專利名稱：一種玻纖增強聚丙烯材料及其制備方法
一種玻纖增強聚丙烯材料及其制備方法[技術(shù)領域]
本發(fā)明涉及高分子材料領域，尤其涉及一種玻纖增強聚丙烯材料及其制備方法。[背景技術(shù)]
聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，具有生產(chǎn)成本低、綜合力學性能好、無毒、耐腐蝕、易于回收等優(yōu)點，被廣泛應用于化工、化纖、建筑、包裝、汽車等領域。
由于近些年來聚丙烯改性技術(shù)的高速發(fā)展，聚丙烯復合改性材料的應用越來越廣泛。更多的聚丙烯復合改性材料直接用于做外觀件，作為外觀件，不僅要求材料具有較高的強度，還要有較好的表面耐刮性。而且由于客戶對如噴涂等二次加工的限制，因為材料的二次加工不僅會帶來成本的追加，諸如噴涂還會很大程度的帶料環(huán)境破壞，也不利于材料的回收，這樣子就無形中去除了材料作為外觀件的一層保護，因此對原材料的表面耐刮擦性能要求也就越來越高。而現(xiàn)行的普通增強或填充的聚丙烯材料基本達不到該要求。[發(fā)明內(nèi)容]
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種耐刮擦性能好機械強度較高的玻纖增強聚丙烯材料及其制備方法。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種玻纖增強聚丙烯材料，按重量百分比由以下組分組成
聚丙烯50-65%耐刮擦劑O. 5-4%
聚丙烯相容劑6-9%成核劑O. 2-0. 5%、潤滑劑2-4%、抗氧劑O. 2-0. 5%玻璃纖維20-40%。
以上所述的玻纖增強聚丙烯材料，玻纖增強聚丙烯材料所述的聚丙烯為熔融指數(shù)大于18g/10min的均聚聚丙烯顆粒,測試條件為230°C /2. 1 6kg。
以上所述的玻纖增強聚丙烯材料，玻纖增強聚丙烯材料所述耐刮擦劑為聚烯烴基硅酮和反應型高聚硅氧烷按重量比1:0. 8-1. 2復配而成的母粒。 以上所述的玻纖增強聚丙烯材料，玻纖增強聚丙烯材料所述的的聚丙烯相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯相容劑。
以上所述的玻纖增強聚丙烯材料，玻纖增強聚丙烯材料所述的成核劑為芳基磷酸酯鹽類成核劑。
以上所述的玻纖增強聚丙烯材料，玻纖增強聚丙烯材料所述的潤滑劑為聚乙烯蠟和硬質(zhì)酸鈣按重量比1:0. 8-1. 2混合而成。
以上所述的玻纖增強聚丙烯材料，玻纖增強聚丙烯材料所述抗氧劑為四 [β-(3, 5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯按重量比1:1. 8-2. 2復配得到。
以上所述的玻纖增強聚丙烯材料，玻纖增強聚丙烯材料所述的玻璃纖維為聚丙烯專用無堿短玻纖。
以上所述的玻纖增強聚丙烯材料，按重量百分比由以下組分組成
聚丙烯56-57%耐刮擦劑1.5-2.5%
聚丙烯相容劑 7-9%成核劑O. 2-0. 5%、潤滑劑2-4%、抗氧劑0.2-0.5%玻璃纖維29-31% ο
一種上述玻纖增強聚丙烯材料的制備方法，玻纖增強聚丙烯材料包括以下步驟
I)按上述的重量配比稱取聚丙烯、聚丙烯相容劑、成核劑、潤滑劑、以及抗氧劑，并混合均勻；
2)將混合均勻的上述五種原料由主喂料系統(tǒng)加入雙螺桿擠出機，按上述的重量配比稱取玻璃纖維，再將玻璃纖維由側(cè)喂料系統(tǒng)加入雙螺桿擠出機，經(jīng)熔融擠出，造粒；工藝條件為一區(qū)溫度為200-210°C，二區(qū)溫度為230-250°C，三區(qū)溫度為230_250°C，四區(qū)溫度為220-240°C，機頭溫度230-250°C，停留時間3_4min，壓力為12_18MPa。
本發(fā)明通過選擇合適的樹脂原材料、耐刮擦劑、及各種其他助劑和玻璃纖維的添加配比，得到的耐刮擦性能較好的增強聚丙烯，解決了傳統(tǒng)增強聚丙烯表面容易刮傷的缺點，產(chǎn)品具有較高的強度，較好的尺寸穩(wěn)定性，能夠滿足高表面耐刮擦要求的產(chǎn)品及領域 的要求。[具體實施方式
]
下面將結(jié)合具體實施例來詳細說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
在下面各個實施例中，所選用的具體原料如下
聚丙烯為熔融指數(shù)大于18g/10min (測試條件230°C /2. 16kg)的均聚聚丙烯顆粒選自中石化的V30G ;耐刮擦劑為聚烯烴基硅酮AN-100和反應型高聚硅氧烷SG-100A按重量比1:1復配而成的母粒。
聚丙烯相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯相容劑，選用能之光GPM-200A ；
成核劑為芳基磷酸酯鹽類成核劑，選自廣州呈和科技有限公司的CHJ-2 ；
潤滑劑選用聚丙烯蠟和硬質(zhì)酸鈣按重量比1:1混合而成，選自產(chǎn)地印尼；
