CN112457659B - 一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料及其制备方法 - Google Patents

一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料及其制备方法。高强度工程塑料包括以下原料，按重量份数计，改性玻璃纤维25～30份、工程塑料基体60～70份、晶须硫酸钙13～17份、抗氧剂0.05～0.2份，硅烷偶联剂3～5份。其中，改性玻璃纤维的制备方法是先通过化学镀银在玻璃纤维表面镀致密的纳米银层，再利用冠醚接枝的聚乙烯醇溶液包覆在镀银玻璃纤维表面；形成聚乙烯醇薄膜保护屏障；镀银玻璃纤维可进一步增强玻璃纤维的强度，改善玻璃纤维的摩擦性能和抗菌性能；聚乙烯醇薄膜可保护纳米银层不被氧化，保护镀银玻璃纤维在制备过程受到机械挤压翻折的情况，纳米银不会脱落而降低塑料强度；本发明制备的工程塑料，具有强度高、耐摩、安全环保的特性。

Description

一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料技术领域，具体为一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料及其制备方法。
背景技术
以聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚四氟乙烯为代表的工程塑料已得到了迅速发展，逐步替代金属广泛应用于机械、电子、汽车、建筑、家具等行业，它具有耐磨、耐腐蚀、重量轻、可塑性好等优点。近年来，人们对工程塑料加入增强材料作了深入的研究，通常通过加入二氧化硅粉体、炭粉、滑石粉、云母、碳酸钙及各种短纤维来提高工程塑料的机械性能，同时也通过掺混金来实现。化学工业出版社2002年4月份出版的《常用合成树脂的性能和应用手册》第442～443页公开了含30％玻璃纤维增强的PA66(尼龙)、间规PS(聚苯乙烯)、PBT(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PPS(聚苯乙烯)等工程塑料的机械、热、电及物性能。
用玻璃纤维与热塑性树脂混合后能提高基体的物理力学性能，其增强效果主要依赖于纤维材料与树脂基体的牢固粘接，使塑料所受负荷能转移到高强度纤维上，并将负荷由局部传递到较大范围甚至于整个物体。玻璃纤维增强热塑性树脂主要有短切玻璃纤维增强和长玻璃纤维增强两种方法，传统的长玻纤(LFT)增强工艺是预浸带工艺，工艺复杂且成本较高，而短切玻璃纤维增强尼龙操作简单，生产效率高，其制备的复合材料性能也较优。
但由于玻璃纤维与热塑性树脂的界面结合作用较弱，限制玻璃纤维增强工程塑料的应用。如何增强玻璃纤维与热塑性树脂的界面结合作用，成为行业内研究的热点。目前，已有的报道中主要通过以下几种方式，来改善玻璃纤维与热塑性树脂的界面结合力：通过静电吸附方法在玻璃纤维表面负载粘土可以有效解决粘土的分散问题，同时少量的粘土还可以作为成核剂诱导聚合物的结晶，改善玻璃纤维与聚合物基体的界面连接。向聚合物基体中添加成核剂是也聚合物改性的一种重要方法。成核剂可以效改善材料的物理机械性能，而且对化学结构影响很小，克服了普通共混及化学改性的不足。工业上通常采用直接添加成核剂的方式对聚合物改性。玻璃纤维增强聚合物基复合材料中大量添加的玻璃纤维会一定程度上破坏聚合物的结晶，在玻璃纤维增强聚合物复合材料中直接添加成核剂往往效果不明显。
