CN102146184A

CN102146184A - 高光泽耐疲劳玻璃纤维增强pp/ppr/pa合金材料及其生产方法

Info

Publication number: CN102146184A
Application number: CN2011101017491A
Authority: CN
Inventors: 兰浩; 王保续; 孙曙光; 薛刚; 李晓妹
Original assignee: Weihai Lianqiao New Material Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Weihai Lianqiao New Material Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2011-08-10

Abstract

本发明涉及一种高光泽耐疲劳玻璃纤维增强PP/PPR/PA合金材料，属于高分子材料领域，采用均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、聚酰胺、玻璃纤维、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂为原料制备而成，它可以用下述方法制得：干燥、混合、挤出、切粒，最后制成高光泽、耐疲劳玻璃纤维增强PP/PPR/PA合金材料，其技术特征是，原料组成以重量百分比计包括：均聚聚丙烯15~30%、无规共聚聚丙烯10~20、聚酰胺7~20%、玻璃纤维30~35%、增韧剂3~5%、相容剂3~4%、润滑剂0.5~1.5%、抗氧剂0.4~0.8%。本发明生产的PP/PPR/PA合金材料具有良好的加工性能、高表面光泽度和高转速耐疲劳性能，并且生产工艺简单。

Description

高光泽耐疲劳玻璃纤维增强PP/PPR/PA合金材料及其生产方法

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体地说是一种高光泽耐疲劳玻璃纤维增强PP/PPR/PA合金材料及其生产方法。

背景技术

我们知道，传统的高抗冲聚丙烯共聚物（PPB）是一种重要的通用塑料，这种材料具有优良的成型性，良好的耐低温冲击性能和耐疲劳性，广泛的应用于立式洗衣机内胆的生产。但是使用此种聚丙烯原料生产的内胆产品存在着尺寸稳定性低、高转速疲劳性能差的缺点。近年来，欧盟国家已经在滚筒式洗衣机用聚丙烯材料方面进行了研究，而且高转速疲劳性能优异。而我国在这方面的研究起步较晚，到目前为止尚处于应用开发阶段。

发明内容

本发明的目的是生产玻璃纤维增强的均聚聚丙烯/无规共聚聚丙烯/聚酰胺合金材料，通过材料选择，配方优化，工艺调整，生产出具有适当的流动性能、表面光亮、力学性能优异、高转速疲劳性好，同时成本较低的适用于滚筒洗衣机内胆的原料。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种高光泽耐疲劳玻璃纤维增强PP/PPR/PA合金材料，采用均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、聚酰胺、玻璃纤维、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂为原料制备而成，它可以用下述方法制得：干燥、混合、挤出、切粒，最后制成高光泽、耐疲劳玻璃纤维增强PP/PPR/PA合金材料，其技术特征是，原料组成以重量百分比计包括：均聚聚丙烯15~30%、无规共聚聚丙烯10~20、聚酰胺7~20%、玻璃纤维30~35%、增韧剂3~5% 、相容剂3~4%、润滑剂0.5~1.5%、抗氧剂0.4~0.8%。

本发明各原料以重量百分比计的优选范围为，均聚聚丙烯22~30%，无规共聚聚丙烯15~20%，聚酰胺10~15%，玻璃纤维30~32%，增韧剂3~5% 、相容剂3~4%、润滑剂0.5~1.5%、抗氧剂0.4~0.8%。

本发明还可通过如下措施来实现：玻璃纤维为E型无碱短切纤维。增韧剂为聚烯烃弹性体接枝马来酸酐化合物。相容剂是含有丙烯酸酯官能团的接枝化合物或含有丙烯酸酯官能团化合物的共聚物，也可以将上述丙烯酸酯官能团的接枝化合物与含有丙烯酸酯官能团化合物的共聚物混合使用。润滑剂为低分子量的具有大环寡聚酯结构的齐聚物混合物。抗氧剂为亚磷酸酯类和硫代酯类抗氧剂的混合物。

一种生产前述高光泽耐疲劳玻璃纤维增强PP/PPR/PA合金材料的方法，将均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、聚酰胺、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂高速混合机混合，挤出机生产并加入玻璃纤维，冷却、切粒，其技术特征是：将聚酰胺120℃干燥4小时，水分含量保证在0.03%以下，均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯80℃干燥4小时；将前述干燥好的均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯和聚酰胺倒入高速混合机中，低速搅拌，搅拌同时加入增韧剂、相容剂、润滑剂以及抗氧剂；最后将搅拌混合好的原料加入双螺杆挤出机中共混挤出，共混加工温度为200~220℃，螺杆转速为300~400r/min，短切玻璃纤维在经玻纤口使用强制喂料加入，产物经过水冷、切粒制得。

