CN103937093A - 一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103937093A
CN103937093A CN201410108339.3A CN201410108339A CN103937093A CN 103937093 A CN103937093 A CN 103937093A CN 201410108339 A CN201410108339 A CN 201410108339A CN 103937093 A CN103937093 A CN 103937093A
Authority
CN
China
Prior art keywords
long glass
glass fiber
fiber reinforced
composite material
reinforced polypropylene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410108339.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103937093B (zh
Inventor
陈光剑
宋玉兴
陈永波
黄志杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cgn Juner New Materials Co ltd
Cgn Juner Shanghai New Materials Co ltd
Zhongguang Nuclear Juner Zhejiang New Materials Co ltd
Original Assignee
Shanghai Jun'er New Material Co Ltd
ZHEJIANG JUNER NEW MATERIAL CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jun'er New Material Co Ltd, ZHEJIANG JUNER NEW MATERIAL CO Ltd filed Critical Shanghai Jun'er New Material Co Ltd
Priority to CN201410108339.3A priority Critical patent/CN103937093B/zh
Publication of CN103937093A publication Critical patent/CN103937093A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103937093B publication Critical patent/CN103937093B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/12—Making granules characterised by structure or composition
    • B29B9/14—Making granules characterised by structure or composition fibre-reinforced
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12—Polypropene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/72—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/74—Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7461—Combinations of dissimilar mixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/88—Adding charges, i.e. additives
    • B29B7/90—Fillers or reinforcements, e.g. fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/12—Making granules characterised by structure or composition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
    • B29B9/06—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/92609—Dimensions
    • B29C2948/92638—Length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/92704—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819—Location or phase of control
    • B29C2948/92857—Extrusion unit
    • B29C2948/92876—Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
    • B29C2948/92895—Barrel or housing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具有较高热变形温度的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，由以下重量份的原料制成：聚丙烯100份、长玻璃纤维30～70份、相容剂3～10份、矿物填料3～12份、偶联剂1～10份、碳化硅1～5份、β晶型成核剂1～5份、镁盐晶须1～5份以及加工助剂0～10份，该材料具有较高的热变形温度，能在较宽广的温度范围内使用且具有稳定性和性能保持性。本发明还公开了一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，采用现有的双螺杆挤出机即可实现，制备简单，易于操作和实施，有利于工业化生产，具有广阔的应用前景。

