專利名稱：強韌型長玻纖增強聚丙烯組合物板狀材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種模壓成型制品的長玻纖增強聚丙烯組合物及其制備方法，尤其涉 及一種強韌型長玻纖增強聚丙烯組合物板狀材料及其制備方法。
背景技術：
在復合材料領域，具有長纖維增強物的塑料增長最快。引領這一發展的是較早 形式的玻纖氈增強熱塑性塑料(GMT)和兩類最新形式材料預混的長纖維增強塑料粒料 (LFG)和在線共混直接長纖維增強塑料(D-LFT)。汽車工業仍然是增強塑料的核心市場，促 進材料革新和發展。改善利潤和降低燃料消耗的需要使得成本和減重變得格外重要。GMT 和LFT可以取代金屬和熱固性復合材料制造輕質的零部件。GMT材料性能最優異，主要通過模壓制造結構件和半結構件，但由于材料流動性不 是太好，成型時需要很高的模壓壓力，成型復雜制品相對困難得多。UG粒料主要是通過注 塑成型制品，在注塑時粒料混煉、熔料在流道內高速流動產生的剪切，會引起纖維折斷和取 向，使成型后制品內纖維長度較粒料纖維長度大大下降，力學性能劣化。D-LFT工藝是在塑 料與纖維混煉完成后直接將料塊置于模具內模壓成型，既提供了材料的高流動性，又能保 持纖維的長度和面內近乎各向同性的纖維取向，使制品力學性能維持在很高的水平，特別 適合制造大型薄壁件和結構復雜件，并且D-LFT材料成本較GMT材料成本低很多，因此其應 用范圍迅速擴大，年平均增長率保持在10%以上。由于國內很多模壓加工商以加工熱固性 樹脂為主，缺乏熱塑性樹脂混煉設備及加工技術條件，向其提供LFT片狀材料用于成型環 保、力學性能高的制品將更為簡便。玻璃纖維增強聚丙烯的增強原理是依靠其復合作用，利用玻纖的高強度承受應 力，利用聚丙烯樹脂的塑性及其與纖維的粘接性傳遞應力，從而使玻纖-樹脂組合物的強 度和模量得以提高。無堿玻璃纖維的斷裂伸長率是3%，與聚丙烯基體復合獲得的組合物如 GMT\LFT，雖然強度與剛度得到很大提高，但是其斷裂伸長率只有1-3 %。
發明內容
本發明為了解決以上問題提供了一種強度剛度大、斷裂伸長率高、柔韌性好的強 韌型長玻纖增強聚丙烯組合物板狀材料及其制備方法。本發明的技術方案是包括有聚丙烯、長玻纖、增韌劑、改性聚丙烯、抗氧劑和色母 料，各組分占總質量的百分比例為聚丙烯50-70%、長玻纖15-40%、增韌劑5-18%、改性聚 丙烯1_5%、抗氧劑0. 3-1. 2%、色母料1-3%。所述的聚丙烯為中熔指均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的一種或兩者的混合物，熔融 指數在 16-40g/10min。所述的增韌劑為強性體，包括三元乙丙膠(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(POE)、苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、乙烯-醋酸乙烯(EVA)。所述的改性聚丙烯為馬來酸酐接枝改性聚丙烯，接枝率大于0. 8%。
所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑DSTP、硬脂酸鈣的混合物。所述的色母料為30-40%炭黑含量的聚乙烯或聚丙烯粒料。所述的長玻纖為硅烷歐聯劑處理過的專用連續玻纖粗紗，玻纖直徑13-19 μ m。強韌型長玻纖增強聚丙烯組合物板狀材料制備方法，具體步驟如下1)將聚丙烯、增韌劑、改性劑、色母料、抗氧劑按質量百分比例加入混料機混合均 勻。2)將上述的混合物加入單螺桿擠出機的料倉，由螺桿加料機定量供給擠出機，擠 出機設四段溫度控制，溫度范圍180-220°C，擠出機轉速40-100r/min。3)將玻纖粗紗在擠出機中部熔融段進入，每股紗分別由進紗孔進。4)將擠出機窄縫口模吐出的熔料引入三輥壓光機中、下輥間，再從中、上輥間導 出，通過三輥定厚和冷卻。5)將片狀材料經牽引機引入剪板機定長切割得到成品。本發明產品在兼顧板狀材料剛度和強度的基礎上，提高了板狀材料的缺口沖擊強 度和斷裂伸長率，本發明產品柔韌性較好，可用于制作柔韌性要求較高的制品。