本发明生产的PP/PPR/PA合金材料具有良好的加工性能、高表面光泽度和高转速耐疲劳性能，并且生产工艺简单。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述：

实施例一：

实施例1：将15kg聚酰胺（PA）120℃干燥4小时；30kg均聚聚丙烯（PP）和16kg无规共聚聚丙烯（PPR）80℃干燥4小时。将干燥好的均聚聚丙烯（PP）、无规共聚聚丙烯（PPR）和聚酰胺（PA）倒入高速混合机中，低速搅拌。搅拌同时加入5kg增韧剂、3kg相容剂、0.6kg润滑剂以及0.4kg抗氧剂，搅拌2分钟。将混合好的原料加入双螺杆挤出机中共混挤出。共混加工温度为200-220℃，螺杆转速为350r/min，在玻纤口加入30kg玻璃纤维，产物经过挤出、水冷，切粒。将生产出的材料在100℃干燥4小时，然后在注塑机上制备标准力学性能测试样条。注塑压力50-80Mpa，料筒温度200-230℃，模具温度60℃，注塑周期20s。

样条的力学性能按照国家标准进行，性能为：

疲劳性能测试，按照以上注塑工艺加工成滚筒式洗衣机内胆成品，并装机运行。

测试标准及结果：

实施例2：将10kg聚酰胺（PA）120℃干燥4小时；29kg均聚聚丙烯（PP）和20kg无规共聚聚丙烯（PPR）80℃干燥4小时。将干燥好的均聚聚丙烯（PP）、无规共聚聚丙烯（PPR）和聚酰胺（PA）倒入高速混合机中，低速搅拌。搅拌同时加入4kg增韧剂、4kg相容剂、0.5kg润滑剂以及0.5kg抗氧剂，搅拌2分钟。将混合好的原料加入双螺杆挤出机中共混挤出。共混加工温度为200-220℃，螺杆转速为350r/min，在玻纤口加入32kg玻璃纤维，产物经过挤出、水冷，切粒。将生产出的材料在100℃干燥4小时，然后在注塑机上制备标准力学性能测试样条。注塑压力50-80Mpa，料筒温度200-230℃，模具温度60℃，注塑周期20s。

样条的力学性能按照国家标准进行，性能为：

测试标准及结果：

Figure 2011101017491100002DEST_PATH_IMAGE007

本发明所有的原材料，玻璃纤维、增韧剂、相容剂、润滑剂和抗氧剂等以合适的比例相互配合、协同作用，使得利用本发明制备的PP/PPR/PA合金材料具有以下优良性能：

1、良好的加工性能和表面光泽度

在本PP/PPR/PA合金材料中，由于各种助剂的配合使用，尤其是润滑剂的使用，使得材料具有优良的加工流动性能。在200-220℃即可以方便的加工成型，有很好的工艺适应性、稳定性与重现性，能够适应结构复杂模具以及产品的连续生产。同时基体树脂与玻璃纤维的结合力好，包覆效果明显，制品的表面光泽度高。

2、优异的力学性能和高转速耐疲劳性能

1）本发明的组分中有增韧剂和相容剂。在各个组分合适的比例协同作用下，作为增韧剂和相容剂，在PP\PPR与PA及玻璃纤维之间起到了表面活性剂的作用，发生了一定的化学反应，促进了PP\PPR\PA与玻璃纤维之间的结合力。在一定的含量范围内，增韧剂和相容剂使合金材料的拉伸强度和冲击强度提高；均聚聚丙烯和PA组分的协同作用保持了合金材料的高刚性。

2）本发明的组分中有无规共聚聚丙烯。无规PP共聚物不同于均聚物，因为无规地***聚合物主链中的乙烯分子阻碍了聚合物分子的结晶型排列和结晶度。共聚物结晶度的降低引起物理性质的改变，使其聚合物的刚度降低，抗冲击性能提高，同时大大加强了聚丙烯与玻璃纤维的结合能力，不发生环境应力断裂损坏，提高合金材料的耐疲劳性能。

本发明各原料还可按下表所列重量比例（%））混合的实施例来实现。其加工工艺与实施例1相同。

实施例	均聚聚丙烯	无规共聚聚丙烯	聚酰胺	玻璃纤维	增韧剂	相容剂	润滑剂	抗氧剂
									三	15	20	20	35	4	4	1.2	0.8
四	30	15	15	30	5	3	1.5	0.5
									五	29	19	7	34	5	4	1.4	0.6