Description

一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚丙烯的复合材料及其制备领域，具体涉及一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
随着国民经济的快速发展，高性能、低成本热塑性树脂基复合材料得到了广泛应用。通过向热塑性树脂中添加增强纤维，同时对树脂进行改性等技术来制备纤维增强热塑性树脂基复合材料（新型结构复合材料、功能复合材料等）是新材料发展的一条行之有效的捷径。这已成为科技界、产业界的共识，这也是实现通用塑料工程化、工程塑料功能化、特种工程塑料实用化的最佳技术路线。
长纤维增强热塑性复合材料（LFT）表现出比短纤维增强复合材料更佳的刚性和耐蠕变性，它的拉伸强度、弯曲强度以及热变形温度都比短纤维增强材料高。同时长纤维增强能使复合材料的冲击强度成倍的提高，并且在高温高湿下仍能保持良好的力学性能。
长纤维增强聚丙烯复合材料（LFT-PP）具备短纤维增强聚丙烯难于达到的力学性能，其较高的拉伸、弯曲强度及模量实行了聚丙烯通用塑料工程化，已在汽车制造领域获得广泛应用，成为汽车工业实现低成本高效益目标的理想材料，是目前国际上极为活跃的复合材料开发品种之一。
长纤维增强聚丙烯复合材料因其具有较高的力学强度，可以部分代替PA6（聚酰胺6）、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）、PC（聚碳酸酯）等工程材料及其复合材料来注塑不同应用的制件或产品。但对一些有环境适应要求的制件尤其是尼龙替换件，如汽车蒸汽散热器风轮、叶轮及发动机周边材料则需要LFT-PP具有较好的耐热性及热变形温度。LFT-PP热变形温度及热性能的提升，能使长纤维增强聚丙烯复合材料具有更宽广的使用范围，是实现聚丙烯塑料工程化的重要指标。
由于长纤维的加入使得聚丙烯各种性能均得到提升，因此，也出现了大量的研究论文和报告。吴维新、任璞等[玻纤形态对长玻纤增强聚丙烯性能的影响[J].工程塑料应用,2013,41(1):23-26]研究了不同玻纤长度对材料力学性能、热变形温度及结晶性能的影响。崔峰波、曹国荣等[玻璃纤维增强聚丙烯的性能研究[J].玻璃纤维，2011,（1）：9-11]比较了长玻纤和短玻纤增强聚丙烯的热性能与性能。以上研究说明玻纤增强聚丙烯可以大幅提高聚丙烯的热变形温度，但未涉及如何进一步提高长玻璃纤维增强聚丙烯的热变形温度。
在鲍光复的研究论文[β晶型成核剂改性嵌段共聚聚丙烯(PP-B)管材料研究[J].2013,34(1):28-31]及陈梅红等人论文[OMMT对聚丙烯纳米复合材料性能的影响[J].塑料工业,2011,(5):78-81]中报道了β晶型成核剂、蒙脱土等物质对聚丙烯的热变形温度有提高，但并未涉及以上物质与长玻璃纤维复配后对热变形温度的影响。
发明内容
为提高长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的热变形温度，使LFT-PP有更宽广的环境适应性和在特定温度下具有更好的性能保持性和稳定性，本发明提供了一种具有较高热变形温度的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。
一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，由以下重量份的原料制成：
作为优选，所述的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，由以下重量份的原料制成：
本发明中，在特定含量的各组分下能够共同作用，使得本发明长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料具有较高热变形温度以及优良的机械性能。特别是，硅烷偶联剂、碳化硅、β晶型成核剂和镁盐晶须之间能够发生协同作用，能够提高本发明长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的热变形温度，使其具有耐高温、高温强度高等优异性能。
聚丙烯作为基体材料，可采用市售产品，所述的聚丙烯为BX3900、K7726、Y2600T、M800HS中一种或两种以上不同牌号聚丙烯的掺混物。其中，BX3900来自韩国SK公司，Y2600T、M800HS为上海石油化工股份有限公司生产，K7726为燕山石油化工有限公司生产。
长玻璃纤维用以增强聚丙烯材料，使其具有良好的力学性能。长玻璃纤维可采用市售产品，具体可选用巨石集团生产的362J型无碱玻璃纤维直接无捻粗纱。
本发明中长玻璃纤维与普通的短玻璃纤维相对而言，一般短玻璃纤维增强聚丙烯复合材料中，纤维长度一般小于等于1毫米，在长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料中，纤维的长度一般大于2毫米，为2毫米～25毫米，优选为2毫米～15毫米。