具體實施例方式強韌型長玻纖增強聚丙烯組合物板狀材料及其制備方法，包括有聚丙烯、長玻纖、 增韌劑、改性聚丙烯、抗氧劑和色母料，各組分占總質量的百分比例為聚丙烯50-70%、長 玻纖15-40 %、增韌劑5-18 %、改性聚丙烯1-5 %、抗氧劑0. 3-1. 2 %、色母料1_3 %。所 述的聚丙烯為中熔指均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的一種或兩者的混合物，熔融指數在 16-40g/10min。所述的增韌劑為強性體，包括三元乙丙膠(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(POE)、 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、乙烯-醋酸乙烯(EVA)。所述的改性聚丙烯為馬來酸酐接 枝改性聚丙烯，接枝率大于0.8%。所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑DSTP、 硬脂酸鈣的混合物。所述的色母料為30-40%炭黑含量的聚乙烯或聚丙烯粒料。所述的長 玻纖為硅烷歐聯劑處理過的專用連續玻纖粗紗，玻纖直徑13-19 μ m。強韌型長玻纖增強聚丙烯組合物板狀材料制備方法，具體步驟如下1)將聚丙烯、增韌劑、改性劑、色母料、抗氧劑按質量百分比例加入混料機混合均 勻。2)將上述的混合物加入單螺桿擠出機的料倉，由螺桿加料機定量供給擠出機，擠 出機設四段溫度控制，溫度范圍180-220°C，擠出機轉速40-100r/min。3)讓玻纖粗紗在擠出機中部熔融段進入，每股紗分別由進紗孔進。4)將擠出機窄縫口模吐出的熔料引入三輥壓光機中、下輥間，再從中、上輥間導 出，通過三輥定厚和冷卻。5)將片狀材料經牽引機引入剪板機定長切割得到成品。實施例1將49份中熔指均聚聚丙烯，14份三元乙丙橡膠，3. 2份馬來酸酐改性聚丙烯，3份 炭黑色母料和0. 8份抗氧劑B225加入混料機混合均勻。將混合物由自動上料機加入螺旋 加料機料倉，定量供給單螺桿擠出機。擠出機設四段加熱，溫度設定在180-220°C，螺桿轉速 為85r/min。將30份連續玻纖粗紗由擠出機中部進紗口引入，在螺桿剪切和混合作用下得到玻纖均勻分散在聚丙烯熔體中的熔料。熔料由口模排出，引入三輥壓光機壓力、冷卻，經 牽引、剪切，得到板狀長玻纖增強聚丙烯組合物。對比實施例1將63份中熔指均聚聚丙烯，3. 2份馬來酸酐改性聚丙烯，3份炭黑色母料和0. 8份 抗氧劑B225加入混料機混合均勻。將混合物由自動上料機加入螺旋加料機料倉，定量供給 單螺桿擠出機。擠出機設四段加熱，溫度設定在180-220°C，螺桿轉速為85r/min。將30份 連續玻纖粗紗由擠出機中部進紗口引入，在螺桿剪切和混合作用下得到玻纖均勻分散在聚 丙烯熔體中的熔料。熔料由口模排出，引入三輥壓光機壓力、冷卻，經牽引、剪切，得到板狀 長玻纖增強聚丙烯組合物。實施例2將60. 9份中熔指均聚聚丙烯，12份乙烯-辛烯共聚物，4份馬來酸酐改性聚丙烯， 2. 5份炭黑色母料和0. 6份抗氧劑B225加入混料機混合均勻。將混合物由自動上料機加入 螺旋加料機料倉，定量供給單螺桿擠出機。擠出機設四段加熱，溫度設定在180-220°C，螺 桿轉速為80r/min。將20份連續玻纖粗紗由擠出機中部進紗口引入，在螺桿剪切和混合作 用下得到玻纖均勻分散在聚丙烯熔體中的熔料。熔料由口模排出，引入三輥壓光機壓力、冷 卻，經牽引、剪切，得到板狀長玻纖增強聚丙烯組合物。對比實施例2將72. 9份中熔指均聚聚丙烯，4份馬來酸酐改性聚丙烯，2. 5份炭黑色母料和0. 6 份抗氧劑B225加入混料機混合均勻。將混合物由自動上料機加入螺旋加料機料倉，定量供 給單螺桿擠出機。擠出機設四段加熱，溫度設定在180-220°C，螺桿轉速為80r/min。將20 份連續玻纖粗紗由擠出機中部進紗口引入，在螺桿剪切和混合作用下得到玻纖均勻分散在 聚丙烯熔體中的熔料。熔料由口模排出，引入三輥壓光機壓力、冷卻，經牽引、剪切，得到板 狀長玻纖增強聚丙烯組合物。下表為上述實施例和現有技術實施例的檢測結果。