抗氧劑為四[β _(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亞磷酸三 (2，4-二叔丁基苯基)酯，選擇臺灣雙鍵化工集團1010和168，按重量比1: 2復配。
玻璃纖維為聚丙烯專用無堿短玻纖，玻纖的短切長度在3mm左右，有利于玻纖在樹脂中的分散，能有效提高材料的性能。
在下面各個對比例和實施例中，制備方法的具體步驟如下
步驟一按重量比稱取聚丙烯、耐刮擦劑、聚丙烯相容劑、成核劑、潤滑劑和抗氧劑加入低速混合器中混合3-5min,混合充分；
步驟二 將混合好的上述六種原料由主喂料系統(tǒng)加入到雙螺桿擠出機中，按重量百分比稱取聚丙烯專用無堿短玻纖由側(cè)喂料系統(tǒng)加入雙螺桿擠出機，經(jīng)熔融擠出，造粒，工藝條件為一區(qū)溫度為200-210°C，二區(qū)溫度為230-250°C，三區(qū)溫度為230_250°C，四區(qū)溫度為220-240°C，機頭溫度230-250°C，停留時間3_4min，壓力為12_18MPa。
對比例I
步驟一按重量百分比稱取聚丙烯68. 4%、耐刮擦劑0、聚丙烯相容劑8%、成核劑 0. 3%、潤滑劑3%和抗氧劑0. 3%加入低速混合器中混合4min，混合充分；
步驟二 將混合好的上述六種原料由主喂料系統(tǒng)加入到雙螺桿擠出機中，按重量百分比稱取聚丙烯專用無堿短玻纖20%由側(cè)喂料系統(tǒng)加入雙螺桿擠出機，經(jīng)熔融擠出， 造粒，工藝條件為一區(qū)溫度為200 V，二區(qū)溫度為230 V，三區(qū)溫度為240 V，四區(qū)溫度為 230°C，機頭溫度240°C，停留時間4min，壓力為15MPa。
對比例2
步驟一按重量百分比稱取聚丙烯63. 4%、耐刮擦劑0、聚丙烯相容劑8%、成核劑 0. 3%、潤滑劑3%和抗氧劑0. 3%加入低速混合器中混合4min，混合充分；
步驟二 將混合好的 上述六種原料由主喂料系統(tǒng)加入到雙螺桿擠出機中，按重量百分比稱取聚丙烯專用無堿短玻纖25%由側(cè)喂料系統(tǒng)加入雙螺桿擠出機，經(jīng)熔融擠出， 造粒，工藝條件為一區(qū)溫度為200°C，二區(qū)溫度為230°C，三區(qū)溫度為240°C，四區(qū)溫度為 230°C，機頭溫度240°C，停留時間4min，壓力為15MPa。
對比例3
步驟一按重量百分比稱取聚丙烯58. 4%、耐刮擦劑0、聚丙烯相容劑8%、成核劑O. 3%、潤滑劑3%和抗氧劑O. 3%加入低速混合器中混合4min，混合充分；
步驟二 將混合好的上述六種原料由主喂料系統(tǒng)加入到雙螺桿擠出機中，按重量百分比稱取聚丙烯專用無堿短玻纖30%由側(cè)喂料系統(tǒng)加入雙螺桿擠出機，經(jīng)熔融擠出， 造粒，工藝條件為一區(qū)溫度為200 V，二區(qū)溫度為230 V，三區(qū)溫度為240 V，四區(qū)溫度為 230°C，機頭溫度240°C，停留時間4min，壓力為15MPa。
實施例1
步驟一按重量百分比稱取聚丙烯57. 9%、耐刮擦劑O. 5%、聚丙烯相容劑8%、成核劑O. 3%、潤滑劑3%和抗氧劑O. 3%，加入低速混合器中混合4min，混合充分；
步驟二 將混合好的上述六種原料由主喂料系統(tǒng)加入到雙螺桿擠出機中，按重量百分比稱取聚丙烯專用無堿短玻纖30%，由側(cè)喂料系統(tǒng)加入雙螺桿擠出機，經(jīng)熔融擠出，造粒，工藝條件為工藝條件為一區(qū)溫度為200°C，二區(qū)溫度為230°C，三區(qū)溫度為240°C，四區(qū)溫度為230°C，機頭溫度240°C，停留時間4min，壓力為15MPa。
實施例2
步驟一按重量百分比稱取聚丙烯56. 4%、耐刮擦劑2、聚丙烯相容劑8%、成核劑 O. 3%、潤滑劑3%和抗氧劑O. 3%，加入低速混合器中混合4min，混合充分；
步驟二 將混合好的上述六種原料由主喂料系統(tǒng)加入到雙螺桿擠出機中，按重量百分比稱取聚丙烯專用無堿短玻纖30%，由側(cè)喂料系統(tǒng)加入雙螺桿擠出機，經(jīng)熔融擠出， 造粒，工藝條件為一區(qū)溫度為200°C，二區(qū)溫度為230°C，三區(qū)溫度為240°C，四區(qū)溫度為 230°C，機頭溫度240°C，停留時間4min，壓力為15MPa。
實施例3
步驟一按重量百分比稱取聚丙烯、耐刮擦劑、聚丙烯相容劑、成核劑、潤滑劑和抗氧劑加入低速混合器中混合4min，混合充分；
步驟二 將混合好的上述六種原料由主喂料系統(tǒng)加入到雙螺桿擠出機中，按重量百分比稱取聚丙烯專用無堿短玻纖30%，由側(cè)喂料系統(tǒng)加入雙螺桿擠出機，經(jīng)熔融擠出， 造粒，工藝條件為一區(qū)溫度為200°C，二區(qū)溫度為230°C，三區(qū)溫度為240°C，四區(qū)溫度為 230°C，機頭溫度240°C，停留時間4min，壓力為15MPa。
性能測試
拉伸強度按ASTM D-638標準進行檢驗。試樣類型為I型，樣條尺寸(mm):(176±2) (長)X (12·6±0·2)(端部寬度)X ( 3·05±0·2 )(厚度)，拉伸速度為 50 mm/min ；