以上对于玻璃纤维的处理方案中，对复合材料或工程塑料起到一定的增强作用，但同时也带来了新的问题；处理后的玻璃纤维制备的复合材料及工程塑料强度大，但柔韧性相对较弱，因此导致工程塑料制品脆性大，裂纹，且耐摩性能弱的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料包括以下原料，按重量份数计，改性玻璃纤维25～30份、工程塑料基体60～70份、晶须硫酸钙13～17份、抗氧剂0.05～0.2份，硅烷偶联剂3～5份。
进一步的，所述工程塑料还可以添加润滑剂、热稳定剂、紫外线吸收剂等助剂。
进一步的，所述改性玻璃纤维主要由玻璃纤维、银氨溶液、冠醚、聚乙烯醇反应制得；所述聚乙烯醇和冠醚的质量比为3～5:1。
进一步的，所述工程塑料基体为聚酰胺、ABS塑料、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚甲醛中的一种或多种。
进一步的，所述玻璃纤维为短切无碱玻璃纤维，所述短切无碱玻璃纤维长度为3～5mm。
进一步的，所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570中的一种或多种；所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂。
进一步的，所述冠醚为12-冠-4、15-冠-5、18-冠-6、21-冠-7中的任意一种。
一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤；
(1)制备改性玻璃纤维：
将玻璃纤维浸入氢氧化钠溶液中，升温至70～75℃，搅拌，过滤，干燥；向玻璃纤维中加入重铬酸钾、浓硫酸混合液，保持温度为30～35℃，搅拌，洗涤；加入氯化亚锡、氯化钯、盐酸混合液，保持温度为30～35℃，搅拌，洗涤，干燥；将处理后的玻璃纤维浸入镀银液中，升温至80～90℃，反应，洗涤，烘干，得到镀银玻璃纤维；
将聚乙烯醇溶于水中，加入冠醚、浓硫酸，混合搅拌，升温至80～90℃，反应,加入丙酮溶液，析出沉淀，抽滤，固相经乙醇溶液洗涤三次，干燥，得到冠醚接枝聚乙烯醇聚合物；将镀银玻璃纤维浸入，反应,过滤，滤液备用，烘干，得到改性玻璃纤维；
(2)制备高强度工程塑料；将工程塑料基体、晶须硫酸钙、抗氧剂、硅烷偶联剂、步骤(1)中的滤液混合搅拌，得到预混料；预混料经过主加料筒加入同向平行双螺杆内进行熔融，共混挤出；将步骤(1)制得的改性玻璃纤维通过双螺杆挤出机中段的侧喂料口加入；将挤出机口挤出的料条，冷却、干燥、切粒，得到高强度工程塑料成品。
玻璃纤维具有较高的强度，加入到工程塑料中，本方案步骤1中，首先利用氢氧化钠、重铬酸钾、酸液、氯化锡等对短切玻璃纤维进行表面碱性、活化处理后，浸渍与镀银液中镀银，镀银液中还特别加入了盐酸多巴胺，利用盐酸多巴胺对银离子的螯合作用，使玻璃纤维表面形成的纳米银层分布均匀且致密；致密的纳米银层可提高玻璃纤维的强度和耐摩性能，同时纳米银还可以起到较好的抗菌抑菌作用；因此在生产工程塑料过程中，加入镀银玻璃纤维可提高工程塑料的强度、耐摩性和抗菌性。然而，我们在使用镀银玻璃纤维制备工程塑料的过程中，发现了以下问题：1、制备过程中，连续高强度的机械挤压弯折会使镀银玻璃纤维表面的纳米银颗粒发生脱落的现象，纳米银的脱落直接影响工程塑料的机械性能；2、镀银玻璃纤维直接暴露在空气中易被氧化变黑，影响工程塑料的外观品质；3、镀银玻璃纤维表面纳米银层属于无机材料，其与聚酰胺等树脂相容性不理想。
