CN114213686B - 一种低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法，包括如下重量份的各组分，聚丙烯树脂30‑80份，短切玻璃纤维10‑30份，改性纳米片层全硅分子筛1‑30份，相容剂2‑8份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂0.2‑3份。通过添加一定的比例的短切玻璃纤维和特定纳米片层状填料进行复合增强，所加入的矿物，能有效降低高长径比玻璃纤维造成的分子链取向程度，从而降低了在注塑过程中由于材料的各项异性导致的翘曲变形，同时具有优良的力学性能和高强度。

Description

一种低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚丙烯复合材料，特别涉及一种低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯树脂由于其性能特点，在使用时需要对其进行增强，聚丙烯使用玻璃纤维增强，主要包括两类，一类是使用短玻璃纤维做增强材料，另一类使用连续长玻璃纤维作为增强材料，经增强的聚丙烯材料在家电制造、汽车制造等领域有着广泛的应用。
玻璃纤维增强聚丙烯作为一种通用热塑性增强复合材料，具有弹性模量高、强度高、热变形温度高、尺寸稳定性好、价格低廉等优点。但玻璃纤维由于其针状形态特点，具有极高的长径比，使得在注塑过程中流动方向和垂直方向上的材料收缩率差异较大，这种显著的差异会导致材料发生严重的翘曲变形现象。这一特点也限制了玻纤增强在一些高精度制件上的应用。
中国专利CN102250420A公开了一种抗翘曲增强聚丙烯复合材料及其制备方法，该发明选用了一种横截面为椭圆的低取向玻纤，这种玻纤抗翘曲效果比普通的短切玻纤效果好，且不影响材料的其他性能，但其相容剂的添加比例过高，高达5％-15％，因而导致制备成本较高；专利CN102532682A公开了一种低翘曲高光泽填充增强聚丙烯材料及其制备方法，通过添加5-15份硅灰石起到防止翘曲的效果，但是由于硅灰石的长径比依然较大，对翘曲的情况改善有限。
有鉴于上述现有玻璃纤维增强聚丙烯复合材料存在的缺陷，本发明人基于从事此类材料多年丰富经验及专业知识，配合理论分析，加以研究创新，开发一种低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法，改善其翘曲现象的同时具有较高的强度。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，保证材料具有较好力学性能的同时改善翘曲现象，尤其是具有较高的强度。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
本发明提供的低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，包括如下重量份的各组分，
抗氧剂、光稳定剂和润滑剂的质量比为4～6:1～4:1～4，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂的质量比优选为4:3:3。
作为优选的，聚丙烯为丙烯共聚物或丙烯均聚物，其熔体流动速率在230℃/2.16kg条件下为3-30g/10min。
作为优选的，其中抗氧剂可以为受阻酚抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂，光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，润滑剂为金属皂类润滑剂、硬脂酸复合酯类润滑剂或酰胺类润滑剂中的一种。
作为优选的，改性纳米片层全硅分子筛中的纳米片层全硅分子筛通过如下方法制备，
(1)将硅源、碱源(NaOH)、结构导向剂(SDA)和去离子水混合，于室温下形成的溶胶摩尔比例为：H2O/SiO2＝20-25，SDA/SiO2＝0.02-0.05，NaOH/SiO2＝2-5，在该碱性环境中，有利于快速形成晶核，减少结晶周期，极大限度减少成核过程中杂晶的形成。并经室温老化后，在140℃下水热合成12h得到晶体，在该过程中，初始凝胶发生解聚和重排，形成特定的结构单元，并进一步围绕着模板剂(SDA)构成结晶多面体，聚集形成晶核，逐步形成分子筛晶体。然后将制备的分子筛晶体经去离子水反复冲洗、离心、干燥得到纳米级全硅分子筛，分子筛尺寸大小在50-100nm。
(2)将步骤(1)中制备的纳米级全硅分子筛在460℃的马弗炉中煅烧4h，得到纳米片层全硅分子筛。
作为优选的，纳米片层全硅分子筛通过如下操作进行改性，将硅烷偶联剂配成10％～15％的有机溶液，在有机溶液中加入制备的纳米片层全硅分子筛，搅拌后抽滤，用无水乙醇和蒸馏水多次清洗后烘干，得到所述改性纳米片层全硅分子筛，硅烷偶联剂由于其特殊的化学结构，里面的有机官能团能够与聚合物基材很好的结合，另一端的甲氧基或乙氧基基团，能水解并与分子筛表面以化学键方式(缩合)或物理方式(氢键)结合。因此，经硅烷偶联剂处理后的分子筛，能够很好的改善填料在聚合物中的润湿性和分散性，提升材料的性能。
