一种耐寒玻纤增强聚丙烯及其制备方法技术

一种耐寒玻纤增强聚丙烯及其制备方法，其中玻纤增强聚丙烯包括以下质量百分比的成分：59～73.1％的共聚PP，6～12％的马来酸酐接枝POE，2～5％的相容剂，18～22％的玻纤，0.4～1.0％的抗氧剂，0.5～1.0％的耐寒剂。本发明专利技术的制备方法是按重量比称取原料配方中的材料，混合均匀，将混合后的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒。该款材料具有重量轻、易于成型、便于安装、耐寒性好、机械性能好等优点，且在零下40度条件下仍保持着较好的韧性，可承受输送液体所产生的较高压力而不开裂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚丙烯及其制备方法，特别是一种耐寒玻纤增强聚丙烯及其制备 方法。
技术介绍
聚丙烯PP是五大通用塑料之一，具有密度小、易加工、耐化学腐蚀、电绝缘性好等 优良特性，适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件，常见的酸、碱等有机溶剂对它 几乎不起作用，可用于食具。然而PP也有成型收缩率大、对缺叶分敏感、低温易开裂抗冲 击性能差等缺点，限制了其使用范围。 聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙 烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种。甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，若甲基无 秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯，当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚 丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中，等规结构含量约为95 %，其余为无规或间规聚丙烯。 工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透 明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167°C。耐热、耐腐蚀， 制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小，是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差，较 易老化，但可分别通过改性予以克服。 共聚物型的PP材料有较低的热变形温度（l〇〇°C)、低透明度、低光泽度、低刚性， 但是有更强的抗冲击强度，PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。由于结晶度较高， 这种材料的表面刚度和抗划痕特性比较好。PP的熔体质量流动速率（MFR)通常在1~100。低MFR的PP材料抗冲击特性较 好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚型的抗冲强度比均聚型的要高。 聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能。聚丙烯力学性能的绝对 值高于聚乙烯，但在塑料材料中仍属于偏低的品种，其拉伸强度仅可达到30MPa或稍高的 水平。等规指数较大的聚丙烯具有较高的拉伸强度，但随等规指数的提高，材料的冲击强度 有所下降，但下降至某一数值后不再变化。 温度和加载速率对聚丙烯的韧性影响很大。当温度高于玻璃化温度时，冲击破坏 呈韧性断裂，低于玻璃化温度呈脆性断裂，且冲击强度值大幅度下降。提高加载速率，可使 韧性断裂向脆性断裂转变的温度上升。 但在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以抗冲击强度较差。尽管它 具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，但低温时变脆，不耐磨、易老化。 为了扩大材料的应用范围，尤其是获得更高拉伸性能、冲击性能、弯曲性能等机械 性能的聚丙烯材料，通常会对材料作出一些改性措施，其中共混改性是一种简单而有效的 改性方法，可以改进聚合物的耐低温冲击性、透明度、着色性、抗静电性等，具有操作简单、 生产周期短、适合批量生产等优点。一般会在聚丙烯材料中添加玻璃纤维等增强材料，玻 璃纤维增强聚丙烯作为一种通用热塑性增强复合材料，因具有弹性模量高、强度高、尺寸稳 定、热变形温度高、电性能优良、价格低廉等优势而备受人们关注，但是玻璃纤维与PP由于 自身极性的差异，导致二者界面结合力较差，性能达不到使用要求。