相容剂用以提高各组分之间的界面相容性，本发明所述的相容剂为聚丙烯-马来酸酐接枝物（PP-g-MAH）、聚丙烯-丙烯酸接枝物（PP-g-MAA）、聚丙烯-甲基丙烯酸甲酯接枝物（PP-g-MMA）中的一种或两种以上。上述相容剂可有效改善聚合物共混相容性差的问题，改变了聚丙烯材料的极性，增强聚合物基体与长玻璃纤维的粘结性。
所述的矿物填料为有机蒙脱土或滑石粉中的一种。其中有机蒙脱土为浙江丰虹新材料股份有限公司生产的DK1产品，其XRD层间距衍射峰2θ值为2.1，表明蒙脱土层间距已被扩大，经挤出作用和熔体渗入，更易使蒙脱石片层剥离，从而发挥热阻隔作用。所述的滑石粉为辽宁海城金田高档石粉厂生产的2000目滑石粉。
偶联剂可以提高矿物填料、碳化硅、镁盐晶须、长玻璃纤维等与聚丙烯的相容性。作为优选，所述的偶联剂为硅烷偶联剂，具体可选用硅烷偶联剂KH550。
碳化硅具有弹性模量高、抗氧化性能优越、耐高温以及高温强度高等优异性能，具有一定晶体形态的碳化硅填充聚丙烯，表现了优异的增强功能。
β晶型成核剂能将聚丙烯内的α晶型转化为β晶型，并且起到细化球晶的作用，增强了PP的强度和提高了PP的热变形温度。所述的β晶型成核剂为型号TMB-5、BNu-100、PCM40A的β晶型成核剂中的一种或两种以上。其中，TMB-5购自山西省化工研究所，BNu-100购自天津天济科贸有限公司，PCM40A购自三菱化学（中国）。
由于用长玻璃纤维来增加聚丙烯会导致聚丙烯加工流动相差，镁盐晶须填充聚丙烯材料，镁盐晶须与长玻璃纤维能很好地混杂在聚丙烯基体中起到协同增强的作用，提高了材料的力学性能和热性能。所述的镁盐晶须为碱式硫酸镁、硼酸镁晶须中的一种或两种以上。
由于镁盐晶须一般为无机镁盐晶须，为固体粉料，体积蓬松，松密度低，因此，经偶联剂处理后，镁盐晶须能够被基体树脂很好地包覆，与基体树脂形成较好的界面层。
作为优选，所述的加工助剂为以聚丙烯100份计的如下重量份的组分：
润滑剂  0～5份；
抗氧剂  0～5份；
进一步优选，所述的加工助剂为以聚丙烯100份计的如下重量份的组分：
润滑剂  0.6～3份；
抗氧剂  0.6～3份。
其中，所述润滑剂为聚乙烯蜡（PE蜡）。润滑剂的加入减少分子链的内摩擦、熔体与矿物间的摩擦，降低了粘度，从而提高熔体流动性。
为抑制或延缓聚丙烯在加工和使用过程中的氧化降解，在聚丙烯的改性过程中需要加入抗氧剂，而不同结构的聚合物具有不同的抗氧化能力，在本发明中，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂DSTP中的至少两种。
本发明还提供了一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其制备简单，可操作性强，易于工业化实施生产。
一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将部分量的偶联剂与矿物填料在混合机中以500～1500转/分钟混合10min～30min，使矿物活化，得到改性的矿物填料；
将部分量的偶联剂与碳化硅在混合机中以500～1500转/分钟混合10min～30min，得到改性的碳化硅；
将部分量的偶联剂与镁盐晶须在混合机中以500～1500转/分钟混合10min～30min，得到改性的镁盐晶须；
将聚丙烯、相容剂、余量的偶联剂、改性的矿物填料、改性的碳化硅、改性的钙盐晶须和可选择性加入的加工助剂在高速搅拌机中2000～4000转/分钟高速混合0.5～5min后从喂料料仓加入双螺杆挤出机中；
双螺杆挤出机的机头与长玻璃纤维浸渍模具连接，长玻璃纤维经浸渍模具与聚丙烯熔体融合，经水冷、切粒，得到长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。
其中，加入到高速搅拌机各原料组分量通过计量称进行计量，长玻璃纤维通过牵引装置转速来计量长玻璃纤维的量，从而达到不同长玻璃纤维含量的复合材料。牵引出浸渍模具的复合材料，经水冷、切粒，得到粒径为10～15mm的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，为粒料。
所述的双螺杆挤出机从进料段到机头的第一温度段至第八温度段的温度设定为160℃～180℃、180℃～200℃、200℃～220℃、220℃～240℃、240℃～260℃、240℃～260℃、240℃～260℃、240℃～260℃；浸渍模具的温度为240℃～260℃。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料具有较高的热变形温度，能在较宽广的温度范围内使用且具有稳定性和性能保持性。本发明中的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料绕度1.82Mpa下的热变形温度在160-163℃，绕度0.45Mpa下的热变形温度在162-168℃，已非常接近聚丙烯材料的熔融温度Tm。而通常在同等长玻璃纤维灰分含量下的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料在绕度1.82Mpa下的热变形温度为150℃左右，如ticonaPP-GF30-04在1.82Mpa下的热变形温度为148℃，RTP imagineering105CC在绕度1.82Mpa下的热变形温度为141℃，在绕度0.45Mpa下的热变形温度为157℃。本发明长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的热变形温度能与一般尼龙改性料和聚碳酸酯改性料形成竞争对比。同时，本发明长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料具有优异的力学性能，有利于该材料的推广使用。