作为优选的，硅源为硅溶胶、正硅酸四乙酯或硅酸钠中的至少一种，为合成的分子筛提供足量的硅源，构建分子筛结构骨架。
作为优选的，结构导向剂为四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵或四乙基溴化铵中的至少一种，主要为分子筛的合成提供结构导向的作用，促进晶体笼状结构形成，能缩短成核结晶时间。
作为优选的，短切玻璃纤维的长度为0.5-6mm，直径为6-15μm，属于无碱玻纤的一种。
作为优选的，相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
本发明的另一个目的是提供一种低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，通过制备工艺的优化，保证材料具有较好力学性能的同时改善翘曲现象。
本发明的上述技术效果是由以下技术方案实现的：
本发明提供的低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下操作步骤，
S1.制备改性纳米片层全硅分子筛；
S2.将S1制备的改性纳米片层全硅分子筛和聚丙烯材料按照比例在高混锅中混合，得到混合物；
S3.将步骤S2制备的混合物、相容剂和抗氧剂以及其它助剂按照质量比从主喂料口进入，将短切玻璃纤维按质量比从侧喂料口进入，挤出机的温度控制在：一区160-180℃，二区180-200℃，三区190-200℃，四区190-210℃，五区190-210℃，六区190-210℃，七区190-210℃，八区190-210℃，九区190-220℃，经熔融后挤出、冷却、切粒、烘干处理，得到目标产物。
作为优选的，改性纳米片层全硅分子筛中的纳米片层全硅分子筛通过如下方法制备，通过该方法有利于生长缺陷少的完美晶体，且易于控制产物晶体的粒度和形貌。
(1)将硅源、碱源、结构导向剂和去离子水混合，于室温下形成的溶胶摩尔比例为：H2O/SiO2＝20-25，SDA/SiO2＝0.02-0.05，NaOH/SiO2＝2-5，经室温老化后，于140℃下水热合成12h，将制备的晶体经去离子水反复冲洗、离心、干燥可得纳米级全硅分子筛；
(2)将步骤(1)中制备的纳米级全硅分子筛于460℃的马弗炉中煅烧，得到所述纳米片层全硅分子筛。
作为优选的，纳米片层全硅分子筛通过如下操作进行改性，将硅烷偶联剂配成10％～15％的有机溶液，在所述有机溶液中加入制备的纳米片层全硅分子筛，搅拌后抽滤，用无水乙醇和蒸馏水多次清洗后烘干，得到所述改性纳米片层全硅分子筛。
作为优选的，硅源为硅溶胶、正硅酸四乙酯或硅酸钠中的至少一种。
作为优选的，结构导向剂为四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵或四乙基溴化铵中的至少一种，为分子筛的合成提供结构导向的作用，促进晶体笼状结构形成。
作为优选的，短切玻璃纤维的长度为0.5-6mm，直径为6-15μm，有利于加工过程中玻纤的分散，提升材料的相关力学性能。
作为优选的，相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
作为优选的，抗氧剂为主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的混合，混合物重量比为1：1-1：4。
作为优选的，润滑剂主要为硬脂酸钙和EBS的混合物，添加的重量比为0.1～0.0.6：0.1～0.5。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，通过添加一定的比例的短切玻璃纤维和特定纳米片层状填料进行复合增强，所加入的矿物，能有效降低高长径比玻璃纤维造成的分子链取向程度，从而降低了在注塑过程中由于材料的各项异性导致的翘曲变形，同时具有优良的力学性能和高强度。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的一种低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
在以下实施例中，市售材料的来源如下：
聚丙烯树脂：均聚聚丙烯，HP500N，蒲城能源
短切玻璃纤维：CS248A-13P，欧文斯科宁
滑石粉：3000目，辽宁艾海
相容剂：马来酸酐接枝PP(KT-1)，沈阳科通塑胶科技有限公司
抗氧剂：1010和168，北京极易化工
润滑剂：硬脂酸钙，山东宝利莱塑料助剂有限公司；TAF，兴泰国光化学助剂
全硅分子筛：一般市售产品
硅源：LUDOX TM-40
碱源：NaOH，国药
结构导向剂：TMAdaOH，阿尔法
硅烷偶联剂：KH-550，广州市中杰新材料有限公司
无水乙醇：国药售
实施例1