为了解决以上问题，本方案又利用冠醚接枝的聚乙烯醇溶液浸渍镀银玻璃纤维，浸渍后，镀银玻璃纤维表面会快速形成聚乙烯醇薄膜，该薄膜可保护纳米银层与空气隔绝，不易被氧化，保护纳米银层在受力翻折时不会脱落；冠醚接枝聚乙烯醇化合物与聚酰胺等树脂相容性良好。另外，冠醚具有独特的空穴结构，分子结构中的醚氧原子与金属离子之间存在较强的静电吸引力，能够牢牢锁住金属离子，本方案中引入冠醚，可去除工程塑料熔融加工过程中释放出的金属离子杂质，提高工程塑料的安全环保等级；另一方面，工程塑料制品在长期接触金属件后，金属离子的迁移会造成工程塑料的强度减弱，逐渐引发裂纹、塑料制品开裂；冠醚的加入可以捕捉抑制金属离子，减少工程塑料制品品质的损伤。
进一步的，一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤；
(1)制备改性玻璃纤维：将玻璃纤维浸入氢氧化钠溶液中，升温至70～75℃，搅拌，过滤，干燥；向玻璃纤维中加入重铬酸钾、质量浓度为5～10％的浓硫酸混合液，保持温度为30～35℃，搅拌，洗涤；加入氯化亚锡、氯化钯和质量浓度为0.1～0.4％的盐酸混合液，保持温度为30～35℃，搅拌，洗涤，干燥；将处理后的玻璃纤维浸入镀银液中，升温至80～90℃，反应1～2h，洗涤，烘干，得到镀银玻璃纤维；
将聚乙烯醇溶于水中，加入冠醚、浓硫酸，混合搅拌，升温至80～90℃，反应17～19h,加入丙酮溶液，析出沉淀，抽滤，固相经乙醇溶液洗涤三次，干燥，得到冠醚接枝聚乙烯醇聚合物；将镀银玻璃纤维浸入，反应20～30min,过滤，滤液备用，烘干，得到改性玻璃纤维；
(2)制备高强度工程塑料；将工程塑料基体、晶须硫酸钙、抗氧剂、硅烷偶联剂、步骤(1)中的滤液混合搅拌，得到预混料；预混料经过主加料筒加入同向平行双螺杆内进行熔融共混挤出；将步骤(1)制得的改性玻璃纤维通过双螺杆挤出机中段的侧喂料口加入，双螺杆转速为80～100rpm，主喂料机螺杆转速为10～30rpm；将挤出机口挤出的料条，冷却、干燥、切粒，得到高强度工程塑料成品。
进一步的，所述化学镀银液包括硝酸银、柠檬酸钠、盐酸多巴胺、十二烷基苯磺酸钠；所述镀银溶液用氢氧化钠溶液调节pH至7.5～10。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明提供了一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料，该高强度工程塑料中采用改性玻璃纤维来增强工程塑料的强度，先通过化学镀银在玻璃纤维表面镀致密的纳米银层，镀银玻璃纤维可进一步增强玻璃纤维的强度，改善玻璃纤维的摩擦性能和抗菌性能。再利用冠醚接枝的聚乙烯醇溶液包覆在镀银玻璃纤维表面；形成聚乙烯醇薄膜保护屏障，保护纳米银层不被氧化，保护镀银玻璃纤维在制备过程受到机械挤压翻折的情况，纳米银层不会脱落。本方案还引入了冠醚，发挥冠醚独特的空穴结构优势，来抑制去除工程塑料基体熔融时释放的金属离子，保护塑料制品与金属部件长期接触时，免于金属离子带来的强度损失。本发明制备的工程塑料，具有强度高、耐摩、安全环保的特性。
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。
实施例1
原料准备：改性玻璃纤维25份、聚酰胺60份、晶须硫酸钙13份、抗氧剂0.05份，硅烷偶联剂KH-550 3份。化学镀银液包括硝酸银、氨水、氢氧化钠、葡萄糖、盐酸多巴胺、十二烷基苯磺酸钠；所述镀银溶液pH为7.5。
一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料的制备方法，包括以下步骤；
(1)制备改性玻璃纤维：
