然后将浸渍完全的石英纤维带浸入冷却水中，所述浸渍槽中加热熔化的温度为180-200℃，所述冷却水的温度为25℃。
对比例
对实施例1-4中所制备的高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带以及市场采购的聚乙烯玻璃纤维增强带，按照各自的测试标准进行性能测试，其中强度采用标准GB/T1040，耐热性采用标准GB/T1633，测试结果见表1。
表1
Figure BDA0002342390760000061
由此可知，本发明实施例1-4的聚乙烯玻璃纤维增强带的强度以及软化点均大于市场采购的聚乙烯玻璃纤维增强带。强度越高，表明聚乙烯玻璃纤维增强带做出的产品使用性能越好，维卡软化点越高说明产品耐热性能越好。由此可知，相比于市场现有的聚乙烯玻璃纤维增强带，本发明的聚乙烯玻璃纤维增强带同时具有较高的强度和耐热性能。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所做出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带，其特征在于，包括以下重量份的组分：
Figure FDA0002342390750000011
其中，所述石英纤维的单丝直径为15-25μm、软化点为550-630℃、密度为2.35-2.72g/cm3。
2.根据权利要求1所述的高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带，其特征在于，包括以下重量份的组分：
Figure FDA0002342390750000012
3.根据权利要求1所述的高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带，所述氢氧化镁粉末的密度为2.36g/cm3，熔点为350℃。
4.根据权利要求1所述的高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
5.根据权利要求4所述的高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带，其特征在于，所述马来酸酐接枝聚乙烯的密度为0.885-0.905g/cm3，接枝率为1.0-2.5％，拉伸强度为15-18MPa，熔点为115-120℃；在190℃、2.16kg条件下，其熔体指数为2-10g/10min。
6.一种根据权利要求1-5任意一项所述的高强度高耐热性的聚乙烯玻璃纤维增强带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚乙烯、氢氧化镁粉末、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，将其混合均匀；
(2)将混合均匀后的原料加入到浸渍槽中加热熔化，然后将石英纤维丝排成一排浸入浸渍槽中5min，然后将浸渍完全的石英纤维带浸入冷却水中。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合的温度为65-70℃。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述浸渍槽中加热熔化的温度为180-200℃，所述冷却水的温度为25℃。
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