CN114131784A - 一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料，该材料由以下重量百分比的各组分制备：碳纤维：5‑10份；玻璃纤维：30‑35份；聚丙烯：48‑52份；相容剂：8‑12份；复合光稳定剂：0.2‑1.5份；加工助剂：1‑2份。本发明还公开了上述复合材料的制备方法，流程简单，且无需复杂的设备。通过本发明制备获得的长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料力学性能、抗老化性能等综合性能都十分优秀，具有较高的商业化价值与推广价值。

Description

一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料及其制备 方法
技术领域
本发明涉及聚丙烯复合材料领域，具体而言，涉及一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯，是丙烯通过加聚反应而成的聚合物，系白色蜡状材料，外观透明而轻，化学式为(C3H6)n，密度为0.89～0.91g/cm3，易燃，熔点189℃，在155℃左右软化，使用温度范围为-30～140℃，在80℃以下能耐酸、碱、盐液及多种有机溶剂的腐蚀，能在高温和氧化作用下分解。聚丙烯广泛应用于服装、毛毯等纤维制品、医疗器械、汽车、自行车、零件、输送管道、化工容器、光伏材料等生产，也用于食品、药品包装。
聚丙烯复合材料目前也开始被应用于光伏模块中，如太阳能发电厂在太阳能设备中采用到了聚丙烯材料作为光伏背板、光伏组件，因此对于选用的聚丙烯复合材料，有着较高的结构强度要求，并且由于光伏材料长期受到太阳光的照射，对于其抗紫外老化的能力也有着较高的要求，而目前市面上所使用的聚丙烯复合材料应用至光伏材料中后，其结构强度以及抗紫外老化性能较差，且在长期使用的过程中老化速度较快，如公开号为CN113354901A公开了一种高耐热性纤维增强聚丙烯复合材料及制备方法，其在聚丙烯复合材料中加入了碳纤维、木纤维、陶瓷纤维提高复合材料的耐热性以及强度，采用将碳纤维、木纤维、陶瓷纤维和溶剂制备得到纤维溶液后进一步地加入硬脂酸钙、抗氧化剂、紫外线吸收剂和聚丙烯得到混合物溶液，将混合物溶液加入双螺旋挤出机进行挤出造粒得到聚合物复合材料，采用将所有材料一同熔融共混后挤出造粒的方法制备得到的复合材料，其采用的原材料数量较多，制备方法采用“一锅端”的方式将所有的材料进行共混最终原料包覆其配方中多种纤维的效果比较一般，强度也无法达到理论的效果。
发明内容
本发明要解决的其中一个技术问题是提供一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料的制备方法，且所述制备方法操作简单，无需复杂的设备及工艺，具体包括以下步骤：
一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将碳纤维和玻璃纤维放置于复合捻线机中，将纤维端头引出后聚成一根穿入整经孔及整经机的格栅中进行整经处理，穿入预扩纤架中进行处理，之后将其穿过纤维加热箱穿入至浸渍模具中；
S2：将聚丙烯树脂、相容剂、复合光稳定剂和加工助剂加入混合机混合均匀，经自动上料机加入单螺杆挤出机熔融挤入浸渍模具中与步骤S1穿入的碳纤维和玻璃纤维进行熔融浸渍混合，使纤维均匀地分散于熔体内，得到熔融条状混合物；
S3：将步骤S2浸渍模具出来的熔融条状混合物牵引至冷却水槽冷却至常温，进入冷风吹干机除去混合物表面的水，经过牵引机进入切粒机切割成颗粒，经振动筛筛出颗粒提升至螺旋混料机干燥混合均匀，得到合格的混合掺杂复合长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料。
本发明通过对碳纤维和玻璃纤维放置于复合捻线机中进行预处理，之后再将其他的助剂通过浸渍的方式与混合纤维混合，再进行切粒，相较于目前常规技术中将聚丙烯树脂和纤维材料以及助剂一同加入到挤出机中进行熔融共混后挤出的技术而言，能够提高聚丙烯树脂、相容剂、复合光稳定剂和加工助剂原料的包覆效果，最终制备得到的聚丙烯复合材料机械强度高，且抗紫外老化性能强，且本发明的制备方法步骤简单，无需繁琐的设备，制备所采用的原料少，采用的设备均为本领域常见设备，本发明具有较高的商业化价值与推广价值。
作为优选的方案，所述步骤S2之后至步骤S3之前还包括调整浸渍模具口模孔径的步骤；且所述聚丙烯复合材料的颗粒长度为11±0.5mm，直径为3mm±0.5mm，调整浸渍模具口模孔径能调控纤维的直径，从而控制纤维颗粒的大小。
作为优选的方案，所述步骤S1中，玻璃纤维和碳纤维均为长度大于10000m的连续纤维，且长度在10000m左右，能使成品颗粒达到的长度为11±0.5mm，直径为3mm±0.5mm，其中玻纤和碳纤长度也能达到11±0.5mm，比普通玻纤改性材料中纤维长度（一般为0.3mm～0.6mm）长很多，大大提高材料的物理性能，增加结构强度。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料，以解决目前市面上常见的聚丙烯复合材料结构强度一般、抗紫外老化性能较差的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料，以质量份数计，所述混合增强聚丙烯复合材料包括以下组分：