将玻璃纤维浸入氢氧化钠溶液中，升温至70℃，搅拌，过滤，干燥；向玻璃纤维中加入重铬酸钾、质量浓度为5％的浓硫酸混合液，保持温度为30℃，搅拌，洗涤；加入氯化亚锡、氯化钯和质量浓度为0.1％的盐酸混合液，保持温度为30℃，搅拌，洗涤，干燥；将处理后的玻璃纤维浸入镀银液中，升温至80℃，反应1h，洗涤，烘干，得到镀银玻璃纤维；将聚乙烯醇溶于水中，加入12-冠-4、浓硫酸，聚乙烯醇和12-冠-4的质量比为3:1，混合搅拌，升温至80℃，反应17h,加入丙酮溶液，析出沉淀，抽滤，固相经乙醇溶液洗涤三次，干燥，冠醚接枝聚乙烯醇聚合物；将镀银玻璃纤维浸入，反应20min,过滤，滤液备用，烘干，得到改性玻璃纤维；
(2)制备高强度工程塑料；将聚酰胺、晶须硫酸钙、抗氧剂、硅烷偶联剂、步骤(1)中的滤液混合搅拌，得到预混料；预混料经过主加料筒加入同向平行双螺杆内进行熔融共混挤出；将步骤(1)制得的改性玻璃纤维通过双螺杆挤出机中段的侧喂料口加入，双螺杆转速为80rpm，主喂料机螺杆转速为10rpm；将挤出机口挤出的料条，冷却、干燥、切粒，得到高强度工程塑料成品。
实施例2
原料准备：改性玻璃纤维27份、聚酰胺63份、晶须硫酸钙15份、抗氧剂0.06份，硅烷偶联剂KH-560 4份。化学镀银液包括硝酸银、氨水、氢氧化钠、葡萄糖、盐酸多巴胺、十二烷基苯磺酸钠；所述镀银溶液pH为9.5。
一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料的制备方法，包括以下步骤；
(1)制备改性玻璃纤维：将玻璃纤维浸入氢氧化钠溶液中，升温至72℃，搅拌，过滤，干燥；向玻璃纤维中加入重铬酸钾、质量浓度为7％的浓硫酸混合液，保持温度为33℃，搅拌，洗涤；加入氯化亚锡、氯化钯和质量浓度为0.3％的盐酸混合液，保持温度为33℃，搅拌，洗涤，干燥；将处理后的玻璃纤维浸入镀银液中，升温至85℃，反应1.5h，洗涤，烘干，得到镀银玻璃纤维；将聚乙烯醇溶于水中，加入15-冠-5、浓硫酸，聚乙烯醇和15-冠-5的质量比为4:1。
混合搅拌，升温至85℃，反应18h,加入丙酮溶液，析出沉淀，抽滤，固相经乙醇溶液洗涤三次，干燥，冠醚接枝聚乙烯醇聚合物；将镀银玻璃纤维浸入，反应24min,过滤，滤液备用，烘干，得到改性玻璃纤维；
(2)制备高强度工程塑料；将聚酰胺、晶须硫酸钙、抗氧剂、硅烷偶联剂、步骤(1)中的滤液混合搅拌，得到预混料；预混料经过主加料筒加入同向平行双螺杆内进行熔融共混挤出；将步骤(1)制得的改性玻璃纤维通过双螺杆挤出机中段的侧喂料口加入，双螺杆转速为90rpm，主喂料机螺杆转速为15rpm；将挤出机口挤出的料条，冷却、干燥、切粒，得到高强度工程塑料成品。
实施例3
原料准备：改性玻璃纤维30份、聚酰胺70份、晶须硫酸钙17份、抗氧剂0.2份，硅烷偶联剂KH-550 5份。化学镀银液包括硝酸银、氨水、氢氧化钠、葡萄糖、盐酸多巴胺、十二烷基苯磺酸钠；所述镀银溶液pH为10。
一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料的制备方法，包括以下步骤；
(1)制备改性玻璃纤维：将玻璃纤维浸入氢氧化钠溶液中，升温至75℃，搅拌，过滤，干燥；向玻璃纤维中加入重铬酸钾、质量浓度为10％的浓硫酸混合液，保持温度为35℃，搅拌，洗涤；加入氯化亚锡、氯化钯和质量浓度为0.4％的盐酸混合液，保持温度为35℃，搅拌，洗涤，干燥；将处理后的玻璃纤维浸入镀银液中，升温至90℃，反应2h，洗涤，烘干，得到镀银玻璃纤维；将聚乙烯醇溶于水中，加入15-冠-5、浓硫酸，聚乙烯醇和15-冠-5的质量比为5:1。混合搅拌，升温至90℃，反应19h,加入丙酮溶液，析出沉淀，抽滤，固相经乙醇溶液洗涤三次，干燥，冠醚接枝聚乙烯醇聚合物；将镀银玻璃纤维浸入，反应30min,过滤，滤液备用，烘干，得到改性玻璃纤维；