本发明的低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，包括如下重量份的各组分，聚丙烯树脂76份，短切玻璃纤维10份，改性纳米片层全硅分子筛10份，相容剂4份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂合计0.4份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂的质量比为4:3:3。
低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下操作步骤，
按质量比称取各组分，
S1.制备改性纳米片层全硅分子筛；
S2.将S1制备的改性纳米片层全硅分子筛和聚丙烯树脂按照比例在高混锅中混合，得到混合物；
S3.将步骤S2制备的混合物、相容剂和抗氧剂以及光稳定剂和润滑剂按照质量比从主喂料口进入，将短切玻璃纤维按质量比从侧喂料口进入，挤出机的温度控制在：一区160-180℃，二区180-200℃，三区190-200℃，四区190-210℃，五区190-210℃，六区190-210℃，七区190-210℃，八区190-210℃，九区190-220℃，经熔融后挤出、冷却、切粒、烘干处理，得到目标产物。
改性纳米片层全硅分子筛通过如下方法制备：
(1)将硅源、碱源、结构导向剂和去离子水混合，于室温下形成的溶胶摩尔比例为：H2O/SiO2＝20-25，SDA/SiO2＝0.02-0.05，NaOH/SiO2＝2-5，经室温老化后，水热合成晶体，将制备的晶体经去离子水反复冲洗、离心、干燥得到纳米级全硅分子筛；
(2)将步骤(1)中制备的纳米级全硅分子筛于高温马弗炉中煅烧，得到纳米片层全硅分子筛。
(3)将硅烷偶联剂配成10％的有机溶液，在有机溶液中加入制备的纳米片层全硅分子筛，搅拌后抽滤，用无水乙醇和蒸馏水多次清洗后烘干，得到改性纳米片层全硅分子筛。
实施例2
本发明的低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，包括如下重量份的各组分，聚丙烯树脂66份，短切玻璃纤维10份，改性纳米片层全硅分子筛20份，相容剂4份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂合计0.4份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂的质量比为4:3:3。
低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下操作步骤，
按质量比称取各组分，
S1.制备改性纳米片层全硅分子筛；
S2.将S1制备的改性纳米片层全硅分子筛和聚丙烯树脂按照比例在高混锅中混合，得到混合物；
S3.将步骤S2制备的混合物、相容剂和抗氧剂以及光稳定剂和润滑剂按照质量比从主喂料口进入，将短切玻璃纤维按质量比从侧喂料口进入，挤出机的温度控制在：一区160-180℃，二区180-200℃，三区190-200℃，四区190-210℃，五区190-210℃，六区190-210℃，七区190-210℃，八区190-210℃，九区190-220℃，经熔融后挤出、冷却、切粒、烘干处理，得到目标产物。
改性纳米片层全硅分子筛通过如下方法制备：
(1)将硅源、碱源、结构导向剂和去离子水混合，于室温下形成的溶胶摩尔比例为：H2O/SiO2＝20-25，SDA/SiO2＝0.02-0.05，NaOH/SiO2＝2-5，经室温老化后，水热合成晶体，将制备的晶体经去离子水反复冲洗、离心、干燥得到纳米级全硅分子筛；
(2)将步骤(1)中制备的纳米级全硅分子筛于高温马弗炉中煅烧，得到纳米片层全硅分子筛。
(3)将硅烷偶联剂配成12％的有机溶液，在有机溶液中加入制备的纳米片层全硅分子筛，搅拌后抽滤，用无水乙醇和蒸馏水多次清洗后烘干，得到改性纳米片层全硅分子筛。
实施例3
本发明的低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，包括如下重量份的各组分，聚丙烯树脂56份，短切玻璃纤维10份，改性纳米片层全硅分子筛30份，相容剂4份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂合计0.4份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂的质量比为4:3:3。
低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下操作步骤，
按质量比称取各组分，
S1.制备改性纳米片层全硅分子筛；
S2.将S1制备的改性纳米片层全硅分子筛和聚丙烯树脂按照比例在高混锅中混合，得到混合物；
S3.将步骤S2制备的混合物、相容剂和抗氧剂以及光稳定剂和润滑剂按照质量比从主喂料口进入，将短切玻璃纤维按质量比从侧喂料口进入，挤出机的温度控制在：一区160-180℃，二区180-200℃，三区190-200℃，四区190-210℃，五区190-210℃，六区190-210℃，七区190-210℃，八区190-210℃，九区190-220℃，经熔融后挤出、冷却、切粒、烘干处理，得到目标产物。