碳纤维：5-10份；
玻璃纤维：30-35份；
聚丙烯：48-52份；
相容剂：8-12份；
复合光稳定剂：0.2-1.5份；
加工助剂：1-2份，
所述碳纤维和所述玻璃纤维在与其他组分混合前，经过整经处理和扩纤处理。
作为优选的方案，所述加工助剂包括抗氧剂、润滑剂和偶联剂中的一种或多种。
作为优选的方案，所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯和三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯中的一种或两种。
作为优选的方案，所述的润滑剂为N,N’-乙撑双硬脂酰胺和硅铜粉中的一种或两种。
作为优选的方案，所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
作为优选的方案，所述的抗氧剂的质量份数为0.4-0.8份，所述润滑剂的质量份数为0.3-0.6份，所述偶联剂的质量份数为0.3-0.6份。
通过上述配方制备得到的长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料机械强度性能较好，且抗紫外老化性能强，本发明在采用的长玻璃纤维与碳纤维与助剂及树脂的相容性的条件下，选取了特定的加工助剂包括抗氧剂0.4-0.8份，润滑剂0.3-0.6份以及偶联剂0.3-0.6份，进一步的通过对碳纤维、玻璃纤维的整经以及扩纤处理，提高了最终包覆的均匀性及包覆后的性能，并且通过长玻璃纤维与长碳纤维二者的结合以及二者的共同整经、扩纤后进行浸渍处理，进一步地提高了聚丙烯复合材料的结构强度，本发明正是通过对原材料的复配，包括碳纤维、玻璃纤维与聚丙烯、相容剂、复合光稳定剂、加工助剂以及具体用量的选择，以及通过本发明的制备方法与配方二者之间的相互支持、相互支撑以起到协同作用，最终使得本发明制备的长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料结构强度高、抗紫外老化性能强。
作为优选的方案，所述的复合光稳定剂为聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并***的复配物，且所述聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}、所述双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和所述2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并***的质量配比为2：1：1。通过本发明上述将三种光稳定剂进行复配，能够提高复合材料的抗紫外老化性能，从而达到提高复合材料最终寿命的目的。
本发明的长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料通过合理复配碳纤维与玻璃纤维两种纤维，提高了聚丙烯复合材料的整体强度，并进一步的与聚丙烯、相容剂、复合光稳定剂以及加工助剂进行混合，最终制备获得的长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料结构强度高，且抗紫外老化性能强，收缩率小，抗蠕变性好，耐候性好，抗疲劳性好，有效地提高了聚丙烯复合材料的结构强度以及抗紫外老化性能。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面对本发明的具体实施例做详细的说明。
本发明实施例中所选用的原料均为市面上能够采购到的，等同替换以及类似的更换均在本发明的保护范围内，且本发明中采用的长玻璃纤维和碳纤维原料均为10000米以上的连续纤维材料。
以下提供具体的实施例：
实施例1：
本实施例提供一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料的配方及其制备方法，具体地，包括以下配方以及处理工艺：
一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料，以质量份数计，所述混合增强聚丙烯复合材料包括以下组分：
碳纤维：5份；玻璃纤维：35份；聚丙烯：48份；相容剂：12份；复合光稳定剂：0.7份；加工助剂：1份；其中加工助剂包括：抗氧剂1010（四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯）0.2份、抗氧剂168（三［2，4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯）0.2份、润滑剂EBS（N,N’-乙撑双硬脂酰胺）0.3份以及硅烷偶联剂KH550 0.3份；