(2)制备高强度工程塑料；将聚酰胺、晶须硫酸钙、抗氧剂、硅烷偶联剂、步骤(1)中的滤液混合搅拌，得到预混料；预混料经过主加料筒加入同向平行双螺杆内进行熔融共混挤出；将步骤(1)制得的改性玻璃纤维通过双螺杆挤出机中段的侧喂料口加入，双螺杆转速为100rpm，主喂料机螺杆转速为30rpm；将挤出机口挤出的料条，冷却、干燥、切粒，得到高强度工程塑料成品。
对比例1
原料准备：改性玻璃纤维30份、聚酰胺70份、晶须硫酸钙17份、抗氧剂0.2份，硅烷偶联剂KH-550 5份。化学镀银液包括硝酸银、氨水、氢氧化钠、葡萄糖、盐酸多巴胺、十二烷基苯磺酸钠；所述镀银溶液pH为10。
一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料的制备方法，包括以下步骤；
(1)制备改性玻璃纤维：将玻璃纤维浸入氢氧化钠溶液中，升温至75℃，搅拌，过滤，干燥；向玻璃纤维中加入重铬酸钾、质量浓度为10％的浓硫酸混合液，保持温度为35℃，搅拌，洗涤；加入氯化亚锡、氯化钯和质量浓度为0.4％的盐酸混合液，保持温度为35℃，搅拌，洗涤，干燥；将处理后的玻璃纤维浸入镀银液中，升温至90℃，反应2h，洗涤，烘干，得到镀银玻璃纤维；将镀银玻璃纤维浸入聚乙烯醇溶液中，反应30min,过滤，滤液备用，烘干，得到改性玻璃纤维；
(2)制备高强度工程塑料；将聚酰胺、晶须硫酸钙、抗氧剂、硅烷偶联剂、步骤(1)中的滤液混合搅拌，得到预混料；预混料经过主加料筒加入同向平行双螺杆内进行熔融共混挤出；将步骤(1)制得的改性玻璃纤维通过双螺杆挤出机中段的侧喂料口加入，双螺杆转速为100rpm，主喂料机螺杆转速为30rpm；将挤出机口挤出的料条，冷却、干燥、切粒，得到高强度工程塑料成品。
对比例2
原料准备：改性玻璃纤维30份、聚酰胺70份、晶须硫酸钙17份、抗氧剂0.2份，硅烷偶联剂KH-550 5份。化学镀银液包括硝酸银、氨水、氢氧化钠、葡萄糖、盐酸多巴胺、十二烷基苯磺酸钠；所述镀银溶液pH为10。
一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料的制备方法，包括以下步骤；
(1)制备改性玻璃纤维：将玻璃纤维浸入氢氧化钠溶液中，升温至75℃，搅拌，过滤，干燥；向玻璃纤维中加入重铬酸钾、质量浓度为10％的浓硫酸混合液，保持温度为35℃，搅拌，洗涤；加入氯化亚锡、氯化钯和质量浓度为0.4％的盐酸混合液，保持温度为35℃，搅拌，洗涤，干燥；将处理后的玻璃纤维浸入镀银液中，升温至90℃，反应2h，洗涤，烘干，得到改性玻璃纤维；
(2)制备高强度工程塑料；将聚酰胺、晶须硫酸钙、抗氧剂、硅烷偶联剂、步骤(1)中的滤液混合搅拌，得到预混料；预混料经过主加料筒加入同向平行双螺杆内进行熔融共混挤出；将步骤(1)制得的改性玻璃纤维通过双螺杆挤出机中段的侧喂料口加入，双螺杆转速为100rpm，主喂料机螺杆转速为30rpm；将挤出机口挤出的料条，冷却、干燥、切粒，得到高强度工程塑料成品。
对比例3
原料准备：玻璃纤维30份、聚酰胺70份、晶须硫酸钙17份、抗氧剂0.2份，硅烷偶联剂KH-550 5份。化学镀银液包括硝酸银、氨水、氢氧化钠、葡萄糖、盐酸多巴胺、十二烷基苯磺酸钠；所述镀银溶液pH为10。
一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料的制备方法，包括以下步骤；