改性纳米片层全硅分子筛通过如下方法制备：
(1)将硅源、碱源、结构导向剂和去离子水混合，于室温下形成的溶胶摩尔比例为：H2O/SiO2＝20-25，SDA/SiO2＝0.02-0.05，NaOH/SiO2＝2-5，经室温老化后，水热合成晶体，将制备的晶体经去离子水反复冲洗、离心、干燥得到纳米级全硅分子筛；
(2)将步骤(1)中制备的纳米级全硅分子筛于高温马弗炉中煅烧，得到纳米片层全硅分子筛。
(3)将硅烷偶联剂配成14％的有机溶液，在有机溶液中加入制备的纳米片层全硅分子筛，搅拌后抽滤，用无水乙醇和蒸馏水多次清洗后烘干，得到改性纳米片层全硅分子筛。
实施例4
本发明的低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，包括如下重量份的各组分，聚丙烯树脂45份，短切玻璃纤维20份，改性纳米片层全硅分子筛20份，相容剂5份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂合计0.4份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂的质量比为4:3:3。
低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下操作步骤，
按质量比称取各组分，
S1.制备改性纳米片层全硅分子筛；
S2.将S1制备的改性纳米片层全硅分子筛和聚丙烯树脂按照比例在高混锅中混合，得到混合物；
S3.将步骤S2制备的混合物、相容剂和抗氧剂以及光稳定剂和润滑剂按照质量比从主喂料口进入，将短切玻璃纤维按质量比从侧喂料口进入，挤出机的温度控制在：一区160-180℃，二区180-200℃，三区190-200℃，四区190-210℃，五区190-210℃，六区190-210℃，七区190-210℃，八区190-210℃，九区190-220℃，经熔融后挤出、冷却、切粒、烘干处理，得到目标产物。
改性纳米片层全硅分子筛通过如下方法制备：
(1)将硅源、碱源、结构导向剂和去离子水混合，于室温下形成的溶胶摩尔比例为：H2O/SiO2＝20-25，SDA/SiO2＝0.02-0.05，NaOH/SiO2＝2-5，经室温老化后，水热合成晶体，将制备的晶体经去离子水反复冲洗、离心、干燥得到纳米级全硅分子筛；
(2)将步骤(1)中制备的纳米级全硅分子筛于高温马弗炉中煅烧，得到纳米片层全硅分子筛。
(3)将硅烷偶联剂配成15％的有机溶液，在有机溶液中加入制备的纳米片层全硅分子筛，搅拌后抽滤，用无水乙醇和蒸馏水多次清洗后烘干，得到改性纳米片层全硅分子筛。
实施例5
本发明的低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，包括如下重量份的各组分，聚丙烯树脂44份，短切玻璃纤维30份，改性纳米片层全硅分子筛20份，相容剂6份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂合计0.4份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂的质量比为4:3:3。
低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下操作步骤，
按质量比称取各组分，
S1.制备改性纳米片层全硅分子筛；
S2.将S1制备的改性纳米片层全硅分子筛和聚丙烯树脂按照比例在高混锅中混合，得到混合物；
S3.将步骤S2制备的混合物、相容剂和抗氧剂以及光稳定剂和润滑剂按照质量比从主喂料口进入，将短切玻璃纤维按质量比从侧喂料口进入，挤出机的温度控制在：一区160-180℃，二区180-200℃，三区190-200℃，四区190-210℃，五区190-210℃，六区190-210℃，七区190-210℃，八区190-210℃，九区190-220℃，经熔融后挤出、冷却、切粒、烘干处理，得到目标产物。
改性纳米片层全硅分子筛通过如下方法制备：
(1)将硅源、碱源、结构导向剂和去离子水混合，于室温下形成的溶胶摩尔比例为：H2O/SiO2＝20-25，SDA/SiO2＝0.02-0.05，NaOH/SiO2＝2-5，经室温老化后，水热合成晶体，将制备的晶体经去离子水反复冲洗、离心、干燥得到纳米级全硅分子筛；
(2)将步骤(1)中制备的纳米级全硅分子筛于高温马弗炉中煅烧，得到纳米片层全硅分子筛。
(3)将硅烷偶联剂配成12％的有机溶液，在有机溶液中加入制备的纳米片层全硅分子筛，搅拌后抽滤，用无水乙醇和蒸馏水多次清洗后烘干，得到改性纳米片层全硅分子筛。
实施例6
本发明的低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，包括如下重量份的各组分，聚丙烯树脂80份，改性纳米片层全硅分子筛20份。