一般的玻纤增强聚丙烯 材料在冲击强度上表现出很大缺陷，尤其是低温条件下的冲击强度等力学性能还有待进一 步提尚。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种重量轻，韧性好，抗压 强，易于成型，便于安装的耐寒玻纤增强聚丙烯及其制备方法。 本专利技术的技术方案是：一种耐寒玻纤增强聚丙烯，包括以下质量百分比的成分： 59~73. 1 %的共聚PP，6~12 %的马来酸酐接枝P0E，2~5 %的相容剂，18~22 %的玻纤， 0. 4~1. 0%的抗氧剂，0. 5~1. 0%的耐寒剂。 本专利技术耐寒玻纤增强聚丙烯是以共聚PP为基体，加入马来酸酐接枝P0E，相容剂， 玻纤，使材料的各项力学性能都得到明显的提高，另外添加了抗氧剂1010,抗氧剂1076以 及耐寒剂，并限定了各组分的质量含量，使得材料的组成更加合理、性能更加完善。制得的 聚丙烯材料重量轻、易于成型、韧性好、耐寒性好、承压能力强，有着优良的综合性能。 所述共聚PP为丙烯与乙烯的嵌段共聚物，分子量在2000~5000之间，其中乙烯 含量为5-15%。 马来酸酐接枝P0E其中的P0E为一种弹性体，其热稳定性和剪切稀化性都比较好， 有利于高速挤塑，且脆化温度低于_76°C，在低温下仍有较好的韧性和延伸性。由于P0E为 颗粒状，具有较小的内聚能、较高的剪切敏感性，其表观切变黏度对温度的依赖与PP接近， 所以在PP中的相容性和分散性特别好，在PP基体内容易得到较小的分散相粒径和较窄的 粒径分布，因而对PP有很好的增韧效果。当在体系中加入马来酸酐接枝P0E后，其各项性 能都比普通PP有所提高。 马来酸酐接枝P0E含量应高于6%，而不超过12%，原因是在PP中加入马来酸酐 接枝P0E后，体系的拉伸强度变化趋势是先增大后降低，它可以改善玻璃纤维在PP中的分 散性以及玻璃纤维与PP的接触表面，使得玻璃纤维与PP基体的结合效果更好，从而使拉伸 强度得到提高。当其含量为6%时，体系的拉伸强度有了明显的提高，当达到10%的时候体 系拉伸强度最大，而超过12%的时候，体系的综合加工性能下降比较明显。 所述相容剂为乙烯丙烯酸甲酯共聚物或甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种 混合物。 所述玻纤为无碱玻纤，加入无碱玻纤对PP共混体系的拉伸强度和弯曲强度有显 著的提高。 所述无碱玻纤长度为1. 5-3. 0mm，直径为9-14ym。 所述玻纤为经过偶联剂预处理的。由于PP本身与玻纤的黏结性能比较差，当PP 受到拉伸发生断裂时，传递到玻纤上的应力很少，玻纤不能很好地起到增强的作用，而经过 偶联剂处理以后，硅烷水解生成含有活性羟基的化合物，活性羟基能与玻纤进行缩合反应， 然后脱水并牢固结合，分子中与聚合物有反应性或亲和性的基团侧与聚合物分子反应或被 吸附，使无机物和聚合物牢固结合，所以偶联剂处理过的玻纤能使其力学性能大幅提高。 玻纤表面用偶联剂预处理的方法为：将玻璃纤维在400-500°C下加热lh，以除去 附着于其表面的成束助剂，将处理后的玻纤装袋，备用；将偶联剂和水混合配成质量分数为 2.0%的处理液，在三口瓶中加入玻纤和处理液（其质量比为玻纤：处理液=1 :10)，通入 氮气保护，开启搅拌桨，速度为200rpm，升温至70°C，达到70°C后保持2h，滤掉处理液，取出 玻纤；用无水乙醇反复洗涤玻纤3次，将玻纤放入恒温烘箱中烘干。 处理后，偶联剂通过共价键作用在玻璃纤维表面形成一层过渡层，过渡层能传递 应力，从而提尚了玻纤与PP基体之间的粘合度，又提尚了材料的机械性能，使材料能够承 受更高强度的应力冲击，同时还可以防止其它介质向界面渗透，改善了界面状态，有利于材 料的耐老化、耐应力及电绝缘性能。 所述偶联剂为KH550,KH108,KH560,KH570或Si602中的一种或几种混合物。 所述耐寒剂为普通市售耐寒剂，主要用于提高PP制品的韧性和耐寒性。 -种耐寒玻纤增强聚丙烯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)将原料共聚PP、马来酸酐接枝P0E、相容剂、抗氧剂和耐寒剂加入到转速为 500rpm的高速混料机中，混合4min致均勾，出料，得到混合物； 2)将混合物投入到双螺杆挤出机料斗，从侧喂料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐寒玻纤增强聚丙烯，其特征在于其包括以下质量百分比的成分：59～73.1％的共聚PP，6～12％的马来酸酐接枝POE，2～5％的相容剂，18～22％的玻纤，0.4～1.0％的抗氧剂，0.5～1.0％的耐寒剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王宁，鲍海程，高伟，葛晓辉，陈艳明，徐红红，
申请(专利权)人：宁波海雨新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33