将聚酰胺、晶须硫酸钙、抗氧剂、硅烷偶联剂、步骤(1)中的滤液混合搅拌，得到预混料；预混料经过主加料筒加入同向平行双螺杆内进行熔融共混挤出；将步骤(1)制得的玻璃纤维通过双螺杆挤出机中段的侧喂料口加入，双螺杆转速为100rpm，主喂料机螺杆转速为30rpm；将挤出机口挤出的料条，冷却、干燥、切粒，得到高强度工程塑料成品。
试验与数据分析
将实施例1～3、对比例1～3制备的工程塑料通过注塑机制备成80cm×10cm×4cm标准样条，按照《GB/T1843～2008塑料悬臂梁冲击强度的测定》要求检测标准样条的抗冲击强度，检测结果见下表1。将实施例1～3、对比例1～3制备的工程塑料通过注塑机分别制成10cm×10cm×4cm的标准样条；在制备各组样条时，必须保持注塑机的工作温度、压力、注塑时间等工艺参数一致；按照《GB/T1041～2008塑料压缩性能试验标准》要求检测标准样条的抗压强度，检测结果见下表1；
<![CDATA[缺口冲击强度，KJ/m<sup>2</sup>]]> 拉伸强度，MPa 弯曲强度，MPa 弯曲模量，MPa
实施例1 26 119 76 7500
实施例2 30 120 75 8000
实施例3 28 124 80 8000
对比例1 26 118 75 7000
对比例2 13 112 70 6700
对比例3 9 98 63 6000
表1
对比例1与实施例3相比在制备改性玻璃纤维过程中，镀银玻璃纤维仅用聚乙烯醇溶液浸渍成膜，未使用冠醚接枝聚乙烯醇溶液。对比例2与实施例3相比在制备改性玻璃纤维过程中，用镀银后的玻璃纤维未做任何处理，直接制备工程塑料。对比例3与实施例3相比在制备改性玻璃纤维过程中，用不做任何处理的普通玻璃纤维代替改性玻璃纤维。由表1数据可知，对比例1～3制备的工程塑料在抗冲击强度、拉伸强度、弯曲强度上递减，均比实施例3的检测数值低，该数值比较说明了对比例1～3制备的工程塑料在强度耐摩性能上弱于实施例3，本方案中用改性玻璃纤维制备的工程塑料强度和耐摩性能大于镀银玻璃纤维制备的工程塑料大于普通玻璃纤维制备的工程塑料。另外，对比例2在制备过程中，镀银玻璃纤维表面经机器的挤压翻折后，出现了少许纳米银脱落的现象；纳米银层的脱落也导致了塑料强度和耐摩性的减弱。
熔融指数检测
检测实施例3和对比例1制得的高强度工程塑料在在220℃时的熔融指数，以10kg重量测定；实施例3高强度工程塑料的熔融指数为40.8g/10min，对比例1高强度工程塑料的熔融指数为51.5g/10min。由于对比例1中在玻璃纤维改性处理过程中，未引入冠醚，体系中的重金属离子未得到吸附，因此其熔融指数比实施例3要高；实施例3中因引入了冠醚，冠醚发挥空穴结构优势，吸附抑制体系中的重金属离子，金属离子含量的降低，直接导致工程塑料熔融指数的降低。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料，其特征在于：所述高强度工程塑料包括以下原料，按重量份数计，改性玻璃纤维25~30份、工程塑料基体60~70份、晶须硫酸钙13~17份、抗氧剂0.05~0.2份，硅烷偶联剂3~5份；所述改性玻璃纤维制备方法为：将玻璃纤维浸入氢氧化钠溶液中，升温至70~75℃，搅拌，过滤，干燥；向玻璃纤维中加入重铬酸钾、浓硫酸混合液，保持温度为30~35℃，搅拌，洗涤；加入氯化亚锡、氯化钯、盐酸混合液，保持温度为30~35℃，搅拌，洗涤，干燥；将处理后的玻璃纤维浸入化学镀银液中，升温至80~90℃，反应，洗涤，烘干，得到镀银玻璃纤维，将聚乙烯醇溶于水中，加入冠醚、浓硫酸，混合搅拌，升温至80~90℃，反应，加入丙酮溶液，析出沉淀，抽滤，固相经乙醇溶液洗涤三次，干燥，得到冠醚接枝聚乙烯醇聚合物；将镀银玻璃纤维浸入，反应，过滤，滤液备用，烘干，得到改性玻璃纤维；所述化学镀银液包括硝酸银、氨水、氢氧化钠、葡萄糖、盐酸多巴胺、十二烷基苯磺酸钠；所述化学镀银液pH为7.5~10；所述聚乙烯醇和冠醚的质量比为3~5:1；所述工程塑料基体为聚酰胺。