本发明长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，采用现有的双螺杆挤出机即可实现，制备简单，易于操作和实施，有利于工业化生产，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
实施例1～4以及对比例1～4
长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，实施例1～4以及对比例1～4的原料配比如表1和表2所示，除另有说明外，份是指重量份。
长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将五分之一重量份的偶联剂与矿物填料在混合机中以1000转/分钟混合20min，得到改性的矿物填料；
将五分之一重量份的偶联剂与碳化硅在混合机中以1000转/分钟混合20min，得到改性的碳化硅；
将五分之一重量份的偶联剂与镁盐晶须在混合机中以1000转/分钟混合20min，得到改性的镁盐晶须；
将聚丙烯、相容剂、五分之二重量份的偶联剂、改性的矿物填料、改性的碳化硅、改性的镁盐晶须和可选择性加入的加工助剂在高速搅拌机中高速（转速3000RPM）混合1min后从喂料料仓通过计量称加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的机头与长玻璃纤维浸渍模具连接，长玻璃纤维经浸渍模具与聚丙烯熔体融合，牵引出浸渍模具的复合材料，经室温（即环境温度下）水冷、切粒，室温（即环境温度下）水冷，得到长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，该材料为粒料，直径为2～4mm，长度为11～12mm。其中，双螺杆挤出机从进料段到机头的第一温度段至第八温度段的温度设定为160℃～180℃、180℃～200℃、200℃～220℃、220℃～240℃、240℃～260℃、240℃～260℃、240℃～260℃、240℃～260℃。浸渍模具的温度为240℃～260℃。长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料中纤维的长度为2毫米～5毫米。
表1
表2
其中，PP-g-MAA参考文献（黄次沛、张文根等，等规聚丙烯-丙烯酸接枝共聚,合成树脂及塑料,2001,18（6）：4～9）制备。
PP-g-MMA参考文献（林水东、林志勇等，PP-g-MMA对云母填充聚丙烯体系增容作用的研究，功能材料，2005年9期）制备。
实施例1～4以及对比例1～4制备的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料组塑成型，测量力学性能，其结果如表3和表4所示。
表3
性能项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
拉伸强度Mpa 124.6 118 138 112.3
弯曲强度Mpa 145.8 113.1 167.4 140.4
弯曲模量Mpa 5560 5254.8 8066.2 7303.2
简支梁缺口冲击kJ/m2 29.2 17.3 30.2 16.4
简支梁非缺口冲击kJ/m2 50 39.4 51 40.7
HDT0.45Mpa℃ 167 162 168 165
HDT1.8Mpa℃ 161 160 163 162
表4
性能项目 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
拉伸强度Mpa 100 124 115 113
弯曲强度Mpa 156 154 138 146
弯曲模量Mpa 7053 7853.5 7100 7075
简支梁缺口冲击kJ/m2 25 28.3 26.3 26.1
简支梁非缺口冲击kJ/m2 43 43 44 43
HDT0.45Mpa℃ 155 156 154 153
HDT1.8Mpa℃ 151 153 150 150
与实施例3相比，对比例1未加偶联剂，对比例2未加碳化硅，对比例3未加β晶型成核剂，对比例4未加镁盐晶须，其余均与实施例3相同。从性能检测数据来看，对比例1～4均不如实施例3，可见，本发明中，硅烷偶联剂、碳化硅、β晶型成核剂和镁盐晶须之间能够发生协同作用，能够提高本发明长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的热变形温度，使其具有耐高温、力学性能优异等优点。

