一种长玻纤增强pp复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及复合材料技术领域，具体一种长玻纤增强PP复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 长玻璃纤维增强粒料指的是纤维单向排布的粒料，其纤维长度与粒料长度相等， 一般大于5mm。在国内，长玻纤的研究仍处于起步阶段，长玻纤一般用于改善高分子材料的 力学性能。聚丙烯树脂（PP)是一种用途广泛的通用塑料，由丙烯单体聚合制得，聚丙烯树 脂的优点在于密度低、价格便宜，并具有优良的耐化学腐蚀性、较好的机械性能、突出的耐 折叠性和良好的成型加工性能。作为典型的结晶型材料，其熔点在165Γ附近。
[0003] 长玻纤增强PP材料是具有高强度，高抗冲击性能，尺寸稳定好，是一种"强而韧" 的材料，PP在添加玻璃纤维增强后，大大提高其机械性能、耐热型和尺寸稳定性。在实际应 用中可以以塑代钢和取代增强工程塑料，满足轻武器包装箱、汽车领域、家电等领域使用要 求。但现有的长玻纤材料用于增强PP时，容易出现容易产生浮纤，分散效果不佳，热稳定性 差，加工范围窄，混合体系的物质不能均匀分散等缺陷。
[0004] 已现有的长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制备方法，为直接在聚丙烯材料中加入 玻璃纤维，中国专利200710172918.4公开了一种超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材 料，包括聚丙烯PP、玻璃纤维、复合抗氧剂和其他助剂，其优点在于，延长率高并提高了其物 理性能。
[0005] 中国专利200710172953. 6公开了一种玻璃纤维增强尼龙6-聚丙烯合金材料， 包括尼龙6树脂、聚丙烯、玻璃纤维、增韧剂、抗氧剂，其优点在于材料成本低廉并具有良 好的冲击性能。
[0006] 以上现有技术的缺陷是玻纤处理过程很麻烦，处理液成分复杂。同时也无法有效 的抑制浮纤现象，所制得的PP复合材料力学性能，尤其是缺口抗冲击性能无法满足使用要 求。同时，现有技术所制得的长玻纤增强PP材料在注塑时，长玻纤将聚集、浮于工件表面。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明公开一种低浮纤、高抗冲的长玻纤。
[0008] 本发明的目的通过以下技术方案实现： 一种长玻纤增强PP复合材料，其原料按重量计包括： 无碱长玻纤 10-30份； PP 60-90 份； 光稳定剂 0. 1-0. 5份； 增韧剂 0. 5-0. 9份； 相容剂 2-6份； 抗氧剂 0. 3-0. 8份； 所述无碱连续玻纤长度为6-12mm，直径为11-20μm;所述相容剂其原料按重量计包括 羟乙基纤维素2-3份、丙二醇0. 1-0. 5份、甲基异噻唑啉酮0. 01-0. 07份、硝酸钾3-8份。
[0009]本发明中特别设置一种相容剂，可有效提高长玻纤与PP的相容性。甲基异噻唑啉 酮的化学名为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，发明人发现有微量的甲基异噻唑啉酮和硝酸钾 存在时，便可大幅提高长度为6-12mm，直径为11-20μm的长玻纤与PP材料的相容性，使长 玻纤均匀地混合在PP材料中，有效提高所制得的PP复合材料的力学性能。羟乙基纤维素 可有效提高长玻纤与PP材料的结合强度，提高材料的缺口抗冲击强度。相容剂对共聚聚丙 烯的相容性提升效果更明显。
[0010]进一步，所述光稳定剂为527UV;所述增韧剂为三元乙丙橡胶；所述抗氧剂为抗氧 剂 168。
[0011] 光稳定剂和增韧剂、抗氧剂均可选用现有技术实现。
[0012] 进一步，所述长玻纤增强PP复合材料还包括按重量计0. 2-0. 3份的热塑稳定剂； 所述热塑稳定剂包括按重量计1-3份的硫酸钠、0. 1-0. 4份氯化钙以及2-3份3wt%浓度的 盐酸。