所述的复合光稳定剂为聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并***的复配物；且三者的质量配比为2：1：1。
本实施例中，聚丙烯为韩国SK公司生产的BX3900，碳纤维为日本东丽公司生产的碳纤维T700，玻璃纤维为巨石公司生产的362K，相容剂是SWJ-1B为MAH-g-pp接枝物（沈阳四维高聚物塑胶有限公司），接枝率0.6～0.8%，熔体指数200～400g/10min。
所述长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料的制备方法如下：
S1：将碳纤维和玻璃纤维放置于复合捻线机中，将纤维端头引出后聚成一根穿入整经孔及整经机的格栅中进行整经处理，穿入预扩纤架中进行处理，之后将其穿过纤维加热箱穿入至浸渍模具中；
S2：将聚丙烯树脂、相容剂、复合光稳定剂和加工助剂加入混合机混合均匀，经自动上料机加入单螺杆挤出机熔融挤入浸渍模具中与步骤S1穿入的碳纤维和玻璃纤维进行熔融浸渍混合，使纤维均匀地分散于熔体内，得到熔融条状混合物；
S3：将步骤S2浸渍模具出来的熔融条状混合物牵引至冷却水槽冷却至常温，进入冷风吹干机除去混合物表面的水，经过牵引机进入切粒机切割成颗粒，经振动筛筛选出合格的颗粒提升至螺旋混料机干燥混合均匀，得到合格的混合掺杂复合长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料。
所述步骤S3之前还包括调整浸渍模具口模孔径的步骤。
所述步骤S3中，所述颗粒的长度为10.5mm，直径为2.5mm。
实施例2：
本实施例提供一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料的配方及其制备方法，具体地，包括以下配方以及处理工艺：
一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料，以质量份数计，所述混合增强聚丙烯复合材料包括以下组分：
碳纤维：5份；玻璃纤维：35份；聚丙烯：48份；相容剂：12份；复合光稳定剂：0.2份；加工助剂：1份；其中加工助剂包括：抗氧剂1010（四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯）0.2份、抗氧剂168（三［2，4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯）0.2份、润滑剂EBS（N,N’-乙撑双硬脂酰胺）0.3份以及硅烷偶联剂KH550 0.3份；
所述的复合光稳定剂为聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并***的复配物；且三者的质量配比为2：1：1。
本实施例中，聚丙烯为韩国SK公司生产的BX3900，碳纤维为日本东丽公司生产的碳纤维T700，玻璃纤维为巨石公司生产的362K，相容剂是SWJ-1B为MAH-g-pp接枝物（沈阳四维高聚物塑胶有限公司），接枝率0.6～0.8%，熔体指数200～400g/10min。
所述长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料的制备方法如下：
S1：将碳纤维和玻璃纤维放置于复合捻线机中，将纤维端头引出后聚成一根穿入整经孔及整经机的格栅中进行整经处理，穿入预扩纤架中进行处理，之后将其穿过纤维加热箱穿入至浸渍模具中；
S2：将聚丙烯树脂、相容剂、复合光稳定剂和加工助剂加入混合机混合均匀，经自动上料机加入单螺杆挤出机熔融挤入浸渍模具中与步骤S1穿入的碳纤维和玻璃纤维进行熔融浸渍混合，使纤维均匀地分散于熔体内，得到熔融条状混合物；
S3：将步骤S2浸渍模具出来的熔融条状混合物牵引至冷却水槽冷却至常温，进入冷风吹干机除去混合物表面的水，经过牵引机进入切粒机切割成颗粒，经振动筛筛选出合格的颗粒提升至螺旋混料机干燥混合均匀，得到合格的混合掺杂复合长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料。
所述步骤S3之前还包括调整浸渍模具口模孔径的步骤。
所述步骤S3中，所述颗粒的长度为11mm，直径为3mm。
实施例3：
本实施例提供一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料的配方及其制备方法，具体地，包括以下配方以及处理工艺：
一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料，以质量份数计，所述混合增强聚丙烯复合材料包括以下组分：