Claims (10)

1.一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
2.根据权利要求1所述的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
3.根据权利要求1所述的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的相容剂为聚丙烯-马来酸酐接枝物、聚丙烯-丙烯酸接枝物、聚丙烯-甲基丙烯酸甲酯接枝物中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的矿物填料为有机蒙脱土或滑石粉中的一种。
5.根据权利要求1所述的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1所述的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的镁盐晶须为碱式硫酸镁、硼酸镁晶须中的一种或两种以上。
7.根据权利要求1所述的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的加工助剂为以聚丙烯100份计的如下重量份的组分：
润滑剂  0～5份；
抗氧剂  0～5份。
8.根据权利要求7所述的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的润滑剂为聚乙烯蜡；
所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂DSTP中的至少两种。
9.一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将部分量的偶联剂与矿物填料在混合机中以500～1500转/分钟混合10min～30min，得到改性的矿物填料；
将部分量的偶联剂与碳化硅在混合机中以500～1500转/分钟混合10min～30min，得到改性的碳化硅；
将部分量的偶联剂与镁盐晶须在混合机中以500～1500转/分钟混合10min～30min，得到改性的镁盐晶须；
将聚丙烯、相容剂、余量的偶联剂、改性的矿物填料、改性的碳化硅、改性的钙盐晶须和可选择性加入的加工助剂在高速搅拌机中2000～4000转/分钟高速混合0.5～5min后从喂料料仓加入双螺杆挤出机中；
双螺杆挤出机的机头与长玻璃纤维浸渍模具连接，长玻璃纤维经浸渍模具与聚丙烯熔体融合，经水冷、切粒，得到长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。
10.根据权利要求9所述的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机从进料段到机头的第一温度段至第八温度段的温度设定为160℃～180℃、180℃～200℃、200℃～220℃、220℃～240℃、240℃～260℃、240℃～260℃、240℃～260℃、240℃～260℃；浸渍模具的温度为240℃～260℃。
CN201410108339.3A 2014-03-21 2014-03-21 一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法 Active CN103937093B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410108339.3A CN103937093B (zh) 2014-03-21 2014-03-21 一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410108339.3A CN103937093B (zh) 2014-03-21 2014-03-21 一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103937093A true CN103937093A (zh) 2014-07-23
CN103937093B CN103937093B (zh) 2016-06-15

Family

ID=51184985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410108339.3A Active CN103937093B (zh) 2014-03-21 2014-03-21 一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103937093B (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104387663A (zh) * 2014-10-31 2015-03-04 浙江俊尔新材料股份有限公司 一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法和应用
CN105175900A (zh) * 2015-09-07 2015-12-23 沈阳化工大学 一种混杂纤维改性聚丙烯
CN105255014A (zh) * 2015-09-28 2016-01-20 浙江伟星新型建材股份有限公司 一种玻璃纤维增强pp-rct材料及其制备方法
CN106397973A (zh) * 2016-08-30 2017-02-15 江苏莘翔机电有限公司 一种混杂纤维增强的聚丙烯复合材料
CN106700252A (zh) * 2016-12-13 2017-05-24 中广核俊尔（上海）新材料有限公司 一种汽车轮毂饰盖用的合金材料及其制备方法
CN107603005A (zh) * 2017-05-25 2018-01-19 上汽通用五菱汽车股份有限公司 汽车支撑骨架及其制造方法
CN109206734A (zh) * 2017-07-04 2019-01-15 四川鑫达企业集团有限公司 一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法
CN112011121A (zh) * 2019-05-31 2020-12-01 中国航发商用航空发动机有限责任公司 热塑性树脂基复合材料及其制备方法
CN113148440A (zh) * 2020-12-02 2021-07-23 中国人民解放军空军军医大学 一种用于食品空投的包装箱
CN113388205A (zh) * 2020-03-13 2021-09-14 中国石油化工股份有限公司 聚丙烯组合物、聚丙烯材料及其制备方法和应用
CN113912937A (zh) * 2021-09-30 2022-01-11 成都金发科技新材料有限公司 一种聚丙烯纳米复合材料及其制备方法和应用