彎曲強度和彎曲模量按ASTM D-790標準進行檢驗。試樣類型為試樣尺寸(mm) (128±2) X (12. 67±0. 2) X (3. 11±0· 2)， 彎曲速度為 20 mm/min ；
懸臂梁缺口沖擊強度按ASTM D-256標準進行檢驗。試樣類型為I型，試樣尺寸 (mm):(63±2) X (12. 45±0. 2) X (3. 1 + 0. 2);缺口類型為 A 類，缺口剩余厚度為1. 9 mm ;
密度按照ASTM D792測試，熔融指數(shù)按照ASTM D1238測試。
耐刮擦試驗按大眾標準PV3952進行檢驗，負荷為10N，通過測定刮擦試樣表面的 AL值(即黑白顏色的變化標志)來評判其耐刮擦性能，AL的數(shù)值越小，表示材料的耐刮擦性能越好。
實施例1-6配方及材料性能見下表
權(quán)利要求
1.一種玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，按重量百分比由以下組分組成 聚丙烯50-65% 耐刮擦劑O. 5-4% 聚丙烯相容劑6-9%、 成核劑O. 2-0. 5% 潤滑劑2-4%、 抗氧劑O. 2-0. 5% 玻璃纖維20-40%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述的聚丙烯為熔融指數(shù)大于18g/10min的均聚聚丙烯顆粒,測試條件為230°C /2. 16kg。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述耐刮擦劑為聚烯烴基硅酮和反應型高聚硅氧烷按重量比1: O. 8-1. 2復配而成的母粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述的聚丙烯相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯相容劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述的成核劑為芳基磷酸酯鹽類成核劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述的潤滑劑為聚乙烯蠟和硬質(zhì)酸鈣按重量比1:0. 8-1. 2混合而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述抗氧劑為四[β-(3, 5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯按重量比1:1. 8-2. 2復配得到。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述的玻璃纖維為聚丙烯專用無堿短玻纖。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，按重量百分比由以下組分組成聚丙烯56-57% 耐刮擦劑1.5-2. 5%聚丙烯相容劑7-9%、 成核劑0.2-0.5% 潤滑劑2-4%、抗氧劑O. 2-0. 5%玻璃纖維29-31%。
10.一種權(quán)利要求1所述玻纖增強聚丙烯材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 1)按權(quán)利要求1的重量配比稱取聚丙烯、聚丙烯相容劑、成核劑、潤滑劑、以及抗氧劑，并混合均勻； 2)將混合均勻的上述五種原料由主喂料系統(tǒng)加入雙螺桿擠出機，按權(quán)利要求1的重量配比稱取玻璃纖維，再將玻璃纖維由側(cè)喂料系統(tǒng)加入雙螺桿擠出機，經(jīng)熔融擠出，造粒；工藝條件為一區(qū)溫度為200-210°C，二區(qū)溫度為230-250°C，三區(qū)溫度為230_250°C，四區(qū)溫度為220-240°C，機頭溫度230-250°C，停留時間3_4min，壓力為12_18MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種玻纖增強聚丙烯材料及其制備方法。玻纖增強聚丙烯材料按重量百分比由以下組分組成聚丙烯50-65%耐刮擦劑0.5-4%聚丙烯相容劑6-9%、成核劑0.2-0.5%、潤滑劑2-4%、抗氧劑0.2-0.5%、玻璃纖維20-40%。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)增強聚丙烯表面容易刮傷的缺點，產(chǎn)品具有優(yōu)良的耐刮擦性能，較高的強度，較好的尺寸穩(wěn)定性，能夠滿足高表面耐刮擦要求的產(chǎn)品及領域的要求。
文檔編號C08K13/04GK103044779SQ201210590330
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者徐東, 徐永, 邱能興 申請人:安徽科聚新材料有限公司