一種耐高溫、低收縮的聚芳酯纖維母粒/聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
【專利說明】一種耐高溫、低收縮的聚芳酯纖維母粒/聚丙烯復(fù)合材料 及其制備方法
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技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及改性塑料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐高溫、低收縮的聚芳酯纖維母粒/聚 丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】： 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)的抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電 氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，容易涂裝、著色，還可以 進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電子電器、 儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。
[0003] 而聚丙烯（PP)材料因其耐熱性能優(yōu)異、抗彎曲疲勞性好、價格低，其用途廣泛。但 PP的成型收縮率大、抗蠕變性差，普通的PP材料無法直接代替ABS材料應(yīng)用。目前主要通 過改性來減小PP成型收縮率，添加30 %以上玻璃纖維可使PP成型收縮率與ABS收縮率相 當(dāng)水平。但玻璃纖維改性PP會嚴(yán)重影響注塑制品的外觀，還是無法替代ABS材料。
[0004]目前該領(lǐng)域多用添加a成核劑和加入其他樹脂做成PP合金以達(dá)到降低PP復(fù)合 材料的收縮率的目的。其中，a成核劑還可以提高PP的熱變形溫度，使PP在較高的結(jié)晶溫 度下結(jié)晶，高分子鏈段運動能力強(qiáng)，結(jié)晶更完善，從而可以改善材料的強(qiáng)度和剛度；但其沖 擊強(qiáng)度卻有下降，影響著復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。另外，通過加入聚苯乙烯（PS)等非晶樹脂 制備PP合金的方法，其制備出的復(fù)合材料存在相容性欠缺及材料的耐熱性能不高等缺陷。
[0005] 如中國專利201110127953. 0名稱為"一種高光澤、低收縮的改性聚丙烯復(fù)合材料 及其制備方法"制得的產(chǎn)品具有高光澤、低收縮的特點，但該材料收縮率為〇. 6-0. 9%，熱變 形溫度在1 l〇°C以下，流動性差，且收縮率降低效果不明顯，仍會影響其應(yīng)用。
[0006] 專利號為200810030391.6名稱為"低收縮可噴涂PP/PS共混物合金及其制備 方法"選用的相容劑為聚丙烯接枝聚苯乙烯的接枝化合物，制得的復(fù)合材料的收縮率為 0. 7-0. 9%，沖擊強(qiáng)度小于15KJ/m2。收縮率降低效果仍不明顯。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了一種耐高溫、低收縮的聚芳酯纖維母粒/ 聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的復(fù)合材料具有耐高溫、低收縮性的特點，同時具有 良好的流動性能、沖擊強(qiáng)度及彎曲強(qiáng)度，實現(xiàn)了剛性和韌性的良好平衡。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種耐高溫、低收縮的聚芳酯纖維母粒/聚丙烯復(fù)合材料，由下述原料按重量份制備 而成： 聚丙烯40-60份 聚芳酯纖維母粒20-40份 礦物填充劑15-30份 相容劑1-3份 增韌劑5-15份 抗氧劑0. 3-0. 6份 潤滑劑〇. 5-1. 2份。
[0010] 所述的聚丙烯為經(jīng)擠出機(jī)擠出、造粒的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一種。
[0011] 所述的聚芳酯纖維母粒是由聚芳酯纖維于高流動聚丙烯中浸漬成型所得；所述聚 芳酯纖維母粒的長度為6-13mm ;所述高流動聚丙烯在230°C /2. 16kg條件下的熔融指數(shù)為 50-110g/10min。
[0012] 進(jìn)一步，所述聚芳酯纖維母粒的長度為l〇mm。
[0013] 所述抗氧劑為(3,5_二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯、四 [3 -(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗1010)、辛基化二苯胺、三[2, 4-二 叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗168)、硫代二丙酸雙十八醇酯（抗DSTDP)、硫代二丙酸雙十二醇 酯（抗〇1^1^)、1^-二亞水楊基丙二胺（1'1201)中的至少一種。
[0014] 所述礦物填充劑為滑石粉、碳酸鈣、硅灰石中的至少一種。