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101020775A (zh) * 2007-03-15 2007-08-22 复旦大学 高强高韧聚丙烯改性材料
CN101338051A (zh) * 2008-08-08 2009-01-07 苏州工业园区和昌电器有限公司 长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制备方法
CN101633760A (zh) * 2009-06-10 2010-01-27 苏州禾盛新型材料股份有限公司 用于光缆接头盒的改性聚丙烯材料及其制备方法
CN102010547A (zh) * 2010-12-23 2011-04-13 南京聚隆科技股份有限公司 矿物与长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN102585485A (zh) * 2012-01-06 2012-07-18 华南理工大学 高机械性能淀粉/热塑性聚氨酯复合材料及制备方法
CN103030891A (zh) * 2013-01-09 2013-04-10 华东理工大学 一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN103030885A (zh) * 2012-12-17 2013-04-10 上海普利特复合材料股份有限公司 一种低散发、高性能长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制造方法
CN103087429A (zh) * 2013-01-30 2013-05-08 上海俊尔新材料有限公司 一种耐低温冲击玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备和应用
CN103254500A (zh) * 2013-04-01 2013-08-21 浙江俊尔新材料股份有限公司 一种以回收聚丙烯为基体改性的复合材料及其制备方法
CN103601976A (zh) * 2013-11-27 2014-02-26 广东聚石化学股份有限公司 一种泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101020775A (zh) * 2007-03-15 2007-08-22 复旦大学 高强高韧聚丙烯改性材料
CN101338051A (zh) * 2008-08-08 2009-01-07 苏州工业园区和昌电器有限公司 长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制备方法
CN101633760A (zh) * 2009-06-10 2010-01-27 苏州禾盛新型材料股份有限公司 用于光缆接头盒的改性聚丙烯材料及其制备方法
CN102010547A (zh) * 2010-12-23 2011-04-13 南京聚隆科技股份有限公司 矿物与长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN102585485A (zh) * 2012-01-06 2012-07-18 华南理工大学 高机械性能淀粉/热塑性聚氨酯复合材料及制备方法
CN103030885A (zh) * 2012-12-17 2013-04-10 上海普利特复合材料股份有限公司 一种低散发、高性能长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制造方法
CN103030891A (zh) * 2013-01-09 2013-04-10 华东理工大学 一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN103087429A (zh) * 2013-01-30 2013-05-08 上海俊尔新材料有限公司 一种耐低温冲击玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备和应用
CN103254500A (zh) * 2013-04-01 2013-08-21 浙江俊尔新材料股份有限公司 一种以回收聚丙烯为基体改性的复合材料及其制备方法
CN103601976A (zh) * 2013-11-27 2014-02-26 广东聚石化学股份有限公司 一种泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104387663B (zh) * 2014-10-31 2016-07-06 中广核俊尔新材料有限公司 一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法和应用
CN104387663A (zh) * 2014-10-31 2015-03-04 浙江俊尔新材料股份有限公司 一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法和应用
CN105175900A (zh) * 2015-09-07 2015-12-23 沈阳化工大学 一种混杂纤维改性聚丙烯
CN105255014A (zh) * 2015-09-28 2016-01-20 浙江伟星新型建材股份有限公司 一种玻璃纤维增强pp-rct材料及其制备方法
CN106397973A (zh) * 2016-08-30 2017-02-15 江苏莘翔机电有限公司 一种混杂纤维增强的聚丙烯复合材料
CN106700252B (zh) * 2016-12-13 2020-10-09 中广核俊尔（上海）新材料有限公司 一种汽车轮毂饰盖用的合金材料及其制备方法
CN106700252A (zh) * 2016-12-13 2017-05-24 中广核俊尔（上海）新材料有限公司 一种汽车轮毂饰盖用的合金材料及其制备方法
CN107603005A (zh) * 2017-05-25 2018-01-19 上汽通用五菱汽车股份有限公司 汽车支撑骨架及其制造方法
CN109206734A (zh) * 2017-07-04 2019-01-15 四川鑫达企业集团有限公司 一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法
CN112011121A (zh) * 2019-05-31 2020-12-01 中国航发商用航空发动机有限责任公司 热塑性树脂基复合材料及其制备方法
CN112011121B (zh) * 2019-05-31 2023-02-24 中国航发商用航空发动机有限责任公司 热塑性树脂基复合材料制备方法
CN113388205A (zh) * 2020-03-13 2021-09-14 中国石油化工股份有限公司 聚丙烯组合物、聚丙烯材料及其制备方法和应用
CN113388205B (zh) * 2020-03-13 2022-08-09 中国石油化工股份有限公司 聚丙烯组合物、聚丙烯材料及其制备方法和应用
CN113148440A (zh) * 2020-12-02 2021-07-23 中国人民解放军空军军医大学 一种用于食品空投的包装箱
CN113912937A (zh) * 2021-09-30 2022-01-11 成都金发科技新材料有限公司 一种聚丙烯纳米复合材料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN103937093B (zh) 2016-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103937093A (zh) 一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN110776742B (zh) 一种高填充低翘曲电池模组端板用的聚苯硫醚复合材料及其制备方法
CN102816384B (zh) 一种浅缩痕低翘曲的玻纤增强聚丙烯材料及其制法与应用
CN102181100B (zh) 玻纤增强共聚聚丙烯复合材料及其制备方法
CN103497484B (zh) 高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料及其制备方法
CN108164820A (zh) 一种植物纤维/pp复合材料及其制备方法
CN104387663B (zh) 一种长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法和应用
CN103937278A (zh) 一种3d打印木塑复合材料及其制备方法
CN109456563B (zh) 一种uhmwpe合金增容增韧改性聚丙烯波纹管专用料及其制备方法
CN101314672A (zh) 一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料及其制备方法
CN102719092B (zh) 一种复合增强尼龙组合物及其制备方法
CN110964263B (zh) 短玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN102942790A (zh) 一种耐高温、高强度聚苯硫醚基反应性增强增韧复合材料
CN105694223A (zh) 玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN110041609A (zh) 一种低浮纤连续长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法与应用
CN102634193A (zh) 碳纤维增强尼龙复合材料及其制备方法、汽车制动踏板
CN107652668A (zh) 一种可用于3d打印的增强增韧尼龙材料及其制备方法
CN105754207A (zh) 一种聚丙烯复合材料
CN101759911A (zh) 具有优异刚韧平衡性的聚丙烯复合材料及其制备方法
CN109553948B (zh) 一种高韧性高硬度复合材料及其制备方法
CN105131589A (zh) 一种气辅成型玻纤增强尼龙6工程塑料及其制备方法
CN105504439A (zh) 一种用于3d打印的低密度陶瓷材料及其制备方法
CN104277459A (zh) 一种聚苯硫醚/半芳香族尼龙复合材料及其制备方法
CN103554691B (zh) 一种汽车内饰制品
CN103013025A (zh) 一种可用于吹塑成型的综合性能优异的abs树脂组合物及制备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 325011 Wenzhou economic and Technological Development Zone, Zhejiang high tech Park Road, No. 60