低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下操作步骤，
按质量比称取各组分，
S1.制备改性纳米片层全硅分子筛；
S2.将S1制备的改性纳米片层全硅分子筛和聚丙烯树脂按照比例在高混锅中混合，得到混合物；
S3.将步骤S2制备的混合物按照质量比从主喂料口进入，挤出机的温度控制在：一区160-180℃，二区180-200℃，三区190-200℃，四区190-210℃，五区190-210℃，六区190-210℃，七区190-210℃，八区190-210℃，九区190-220℃，经熔融后挤出、冷却、切粒、烘干处理，得到目标产物。
改性纳米片层全硅分子筛通过如下方法制备：
(1)将硅源、碱源、结构导向剂和去离子水混合，于室温下形成的溶胶摩尔比例为：H2O/SiO2＝20-25，SDA/SiO2＝0.02-0.05，NaOH/SiO2＝2-5，经室温老化后，水热合成晶体，将制备的晶体经去离子水反复冲洗、离心、干燥得到纳米级全硅分子筛；
(2)将步骤(1)中制备的纳米级全硅分子筛于高温马弗炉中煅烧，得到纳米片层全硅分子筛。
(3)将硅烷偶联剂配成12％的有机溶液，在有机溶液中加入制备的纳米片层全硅分子筛，搅拌后抽滤，用无水乙醇和蒸馏水多次清洗后烘干，得到改性纳米片层全硅分子筛。
对比例1
传统增强聚丙烯复合材料，包括如下重量份的各组分，聚丙烯树脂66份，短切玻璃纤维10份，滑石粉20份，相容剂4份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂合计0.4份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂的质量比为4:3:3。
制备方法包括如下操作步骤，
按质量比称取各组分，
S1.将滑石粉和聚丙烯树脂按照比例在高混锅中混合，得到混合物；
S2.将步骤S1制备的混合物、相容剂和抗氧剂以及光稳定剂和润滑剂按照质量比从主喂料口进入，将短切玻璃纤维按质量比从侧喂料口进入，挤出机的温度控制在：一区160-180℃，二区180-200℃，三区190-200℃，四区190-210℃，五区190-210℃，六区190-210℃，七区190-210℃，八区190-210℃，九区190-220℃，经熔融后挤出、冷却、切粒、烘干处理，得到目标产物。
对比例2
传统增强聚丙烯复合材料，包括如下重量份的各组分，聚丙烯树脂55份，短切玻璃纤维20份，滑石粉20份，相容剂5份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂合计0.4份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂的质量比为4:3:3。
制备方法包括如下操作步骤，
按质量比称取各组分，
S1.将滑石粉和聚丙烯树脂按照比例在高混锅中混合，得到混合物；
S2.将步骤S1制备的混合物、相容剂和抗氧剂以及光稳定剂和润滑剂按照质量比从主喂料口进入，将短切玻璃纤维按质量比从侧喂料口进入，挤出机的温度控制在：一区160-180℃，二区180-200℃，三区190-200℃，四区190-210℃，五区190-210℃，六区190-210℃，七区190-210℃，八区190-210℃，九区190-220℃，经熔融后挤出、冷却、切粒、烘干处理，得到目标产物。
对比例3
传统增强聚丙烯复合材料，包括如下重量份的各组分，聚丙烯树脂44份，短切玻璃纤维30份，滑石粉20份，相容剂6份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂合计0.4份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂的质量比为4:3:3。
制备方法包括如下操作步骤，
按质量比称取各组分，
S1.将滑石粉和聚丙烯树脂按照比例在高混锅中混合，得到混合物；
S2.将步骤S1制备的混合物、相容剂和抗氧剂以及光稳定剂和润滑剂按照质量比从主喂料口进入，将短切玻璃纤维按质量比从侧喂料口进入，挤出机的温度控制在：一区160-180℃，二区180-200℃，三区190-200℃，四区190-210℃，五区190-210℃，六区190-210℃，七区190-210℃，八区190-210℃，九区190-220℃，经熔融后挤出、冷却、切粒、烘干处理，得到目标产物。
对比例4
传统增强聚丙烯复合材料，包括如下重量份的各组分，聚丙烯树脂75份，短切玻璃纤维20份，相容剂5份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂合计0.4份，抗氧剂、光稳定剂和润滑剂的质量比为4:3:3。
制备方法包括如下操作步骤，