碳纤维：7.5份；玻璃纤维：32.5份；聚丙烯：50份；相容剂：10份；复合光稳定剂：0.85份；加工助剂：1.5份；其中加工助剂包括：抗氧剂1010（四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯）0.3份、抗氧剂168（三［2，4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯）0.3份、润滑剂EBS（N,N’-乙撑双硬脂酰胺）0.45份以及钛酸酯偶联剂 0.45份；
所述的复合光稳定剂为聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并***的复配物；且三者的质量配比为2：1：1。
本实施例中，聚丙烯为韩国SK公司生产的BX3900，碳纤维为日本东丽公司生产的碳纤维T700，玻璃纤维为巨石公司生产的362K，相容剂是SWJ-1B为MAH-g-pp接枝物（沈阳四维高聚物塑胶有限公司），接枝率0.6～0.8%，熔体指数200～400g/10min。
所述长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料的制备方法如下：
S1：将碳纤维和玻璃纤维放置于复合捻线机中，将纤维端头引出后聚成一根穿入整经孔及整经机的格栅中进行整经处理，穿入预扩纤架中进行处理，之后将其穿过纤维加热箱穿入至浸渍模具中；
S2：将聚丙烯树脂、相容剂、复合光稳定剂和加工助剂加入混合机混合均匀，经自动上料机加入单螺杆挤出机熔融挤入浸渍模具中与步骤S1穿入的碳纤维和玻璃纤维进行熔融浸渍混合，使纤维均匀地分散于熔体内，得到熔融条状混合物；
S3：将步骤S2浸渍模具出来的熔融条状混合物牵引至冷却水槽冷却至常温，进入冷风吹干机除去混合物表面的水，经过牵引机进入切粒机切割成颗粒，经振动筛筛选出合格的颗粒提升至螺旋混料机干燥混合均匀，得到合格的混合掺杂复合长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料。
所述步骤S3之前还包括调整浸渍模具口模孔径的步骤。
所述步骤S3中，所述颗粒的长度为11.5mm，直径为2.5mm。
实施例4：
本实施例提供一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料的配方及其制备方法，具体地，包括以下配方以及处理工艺：
一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料，以质量份数计，所述混合增强聚丙烯复合材料包括以下组分：
碳纤维：10份；玻璃纤维：35份；聚丙烯：52份；相容剂：12份；复合光稳定剂：1.5份；加工助剂：2份；其中加工助剂包括：抗氧剂1010（四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯）0.4份、抗氧剂168（三［2，4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯）0.4份、润滑剂EBS（N,N’-乙撑双硬脂酰胺）0.6份以及硅烷偶联剂KH550 0.6份；
所述的复合光稳定剂为聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并***的复配物；且三者的质量配比为2：1：1。
本实施例中，聚丙烯为韩国SK公司生产的BX3900，碳纤维为日本东丽公司生产的碳纤维T700，玻璃纤维为巨石公司生产的362K，相容剂是SWJ-1B为MAH-g-pp接枝物（沈阳四维高聚物塑胶有限公司），接枝率0.6～0.8%，熔体指数200～400g/10min。
所述长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料的制备方法如下：
S1：将碳纤维和玻璃纤维放置于复合捻线机中，将纤维端头引出后聚成一根穿入整经孔及整经机的格栅中进行整经处理，穿入预扩纤架中进行处理，之后将其穿过纤维加热箱穿入至浸渍模具中；
S2：将聚丙烯树脂、相容剂、复合光稳定剂和加工助剂加入混合机混合均匀，经自动上料机加入单螺杆挤出机熔融挤入浸渍模具中与步骤S1穿入的碳纤维和玻璃纤维进行熔融浸渍混合，使纤维均匀地分散于熔体内，得到熔融条状混合物；
S3：将步骤S2浸渍模具出来的熔融条状混合物牵引至冷却水槽冷却至常温，进入冷风吹干机除去混合物表面的水，经过牵引机进入切粒机切割成颗粒，经振动筛筛选出合格的颗粒提升至螺旋混料机干燥混合均匀，得到合格的混合掺杂复合长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料。
所述步骤S3之前还包括调整浸渍模具口模孔径的步骤。
所述步骤S3中，所述颗粒的长度为11.5mm，直径为3.5mm。
实施例5：
本实施例提供一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料的配方及其制备方法，具体地，包括以下配方以及处理工艺：
一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料，以质量份数计，所述混合增强聚丙烯复合材料包括以下组分：