Applicant after: CGN JUNER NEW MATERIALS Co.,Ltd.

Applicant after: SHANGHAI JUNER NEW MATERIALS Co.,Ltd.

Address before: 325011 Wenzhou economic and Technological Development Zone, Zhejiang high tech Park Road, No. 60

Applicant before: Zhejiang Juner New Materials Co.,Ltd.

Applicant before: SHANGHAI JUNER NEW MATERIALS Co.,Ltd.

Address after: 325011 Wenzhou economic and Technological Development Zone, Zhejiang high tech Park Road, No. 60

Applicant after: Zhejiang Juner New Materials Co.,Ltd.

Applicant after: SHANGHAI JUNER NEW MATERIALS Co.,Ltd.

Address before: 325011 Wenzhou economic and Technological Development Zone, Zhejiang high tech Park Road, No. 60

Applicant before: Zhejiang Juner New Material Co.,Ltd.

Applicant before: SHANGHAI JUNER NEW MATERIALS Co.,Ltd.

COR Change of bibliographic data
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 325011 No. 60, No. 1, hi tech Zone, hi tech park, Wenzhou economic and Technological Development Zone, Zhejiang

Co-patentee after: CGN JUNER (SHANGHAI) NEW MATERIALS Co.,Ltd.

Patentee after: CGN JUNER NEW MATERIALS Co.,Ltd.

Address before: 325011 No. 60, No. 1, hi tech Zone, hi tech park, Wenzhou economic and Technological Development Zone, Zhejiang

Co-patentee before: SHANGHAI JUNER NEW MATERIALS Co.,Ltd.

Patentee before: CGN JUNER NEW MATERIALS Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20191205

Address after: 325000 No.339, Jinhai Avenue, Wenzhou Economic and Technological Development Zone, Wenzhou City, Zhejiang Province

Co-patentee after: CGN JUNER NEW MATERIALS Co.,Ltd.

Patentee after: Zhongguang Nuclear Juner (Zhejiang) New Materials Co.,Ltd.

Co-patentee after: CGN JUNER (SHANGHAI) NEW MATERIALS Co.,Ltd.

Address before: 325011 No. 60, No. 1, hi tech Zone, hi tech park, Wenzhou economic and Technological Development Zone, Zhejiang

Co-patentee before: CGN JUNER (SHANGHAI) NEW MATERIALS Co.,Ltd.

Patentee before: CGN JUNER NEW MATERIALS Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right