一種汽車風扇風輪用增強pp/回收pet瓶片合金及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種合金復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)，不僅因其化學、物理性質等綜合性能的優良以及低 廉的價格除了廣泛應用在纖維用途中，在飲料瓶中其使用量也相當大。隨著PET在食用液 體軟包裝領域的廣泛應用，帶來了大量廢舊飲料瓶的回收問題。隨著PET用量逐漸增加， PET瓶回收的量也逐漸增加。據統計，PET瓶的平均回收利用率為20. 4%，回收利用率高的 國家如瑞士、德國和日本等分別為1〇〇%、49%和46%，而我國僅為1.7%。回收的PET瓶片 大部分是"降級利用"，用來生產低檔纖維、薄膜和非食用包裝瓶等；而"升級利用"用作高性 能工程塑料的僅占8. 4%左右。回收PET的瓶片主要用于一些低檔次的聚酯（PET)的短纖 維的紡絲。所以，針對回收PET的瓶片，需要進一步擴展其應用的領域和產品，提高其產品 附加值。
[0003] 汽車風扇風輪通常采用玻纖增強尼龍來制備，為了降低成本，提高產品的競爭力， 目前越來越多廠家考慮采用玻纖增強PP來進行制備，但由于普通玻纖增強PP越來越難以 滿足汽車風扇風輪的耐熱、高強度、高動態平衡性等一系列要求，因此其在這一領域的應用 又受到了一定的限制。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于，提供一種汽車風扇風輪用增強PP/回收PET瓶片合金，以解決 上述技術問題。
[0005] 本發明的另一目的在于，提供一種汽車風扇風輪用增強PP/回收PET瓶片合金的 制備方法，以解決上述技術問題。
[0006] 本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：
[0007] -種汽車風扇風輪用增強PP/回收PET瓶片合金，包括如下重量份數的原料組 成：
[0008] PP 100重量份 回收PET瓶片 10-30重量份 無堿玻璃纖維 25-35重量份 增鈿劑 12-16重量份 耐熱劑 0.2-0.4重量份 相容劑 1-15重量份 抗氧劑 0.1-1重量份 潤滑劑 0.1-1重量份。
[0009] 優選采用如下重量份數的原料組成：
[0010] P.P 100重量份 回收PET瓶片 15-30重量份 無堿玻璃纖維 30-35重量份 增軔劑 12-15重量份 耐熱劑 0.2-0.3重量份 相容劑 1-10重量份 抗氧劑 0.1-0.5重量份 潤滑劑 0.5-1重量份。
[0011] 本發明采用上述配比的原料制成合金復合材料，解決了PP與回收PET的相容問 題，在PP與回收PET體系中起到降低兩者界面張力，增加界面厚度，使體系形成具有宏觀均 勻微觀相分離體系特征的熱力學穩定相態結構，使得復合材料保持良好的力學性能。
[0012] 所述PP為高結晶度均聚PP，其彎曲模量為2000MPa_2500MPa，優選 2200MPa-2500MPa。一般情況下現有技術中通常采用1200MPa-1400MPa彎曲模量的PP，使 用普通的PP制備出的復合材料的彎曲模量和彎曲強度都比較低，在添加了回收PET瓶片的 情況下，不能滿足使用要求，因為原料起點就低。而本發明使用2000MPa-2500MPa彎曲模量 的PP進行復合材料的制備，則復合材料的彎曲強度和彎曲模量都要高，其中彎曲模量要高 1500MPa-2000MPa。因此本發明采用高結晶度均聚PP具有很低的水蒸氣滲透率，并且具有 優良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。
[0013]所述回收PET瓶片的特性粘數為 0. 68dl/g-0. 88dl/g，優選 0. 78dl/g-0. 88dl/g。 采用上述特性粘數的回收PET瓶片，容易加工，強度比較高。
[0014] 所述無堿玻璃纖維優選采用無氟無堿玻璃纖維，所述無堿玻璃纖維為長纖或短 纖，優選短纖；所述短纖的直徑為10微米-15微米，優選12微米-14微米，更優選13微米。 短纖的直徑對復合材料的分散性和力學性能都有較大的影響，一般短纖的直徑越小，材料 的整體性能越好。本發明中選擇直徑為10微米-15微米的短纖所制備的復合材料不僅分 散性好，而且其力學性能優良，其強度比普通玻璃纖維高30 % -50 %。
[0015] 所述的增韌劑為POE-ΜΗ接枝共聚物，所述POE-ΜΗ接枝共聚物中的馬來酸酐的 含量為所述POE-ΜΗ接枝共聚物的0.8% -1.5%，優選1.0% -1.5%。
[0016] 所述耐熱劑為芳酰類化合物，所述芳酰類化合物可以采用N，N' -二環己基-1， 4-對苯二酰胺、Ν，Ν' -二環己基-2,6-萘二酰胺等，芳酰類化合物的外觀為白色粉末，其熔 點大彡300°C。
[0017] 所述相容劑為PP-MAH接枝共聚物，所述PP-MAH接枝共聚物中的馬來酸酐的含量 為所述PP-MAH接枝共聚物的0.8% -1.5%，優選1.0% -1.5%。