上述均聚聚丙烯（PP）树脂在材料组合物中为主要树脂，含量不可以过低，否则影响材料的基本性能以及成本；无规共聚聚丙烯（PPR）树脂在材料组合物中为主要树脂，主要用来调节均聚聚丙烯的结晶速率和晶型结构，同时对玻璃纤维的包覆起主要作用，提高三相材料之间的结合力，保证材料的表面光泽度和高转速的耐疲劳性能。聚酰胺（PA）其粘度范围在2.4-2.6之间，既可以提高材料与玻璃纤维的结合力，同时使合金材料具有良好的刚性和耐疲劳性能。相容剂用来增加PP、PPR和PA三种材料的相容性，以获得性能更佳的合金材料，相容剂是含有丙烯酸酯官能团的接枝化合物或含有丙烯酸酯官能团化合物的共聚物，也可以将上述丙烯酸酯官能团的接枝化合物与含有丙烯酸酯官能团化合物的共聚物混合使用。增韧剂为聚烯烃弹性体接枝马来酸酐化合物，提高合金材料的抗冲击性能。润滑剂为低分子量的具有大环寡聚酯结构的齐聚物混合物，用来增加材料内外润滑性能，降低材料熔体强度，增加流动性和加工性能。抗氧剂为亚磷酸酯类和硫代酯类抗氧剂的混合物。

Claims

1.一种高光泽耐疲劳玻璃纤维增强PP/PPR/PA合金材料，采用均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、聚酰胺、玻璃纤维、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂为原料制备而成，它可以用下述方法制得：干燥、混合、挤出、切粒，最后制成高光泽、耐疲劳玻璃纤维增强PP/PPR/PA合金材料，其技术特征是，原料组成以重量百分比计包括：均聚聚丙烯15~30%、无规共聚聚丙烯10~20、聚酰胺7~20%、玻璃纤维30~35%、增韧剂3~5% 、相容剂3~4%、润滑剂0.5~1.5%、抗氧剂0.4~0.8%。

2.一种高光泽耐疲劳玻璃纤维增强PP/PPR/PA合金材料，其特征是：各原料以重量百分比计的优选范围为，均聚聚丙烯22~30%，无规共聚聚丙烯15~20%，聚酰胺10~15%，玻璃纤维30~32%，增韧剂3~5% 、相容剂3~4%、润滑剂0.5~1.5%、抗氧剂0.4~0.8%。

3. 根据权利要求１所述高光泽耐疲劳玻璃纤维增强PP/PPR/PA合金材料，其特征在于所说的玻璃纤维为E型无碱短切纤维。

4. 根据权利要求１所述高光泽耐疲劳玻璃纤维增强PP/PPR/PA合金材料，其特征在于所说的增韧剂为聚烯烃弹性体接枝马来酸酐化合物。

5. 根据权利要求１所述高光泽耐疲劳玻璃纤维增强PP/PPR/PA合金材料，其特征在于所说的相容剂是含有丙烯酸酯官能团的接枝化合物或含有丙烯酸酯官能团化合物的共聚物，也可以将上述丙烯酸酯官能团的接枝化合物与含有丙烯酸酯官能团化合物的共聚物混合使用。

6. 根据权利要求１所述高光泽耐疲劳玻璃纤维增强PP/PPR/PA合金材料，其特征在于所说的润滑剂为低分子量的具有大环寡聚酯结构的齐聚物混合物。

7. 根据权利要求１所述高光泽耐疲劳玻璃纤维增强PP/PPR/PA合金材料，其特征在于所说的抗氧剂为亚磷酸酯类和硫代酯类抗氧剂的混合物。

8. 一种生产权利１所述高光泽耐疲劳玻璃纤维增强PP/PPR/PA合金材料的方法，其特征是：将均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、聚酰胺、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂高速混合机混合，挤出机生产并加入玻璃纤维，冷却、切粒，其技术特征是：将聚酰胺120℃干燥4小时，水分含量保证在0.03%以下，均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯80℃干燥4小时；将前述干燥好的均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯和聚酰胺倒入高速混合机中，低速搅拌，搅拌同时加入增韧剂、相容剂、润滑剂以及抗氧剂；最后将搅拌混合好的原料加入双螺杆挤出机中共混挤出，共混加工温度为200~220℃，螺杆转速为300~400r/min，短切玻璃纤维在经玻纤口使用强制喂料加入，产物经过水冷、切粒制得。