[0013] 长玻纤增强PP复合材料在注塑时，由于模具的低温、PP和长玻纤的流动性、密度 差异，长玻纤容易与PP分离，导致成型的产品表面浮纤长玻纤，影响产品外观的同时，由于 产品表面的长玻纤聚集而硬脆、易碎，而产品内部长玻纤浓度低而容易受力变形。因此本发 明特别添加热塑稳定剂，在本发明长玻纤增强PP复合材料注塑时维持长玻纤、PP混合体系 的稳定性，防止熔融状态下长玻纤与PP分层，确保注塑产品的外观光滑和具备良好的力学 性能。以上效果有硫酸钠、氯化钙和盐酸协效产生。
[0014] 本发明同时提供一种制备所述长玻纤增强PP复合材料的方法，包括如下步骤： a. 制备相容剂：将羟乙基纤维素、硝酸钾采用空气浴加热至100°C，滴入丙二醇，保温 30min后加入甲基异噻唑啉酮； b. 热塑稳定剂的制备：将所述硫酸钠、氯化钙和盐酸混合，加热至50°C并保持20min; c. 按设定重量份将PP、光稳定剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂、热塑稳定剂加入高速混合 器混合均匀后加热至80~90°C后冷却至35~40°C，然后加入设定重量份的无碱长玻 纤，经混炼、成型处理制得长玻纤增强PP复合材料。
[0015] 以上相容剂、热塑稳定剂的制备方法，有利于提高相容剂、热塑稳定剂效用的发 挥。本发明未详细说明的技术特征，均可选用现有技术实现。
[0016] 本发明提供一种长玻纤增强PP复合材料，特别设置一种相容剂，可有效提高长玻 纤与PP的相容性。微量的甲基异噻唑啉酮和硝酸钾存在时，便可大幅提高长度为6-12mm， 直径为11-20μm的长玻纤与PP材料的相容性，使长玻纤均匀地混合在PP材料中，有效提 高所制得的PP复合材料的力学性能。本发明同时提供一种制备所述长玻纤增强PP复合材 料的方法，设计相容剂、热塑稳定剂的制备方法，有利于提高相容剂、热塑稳定剂效用的发 挥。
【具体实施方式】
[0017] 为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述： 实施例1 本实施例提供一种长玻纤增强PP复合材料，其原料按重量计包括： 无碱长玻纤 23份； PP 88份； 光稳定剂 〇. 3份； 增韧剂 〇. 7份； 相容剂 5份； 抗氧剂 〇. 6份； 所述无碱连续玻纤长度为l〇mm，直径为14μm;所述相容剂其原料按重量计包括羟乙 基纤维素2. 5份、丙二醇0. 2份、甲基异噻唑啉酮0. 04份、硝酸钾5份。
[0018] 进一步的，所述光稳定剂为527UV;所述增韧剂为三元乙丙橡胶；所述抗氧剂为抗 氧剂168。
[0019] 进一步的，所述长玻纤增强PP复合材料还包括按重量计0. 2份的热塑稳定剂；所 述热塑稳定剂包括按重量计2份的硫酸钠、0. 2份氯化钙以及3份3wt%浓度的盐酸。
[0020] 本实施例还提供一种制备上述长玻纤增强PP复合材料的方法，包括如下步骤： a. 制备相容剂：将羟乙基纤维素、硝酸钾采用空气浴加热至100°C，滴入丙二醇，保温 30min后加入甲基异噻唑啉酮； b. 热塑稳定剂的制备：将所述硫酸钠、氯化钙和盐酸混合，加热至50°C并保持20min; c. 按设定重量份将PP、光稳定剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂、热塑稳定剂加入高速混合 器混合均匀后加热至80~90°C后冷却至35~40°C，然后加入设定重量份的无碱长玻 纤，经混炼、成型处理制得长玻纤增强PP复合材料。
[0021] 实施例2 本实施例提供一种长玻纤增强PP复合材料，其原料按重量计包括： 无碱长玻纤 30份； PP 60 份； 光稳定剂 〇. 5份； 增韧剂 〇. 5份； 相容剂 6份； 抗氧剂 〇. 3份； 所述无碱连续玻纤长度为12mm，直径为11μπι;所述相容剂其原料按重量计包括羟乙 基纤维素3份、丙二醇0. 1份、甲基异噻唑啉酮0. 07份、硝酸钾3份。
[0022] 进一步的，所述光稳定剂为527UV;所述增韧剂为三元乙丙橡胶