[0018] 所述抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑DLTP，兩者的比例為1 :1-1 :2,優選1 : 1.50-1 :2。從而保證復合材料的加工性能和外觀要求，適應不同的使用要求。
[0019] 所述潤滑劑選自滑石粉、硬脂酸鈣、硅酮母粒中的至少一種。
[0020] 一種汽車風扇風輪用增強PP/回收PET瓶片合金的制備方法，包括如下步驟：
[0021] 1)將回收PET瓶片進行干燥；
[0022] 2)按比例將PP、回收PET瓶片、增韌劑、耐熱劑、相容劑、抗氧劑和潤滑劑混合均 勻，制成混合料；
[0023] 3)將混合料通過雙螺桿擠出機的主喂料口加入雙螺桿擠出機中，熔融擠出的同 時，從側喂料裝置計量加入無堿玻璃纖維熔融擠出，擠出物料經冷卻、風干、切粒、干燥后， 即得本發明的汽車風扇風輪用增強PP/回收PET瓶片合金的復合材料。
[0024] 步驟1)中，所述回收PET瓶片的干燥是在真空烘箱中進行干燥；優選分為兩個階 段進行干燥，其中第一階段是在溫度75°C-80°C的條件下干燥3h-5h，優選3. 5h-4. 5h;第二 階段是在溫度120°C-140°C的條件下干燥4h-10h，優選4h-6h。
[0025] 步驟2)中，原料混合時間是混合5分鐘-10分鐘，制成混合料。
[0026] 步驟3)中，所述雙螺桿擠出機的溫度設定范圍為230°C_265°C，螺桿轉速為 200rpm_500rpm，真空度為-〇· 6Kgf/cm2-l.OKgf/cm2。
[0027] 所述雙螺桿擠出機采用七區溫度調節，各區的溫度分別為：
[0028] 一區溫度：23(TC~235?，
[0029] 二區溫度：235°C~24(TC，
[0030] 三區溫度：240°C~245 °C，
[0031]四區溫度：245°C~250°C，
[0032] 五區溫度：250°C~255 °C，
[0033] 六區溫度：255°C~260 °C，
[0034] 七區溫度：260°C~265 °C。
[0035] 有益效果：與現有技術相比，本發明具有如下優點：
[0036] (1)本發明所提供的汽車風扇風輪用增強PP/回收PET瓶片合金的復合材料，不僅 實現了回收PET瓶片的再次高附加值利用，而且擴大了回收PET瓶片的應用范圍，而且降低 了汽車風扇風輪復合材料的成本，無鹵環保，低碳，可廣泛應用于電子零部件等制備。
[0037] (2)本發明所提供的汽車風扇風輪用增強PP/回收PET瓶片合金的復合材料，力學 性能好，耐熱性高，拉伸強度達到90MPa-120MPa，彎曲強度可以達到140MPa-200MPa，缺口 沖擊強度可以達到7KJ/m2-10KJ/m2,熱變型溫度（HDT)達到152°C以上。本發明的合金復合 材料能與現有汽車風扇風輪合金復合材料的力學性能相媲美。
[0038] (3)本發明所提供的汽車風扇風輪用增強PP/回收PET瓶片合金的制備方法，復配 過程和加工過程簡單，易于加工制備。
【具體實施方式】
[0039] 為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面進 一步闡述本發明。
[0040] 一種汽車風扇風輪用增強PP/回收PET瓶片合金，包括如下重量份數的原料組成： PP100重量份、回收PET瓶片10-30重量份、無堿玻璃纖維25-35重量份、增韌劑12-16重量 份、耐熱劑〇. 2-0. 4重量份、相容劑1-15重量份、抗氧劑0. 1-1重量份、潤滑劑0. 1-1重量 份。
[0041] 上述原料中，PP為高結晶度均聚PP，其彎曲模量為2000MPa_2500MPa，優選 2200MPa-2500MPa。回收PET瓶片的特性粘數為 0. 68dl/g-0. 88dl/g，優選 0. 78dl/ g-0. 88dl/g。無堿玻璃纖維優選采用無氟無堿玻璃纖維，無堿玻璃纖維為長纖或短纖，優 選短纖；短纖的直徑為10微米-15微米，優選12微米-14微米，更優選13微米。增韌劑 為POE-ΜΑΗ接枝共聚物，POE-ΜΑΗ接枝共聚物中的馬來酸酐的含量為POE-ΜΑΗ接枝共聚物 的0.8% -1. 5%，優選1.0% -1. 5%。耐熱劑為芳酰類化合物，如N，Ν'-二環己基-1，4-對 苯二酰胺、Ν，Ν' -二環己基-2,6-萘二酰胺，其外觀為白色粉末，其熔點大> 300°C。相容 劑為PP-ΜΗ接枝共聚物，PP-ΜΗ接枝共聚物中的馬來酸酐的含量為PP-ΜΗ接枝共聚物的 0.8% -1. 5%，優選1.0% -1. 5%。抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑DLTP，兩者的比例為1 : 1-1 :2,優選1 :1. 50-1 :2。潤滑劑選自滑石粉、硬脂酸鈣、硅酮母粒中的至少一種。
[0042] 一種汽車風扇風輪用增強PP/回收PET瓶片合金的制備方法，包括如下步驟：
[0043] 1)將回收PET瓶片在真空烘箱中進行干燥。優選分為兩個階段進行干燥，其中 第一階段是在溫度75°C-80°C的條件下干燥3h-5h，優選3. 5h-4. 5h;第二階段是在溫度 120°C_140°C的條件下干燥4h-10h，優選4h-6h。