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料，其特征在于：所述玻璃纤维为短切无碱玻璃纤维，所述短切无碱玻璃纤维长度为3~5mm。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570中的一种或多种；所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料，其特征在于：所述冠醚为12-冠-4、15-冠-5、18-冠-6、21-冠-7中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤；
（1）制备改性玻璃纤维：
将玻璃纤维浸入氢氧化钠溶液中，升温至70~75℃，搅拌，过滤，干燥；向玻璃纤维中加入重铬酸钾、浓硫酸混合液，保持温度为30~35℃，搅拌，洗涤；加入氯化亚锡、氯化钯、盐酸混合液，保持温度为30~35℃，搅拌，洗涤，干燥；将处理后的玻璃纤维浸入化学镀银液中，升温至80~90℃，反应，洗涤，烘干，得到镀银玻璃纤维；
将聚乙烯醇溶于水中，加入冠醚、浓硫酸，混合搅拌，升温至80~90℃，反应，加入丙酮溶液，析出沉淀，抽滤，固相经乙醇溶液洗涤三次，干燥，得到冠醚接枝聚乙烯醇聚合物；将镀银玻璃纤维浸入，反应，过滤，滤液备用，烘干，得到改性玻璃纤维；
（2）制备高强度工程塑料：
将工程塑料基体、晶须硫酸钙、抗氧剂、硅烷偶联剂、步骤（1）中的滤液混合搅拌，得到预混料；预混料经过主加料筒加入同向平行双螺杆内进行熔融，共混挤出；将步骤（1）制得的改性玻璃纤维通过双螺杆挤出机中段的侧喂料口加入；将挤出机口挤出的料条，冷却、干燥、切粒，得到高强度工程塑料成品。
6.根据权利要求5所述的一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）制备改性玻璃纤维：
将玻璃纤维浸入氢氧化钠溶液中，升温至70~75℃，搅拌，过滤，干燥；向玻璃纤维中加入重铬酸钾与质量浓度为5~10%的浓硫酸混合液，保持温度为30~35℃，搅拌，洗涤；加入氯化亚锡、氯化钯和质量浓度为0.1~0.4%的盐酸混合液，保持温度为30~35℃，搅拌，洗涤，干燥；将处理后的玻璃纤维浸入化学镀银液中，升温至80~90℃，反应1~2h，洗涤，烘干，得到镀银玻璃纤维；
将聚乙烯醇溶于水中，加入冠醚、浓硫酸，混合搅拌，升温至80~90℃，反应17~19h，加入丙酮溶液，析出沉淀，抽滤，固相经乙醇溶液洗涤三次，干燥，得到冠醚接枝聚乙烯醇聚合物；将镀银玻璃纤维浸入，反应20~30min，过滤，滤液备用，烘干，得到改性玻璃纤维；
（2）制备高强度工程塑料：
将工程塑料基体、晶须硫酸钙、抗氧剂、硅烷偶联剂、步骤（1）中的滤液混合搅拌，得到预混料；预混料经过主加料筒加入同向平行双螺杆内进行熔融共混挤出；将步骤（1）制得的改性玻璃纤维通过双螺杆挤出机中段的侧喂料口加入，将挤出机口挤出的料条，冷却、干燥、切粒，得到高强度工程塑料成品。
7.根据权利要求6所述的一种玻璃纤维增强的高强度工程塑料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中所述双螺杆转速为80~100rpm。
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