按质量比称取各组分，将聚丙烯树脂、相容剂和抗氧剂以及光稳定剂和润滑剂按照质量比从主喂料口进入，将短切玻璃纤维按质量比从侧喂料口进入，挤出机的温度控制在：一区160-180℃，二区180-200℃，三区190-200℃，四区190-210℃，五区190-210℃，六区190-210℃，七区190-210℃，八区190-210℃，九区190-220℃，经熔融后挤出、冷却、切粒、烘干处理，得到目标产物。
对比例5
传统增强聚丙烯复合材料，包括如下重量份的各组分，聚丙烯树脂80份，滑石粉20份。
制备方法包括如下操作步骤，
按质量比称取各组分，
S1.将滑石粉和聚丙烯树脂按照比例在高混锅中混合，得到混合物；
S2.将步骤S1制备的混合物按照质量比从主喂料口进入，挤出机的温度控制在：一区160-180℃，二区180-200℃，三区190-200℃，四区190-210℃，五区190-210℃，六区190-210℃，七区190-210℃，八区190-210℃，九区190-220℃，经熔融后挤出、冷却、切粒、烘干处理，得到目标产物。
性能测试：
对各个实施例的性能测试标准和方法如下：
(1)拉伸性能按ISO 527执行；
(2)弯曲性能按ISO 178执行；
(3)冲击性能按ISO 179执行；
(4)翘曲：注塑100mm×100mm×2mm的方板，常温放置一天后目测翘曲程度；具体性能测试结果如表1所示：
表1为实施例1～6和对比例1～5的性能测试数据：
注：*表示翘曲程度，*越多表示翘曲程度越严重，*越少表示翘曲程度越不明显
通过上述性能测试实施例1，2，3可以看出，在相同玻纤条件下，随着片层状分子筛含量的增加，材料的翘曲改善越明显，且材料的拉伸强度和模量也有增加，冲击变化较小；结合对比例1和实施例2，对比例2和实施例4，对比例3和实施例5可以看出，在相同玻纤条件下，添加片层状分子筛对材料的翘曲改善最明显，模量也比同等条件下添加滑石粉的模量高。综上所述，采用本发明方法制备的复合材料，通过添加短切玻璃纤维和自制的改性纳米全硅分子筛，不仅能有效的提高了材料的抗翘曲行能，而且材料的弯曲模量也有所提升。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例展示如上，但并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：包括如下重量份的各组分，聚丙烯树脂30-80份； 短切玻璃纤维10-30份； 改性纳米片层全硅分子筛1-30份； 相容剂2-8份； 抗氧剂、光稳定剂和润滑剂 0.2-3份； 所述抗氧剂、光稳定剂和润滑剂的质量比为4~6:1~4:1~4； 所述改性纳米片层全硅分子筛中的纳米片层全硅分子筛通过如下方法制备， （1）将硅源、碱源、结构导向剂和去离子水混合，于室温下形成的溶胶摩尔比例为：H2O/SiO2=20~25，SDA/SiO2=0.02~0.05，NaOH/SiO2=2~5，经室温老化后，水热合成晶体，将制备的晶体经去离子水反复冲洗、离心、干燥得到纳米级全硅分子筛，分子筛尺寸大小在50~100nm； （2）将步骤（1）中制备的纳米级全硅分子筛于高温马弗炉中煅烧，得到所述纳米片层全硅分子筛； 所述纳米片层全硅分子筛通过如下操作进行改性，将硅烷偶联剂配成10%~15%的有机溶液，在所述有机溶液中加入制备的纳米片层全硅分子筛，搅拌后抽滤，用无水乙醇和蒸馏水多次清洗后烘干，得到所述改性纳米片层全硅分子筛。
2.根据权利要求1所述的低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述硅源为硅溶胶、正硅酸四乙酯或硅酸钠中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述结构导向剂为四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵或四乙基溴化铵中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述短切玻璃纤维的长度为0.5-6mm，直径为6-15μm。
5.根据权利要求3所述的低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
6.根据权利要求1~5任一项所述的低翘曲玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下操作步骤， S1.制备改性纳米片层全硅分子筛； S2.将S1制备的改性纳米片层全硅分子筛和聚丙烯树脂按照比例在高混锅中混合，得到混合物； S3.将步骤S2制备的混合物、相容剂和抗氧剂以及其它助剂按照质量比从主喂料口进入，将短切玻璃纤维按质量比从侧喂料口进入，挤出机的温度控制在：一区160-180℃，二区180-200℃，三区190-200℃，四区190-210℃，五区190-210℃，六区190-210℃，七区190-210℃，八区190-210℃，九区190-220℃，经熔融后挤出、冷却、切粒、烘干处理，得到目标产物。
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