碳纤维：5份；玻璃纤维：35份；聚丙烯：48份；相容剂：12份；复合光稳定剂：0.2份；加工助剂：1份；其中加工助剂包括：抗氧剂1010（四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯）0.2份、抗氧剂168（三［2，4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯）0.2份、润滑剂EBS（N,N’-乙撑双硬脂酰胺）0.3份以及硅烷偶联剂KH550 0.3份；
所述的复合光稳定剂为聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并***的复配物；且三者的质量配比为2：1：1。
本实施例中，聚丙烯为韩国SK公司生产的BX3900，碳纤维为日本东丽公司生产的碳纤维T700，玻璃纤维为巨石公司生产的362K，相容剂是SWJ-1B为MAH-g-pp接枝物（沈阳四维高聚物塑胶有限公司），接枝率0.6～0.8%，熔体指数200～400g/10min。
所述长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料的制备方法如下：
S1：将碳纤维和玻璃纤维放置于复合捻线机中，将纤维端头引出后聚成一根穿入整经孔及整经机的格栅中进行整经处理，穿入预扩纤架中进行处理，之后将其穿过纤维加热箱穿入至浸渍模具中；
S2：将聚丙烯树脂、相容剂、复合光稳定剂和加工助剂加入混合机混合均匀，经自动上料机加入单螺杆挤出机熔融挤入浸渍模具中与步骤S1穿入的碳纤维和玻璃纤维进行熔融浸渍混合，使纤维均匀地分散于熔体内，得到熔融条状混合物；
S3：将步骤S2浸渍模具出来的熔融条状混合物牵引至冷却水槽冷却至常温，进入冷风吹干机除去混合物表面的水，经过牵引机进入切粒机切割成颗粒，经振动筛筛选出合格的颗粒提升至螺旋混料机干燥混合均匀，得到合格的混合掺杂复合长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料。
所述步骤S3之前还包括调整浸渍模具口模孔径的步骤。
所述步骤S3中，所述颗粒的长度为11mm，直径为3mm。
实施例6：
本实施例提供一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料的配方及其制备方法，具体地，包括以下配方以及处理工艺：
一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料，以质量份数计，所述混合增强聚丙烯复合材料包括以下组分：
碳纤维：10份；玻璃纤维：30份；聚丙烯：52份；相容剂：8份；复合光稳定剂：1.5份；加工助剂：2份；其中加工助剂包括：抗氧剂1010（四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯）0.4份、抗氧剂168（三［2，4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯）0.4份、润滑剂EBS（N,N’-乙撑双硬脂酰胺）0.6份以及硅烷偶联剂KH550 0.6份；
所述的复合光稳定剂为聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并***的复配物；且三者的质量配比为2：1：1。
本实施例中，聚丙烯为韩国SK公司生产的BX3900，碳纤维为日本东丽公司生产的碳纤维T700，玻璃纤维为巨石公司生产的362K，相容剂是SWJ-1B为MAH-g-pp接枝物（沈阳四维高聚物塑胶有限公司），接枝率0.6～0.8%，熔体指数200～400g/10min。
所述长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料的制备方法如下：
S1：将碳纤维和玻璃纤维放置于复合捻线机中，将纤维端头引出后聚成一根穿入整经孔及整经机的格栅中进行整经处理，穿入预扩纤架中进行处理，之后将其穿过纤维加热箱穿入至浸渍模具中；
S2：将聚丙烯树脂、相容剂、复合光稳定剂和加工助剂加入混合机混合均匀，进入冷风吹干机除去混合物表面的水，经自动上料机加入单螺杆挤出机熔融挤入浸渍模具中与步骤S1穿入的碳纤维和玻璃纤维进行熔融浸渍混合，使纤维均匀地分散于熔体内，得到熔融条状混合物；
S3：将步骤S2浸渍模具出来的熔融条状混合物牵引至冷却水槽冷却至常温，经过牵引机进入切粒机切割成颗粒，经振动筛筛选出合格的颗粒提升至螺旋混料机干燥混合均匀，得到合格的混合掺杂复合长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料。
所述步骤S3之前还包括调整浸渍模具口模孔径的步骤。
所述步骤S3中，所述颗粒的长度为11mm，直径为3mm。
对本发明实施例1制备的样品进行力学和理化性能的测试，测试的标准以及测试的结果如下表所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