[0015] 所述相容劑為聚丙烯接枝馬來酸酐、乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐（P〇E-g)中 的至少一種。
[0016] 所述潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鈣、N，N'-亞乙基雙硬脂酰胺或接枝乙撐雙硬脂酰胺 中一種。
[0017] 所述的增韌劑為乙烯-辛烯共聚物（P0E)、三元乙丙橡膠、丙烯-a烯烴共聚物中 一種。
[0018] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種制備上述耐高溫、低收縮的聚芳酯纖維母粒/聚 丙烯復(fù)合材料的方法，包括以下步驟： (1) 將聚芳酯纖維浸漬于在230°c /2. 16kg條件下熔融指數(shù)為50-110g/10min的高 流動聚丙烯中，然后將被聚丙烯充分浸潤的長條切成6-13mm長度的粒子，得聚芳酯纖維母 粒； (2) 按配方將聚丙烯、礦物填充劑、相容劑、增韌劑、抗氧劑、潤滑劑及加入高混機(jī)中高 速混合2-4分鐘后，將該混合物放入到擠出機(jī)的主喂料料斗中；再將（1)制備的聚芳酯纖維 母粒加入到擠出機(jī)側(cè)喂料口處的料斗中進(jìn)行混合、熔融，擠出造粒，即得到耐高溫、低收縮 聚芳酯纖維母粒/聚丙烯復(fù)合材料；所述擠出機(jī)的機(jī)筒各區(qū)溫度為195-230 °C、螺桿轉(zhuǎn)速 為 400-600r/min、熔體壓力為 1. 5-2. 5MPa、真空度為-0? 04 ~-0? IMPa。
[0019] 本發(fā)明的有益效果： 1、本發(fā)明制備的耐高溫、低收縮聚芳酯纖維母粒/聚丙烯復(fù)合材料是以擠出造粒后的 聚丙烯與聚芳酯纖維母粒為基材；制得的復(fù)合材料剛性和韌性實現(xiàn)了良好平衡，根據(jù)ISO 檢測標(biāo)準(zhǔn)檢測其模量大于2000MPa，缺口沖擊強(qiáng)度大于35KJ/m 2,成型收縮率為0. 45-0. 6%， 熱變形溫度達(dá)到130°C，所以聚芳酯纖維母粒/聚丙烯復(fù)合材料具有耐高溫、低收縮及良好 的流動性能，同時具有高沖擊強(qiáng)度、彎曲模量高的優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于對收縮率要求，如電 氣及電子領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域、其他防護(hù)領(lǐng)域等。
[0020] 2、本發(fā)明中采用的聚丙烯是預(yù)先在擠出機(jī)中擠出、造粒、切粒，其粒徑長度與聚芳 酯纖維母粒長度相當(dāng)，從而在混料時能分散的更均勻、可有效的降低材料收縮。
[0021]
【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合一些實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0023] 實施例中選用的聚丙烯為經(jīng)擠出機(jī)擠出、造粒的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至 少一種，其粒徑長度與聚芳酯纖維母粒長度相當(dāng)，從而在混料時能分散的更均勻。
[0024] 聚芳酯纖維母粒是將聚芳酯纖維浸漬于在230°C /2. 16kg條件下熔融指數(shù)為 50-110g/10min的高流動聚丙烯中，然后將被聚丙烯充分浸潤的長條切成6-13mm長度的粒 子所得。
[0025] 實施例1 將稱取的聚丙烯50份、礦物填充劑滑石粉20份、相容劑聚丙烯接枝馬來酸酐2份、 增韌劑P0E為10份、抗氧劑1010為0. 2份、抗氧劑168為0. 3份及潤滑劑硬脂酸鈣0. 6 份加入高混機(jī)中高速混合2分鐘后，將混合均勻的混合物放入到擠出機(jī)的主喂料料斗中； 將稱取的聚芳酯纖維母粒20份加入到擠出機(jī)側(cè)喂料口出的料斗中進(jìn)行混合、熔融、擠出 造粒得耐高溫、低收縮聚芳酯纖維母粒/聚丙烯復(fù)合材料。其中擠出機(jī)的機(jī)筒各區(qū)溫度為 195-230 °C，螺桿轉(zhuǎn)速為450r/min，熔體壓力為1. 5MPa，真空度為-0? 06MPa。
[0026] 實施例2 將稱取的聚丙烯40份、礦物填充劑滑石粉10份和硅灰石10份、相容劑POE-g為3 份、增韌劑P0E為15份、抗氧劑1010為0. 2份、抗氧劑168為0. 1份及潤滑劑N，N'-亞乙 基雙硬脂酰胺1份加入高混機(jī)中高速混合3分鐘后，將混合均勻的混合物放入到擠出機(jī)的 主喂料料斗中；將稱取的聚芳酯纖維母粒25份加入到擠出機(jī)側(cè)喂料口出的料斗中進(jìn)行混 合、熔融、擠出造粒得耐高溫、低收縮聚芳酯纖維母粒/聚丙烯復(fù)合材料。其中擠出機(jī)的機(jī) 筒各區(qū)溫度為195-230 °C，螺桿轉(zhuǎn)速為500r/min，熔體壓力為1. 8MPa，真空度為-0? IMPa。
[0027] 實施例3 將稱取的聚丙烯60份、礦物填充劑滑石粉15份、相容劑POE-g為3份、增韌劑P0E 為8份、抗氧劑1010為0. 2份、抗氧劑168 0. 3份、抗DSTDP為0. 1份及潤滑劑硬脂酸鈣 〇. 5份加入高混機(jī)中高速混合3分鐘