權利要求
1.強韌型長玻纖增強聚丙烯組合物板狀材料，包括有聚丙烯、長玻纖、增韌劑、改性聚 丙烯、抗氧劑和色母料，其特征在于各組分占總質量的百分比例為聚丙烯50-70%、長玻 纖15-40%、增韌劑5-18%、改性聚丙烯1_5%、抗氧劑0. 3-1. 2%、色母料1_3%。
2.根據權利要求1所述的強韌型長玻纖增強聚丙烯組合物板狀材料，其特征在于 所述的聚丙烯為中熔指均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的一種或兩者的混合物，熔融指數在 16-40g/10min。
3.根據權利要求1所述的強韌型長玻纖增強聚丙烯組合物板狀材料，其特征在于所 述的增韌劑為強性體，包括三元乙丙膠(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(Ρ0Ε)、苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯(SBS)、乙烯-醋酸乙烯(EVA)。
4.根據權利要求1所述的強韌型長玻纖增強聚丙烯組合物板狀材料，其特征在于所 述的改性聚丙烯為馬來酸酐接枝改性聚丙烯，接枝率大于0. 8%。
5.根據權利要求1所述的強韌型長玻纖增強聚丙烯組合物板狀材料，其特征在于所 述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑DSTP、硬脂酸鈣的混合物。
6.根據權利要求1所述的強韌型長玻纖增強聚丙烯組合物板狀材料，其特征在于所 述的色母料為30-40%炭黑含量的聚乙烯或聚丙烯粒料。
7.根據權利要求1所述的強韌型長玻纖增強聚丙烯組合物板狀材料，其特征在于所 述的長玻纖為硅烷歐聯劑處理過的專用連續玻纖粗紗，玻纖直徑13-19 μ m。
8.強韌型長玻纖增強聚丙烯組合物板狀材料制備方法，其特征在于具體步驟如下1)將聚丙烯、增韌劑、改性劑、色母料、抗氧劑按質量百分比例加入混料機混合均勻。2)將上述的混合物加入單螺桿擠出機的料倉，由螺桿加料機定量供給擠出機，擠出機 設四段溫度控制，溫度范圍180-220°C，擠出機轉速40-100r/min。3)將玻纖粗紗在擠出機中部熔融段進入，每股紗分別由進紗孔進。4)將擠出機窄縫口模吐出的熔料引入三輥壓光機中、下輥間，再從中、上輥間導出，通 過三輥定厚和冷卻。5)將片狀材料經牽引機引入剪板機定長切割得到成品。
全文摘要
本發明涉及一種強韌型長玻纖增強聚丙烯組合物板狀材料及其制備方法，包括有聚丙烯、長玻纖、增韌劑、改性聚丙烯、抗氧劑和色母料，其特征在于各組分占總質量的百分比例為聚丙烯50-70％、長玻纖15-40％、增韌劑5-18％、改性聚丙烯1-5％、抗氧劑0.3-1.2％、色母料1-3％，本發明還提供上述高溶出度的愛普列特片的制備方法。本發明產品在兼顧板狀材料剛度和強度的基礎上，提高了板狀材料的缺口沖擊強度和斷裂伸長率，本發明產品柔韌性較好，可用于制作柔韌性要求較高的制品。
文檔編號C08L23/14GK102127260SQ20101001830
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月13日 優先權日2010年1月13日
發明者張廣平, 江興, 莫建軍 申請人:江蘇纖強復合材料有限公司