对本明实施例1制备的样品进行紫外老化测试，测试的方法和测试的结果如下：
对本发明实施例1制备的样品，经过800小时紫外老化（IEC 61215-2-2016）后，样品表面不出现分化现象，其拉伸强度、悬缺冲和弯曲强度的变化量不超过15%；经1600小时紫外老化后，样品表面不出现分化现象，其拉伸强度、悬缺冲和弯曲强度的变化量不超过25%。
综上，本发明的一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料无论在结构强度方面，还是在抗紫外老化方面的性能都十分的优秀，且本发明的制备工艺也相对较为简单，无需繁琐的步骤，通过对碳纤维、玻璃纤维的整经、扩纤后再进行熔融浸渍，进一步的提高了聚丙烯以及其他辅料的附着包覆强度，在本发明配方范围内且通过本发明的方法制备的复合材料均取得了较好的结构强度以及抗紫外老化性能，本发明通过合理地调控各原料的配比，以及生产工艺的步骤把控，最终制备或得到长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种长玻璃纤维和碳纤维混合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：
S1：将碳纤维和玻璃纤维放置于复合捻线机中，将纤维端头引出后聚成一根穿入整经孔及整经机的格栅中进行整经处理，穿入预扩纤架中进行处理，之后将其穿过纤维加热箱穿入至浸渍模具中；
S2：将聚丙烯树脂、相容剂、复合光稳定剂和加工助剂加入混合机混合均匀，经自动上料机加入单螺杆挤出机熔融挤入浸渍模具中与步骤S1穿入的碳纤维和玻璃纤维进行熔融浸渍混合，使纤维均匀地分散于熔体内，得到熔融条状混合物；
S3：将步骤S2浸渍模具出来的熔融条状混合物牵引至冷却水槽冷却至常温，进入冷风吹干机除去混合物表面的水，经过牵引机进入切粒机切割成颗粒，经振动筛筛出颗粒提升至螺旋混料机干燥混合均匀，得到长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述玻璃纤维和碳纤维均为长度大于10000m的连续纤维。
3.根据权利要求1所述的一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2之后至步骤S3之前还包括调整浸渍模具口模孔径的步骤；且所述聚丙烯复合材料的颗粒长度为11±0.5mm，直径为3mm±0.5mm。
4.一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料，其特征在于，以质量份数计，所述混合增强聚丙烯复合材料包括以下组分：
碳纤维：5-10份；
玻璃纤维：30-35份；
聚丙烯：48-52份；
相容剂：8-12份；
复合光稳定剂：0.2-1.5份；
加工助剂：1-2份；
所述碳纤维和所述玻璃纤维在与其他组分混合前，经过整经处理和扩纤处理。
5.根据权利要求4所述的一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述加工助剂包括抗氧剂、润滑剂和偶联剂中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯和三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯中的一种或两种。
7.根据权利要求5所述的一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的润滑剂为N,N’-乙撑双硬脂酰胺和硅铜粉中的一种或两种。
8.根据权利要求5所述的一种长玻璃纤维和碳纤维混合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。
9.根据权利要求5所述的一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂的质量份数为0.4-0.8份，所述润滑剂的质量份数为0.3-0.6份，所述偶联剂的质量份数为0.3-0.6份。
10.根据权利要求4所述的一种长玻璃纤维和碳纤维混合增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的复合光稳定剂为聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并***的复配物，且所述聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}、所述双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和所述2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并***的质量配比为2：1：1。
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