高性能短切玻璃纤维增强热塑性材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于工程塑料技术领域，具体的说是涉及一种高性能短切玻璃纤维增强热 塑性材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在改性塑料行业中，在现有通用原料基础上通过双螺杆挤出机混炼后，力学性能 的提升空间有限。而下游客户在注塑制件时，以塑代钢，制件的薄壁化、轻量化都对改性塑 料的力学性能提出了更高的要求。为满足客户的使用需求，在不改变或稍微改变现有原料 和加工成本的基础上，生产出能满足客户要求的高性能短切玻璃纤维增强热塑性材料是行 业内面临的难题。现阶段，虽然在原材料的选择上有很大空间，但是原材料成本的大幅增加 很难满足下游注塑厂家对原料成本的要求。
【发明内容】
[0003] 为了克服上述缺陷，本发明提供了一种高性能短切玻璃纤维增强热塑性材料及其 制备方法。
[0004] 本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005] -种高性能短切玻璃纤维增强热塑性材料，包括以下重量百分含量的组分：
[0008] 其中，所述基料为热塑性塑料，所述短切玻璃纤维是与该基料对应的短切玻璃纤 维（如，基料为PP，对应的短切玻璃纤维为PP用短切玻璃纤维）。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述基料选自聚丙烯（PP)、聚酰胺（PA6或PA66)、聚碳 酸酯（PC)、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯聚合物（ABS)其中之一。
[0010] 作为本发明的进一步改进，所述偶联剂为硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂。
[0011] 作为本发明的进一步改进，所述选择性助剂为抗氧剂、润滑剂、着色剂中的一种或 几种。
[0012] 本发明还提供一种高性能短切玻璃纤维增强热塑性材料的制备方法，包括以下步 骤：
[0013] 步骤①：按照权利要求1的组分含量准备好相应的基料、短切玻璃纤维、偶联剂和 选择性助剂，备用；
[0014] 步骤②：将双螺杆挤出机升温至恒定温度180°C~280°C，具体温度与待加工的基 料对应；
[0015] 步骤③：将所述基料、偶联剂和选择性助剂加入高速混合机内混合均匀，将混合均 匀的混合材料通过输送管道送至料站A中；
[0016] 步骤④：将与基料对应的短切玻璃纤维送入到料站B中；
[0017] 步骤⑤：在连续计量系统中输入对应料站所用物料的比例，其中料站A:40wt%~ 95wt% ;料站B:5wt% ~60wt% ;
[0018] 步骤⑥：将料站A中物料经过连续计量系统，加入到双螺杆挤出机的主喂料口中； 将料站B中物料经过连续计量系统，加入到双螺杆挤出机的侧向喂料口中，同时该料站B中 物料在由计量系统流进双螺杆挤出机侧向喂料口中过程中进行预加热；
[0019] 步骤⑦：双螺旋挤出机将料站A中的混合物料和料站B中的短切玻璃纤维混炼后 冷拉条切粒，即获得高性能短切玻璃纤维增强热塑性材料。
[0020] 作为本发明的进一步改进，在所述步骤⑥中，所述料站B中物料在由计量系统流 进双螺杆挤出机侧向喂料口中的过程中通过短切玻璃纤维加热系统进行预加热，该短切玻 璃纤维加热系统至少为加热管、加热棒和红外加热其中之一。
[0021 ] 作为本发明的进一步改进，所述短切玻璃纤维加热系统的加热温度控制在 120°C~220°C。
[0022] 本发明的有益效果是：该高性能短切玻璃纤维增强热塑性材料及其制备方法，在 不改变材料的基础上，通过加工方法的改变来大幅度提升短切玻璃纤维增强热塑性材料的 力学性能。
【具体实施方式】
[0023] 以下结合实施例对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不限于下述实施例， 即但凡以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明 专利涵盖范围之内。
[0024] 以下实施例所采用的主要设备为：
[0025] 科达高速混合机：400L，转速450rpm/min~550rpm/min，喂料速度：500kg/h~ 850kg/h，脱挥真空度：-0· 08MPa~-0·lMPa〇
[0026] 双螺杆挤出机：南京欧立TSE-75D/600-250-40同向双螺杆挤出机。
[0027] 连续计量系统：布拉本达。
[0028] 实施例1:
[0029]将双螺杆挤出机升温至恒定温度180°C~230°C，将聚丙烯树脂68kg，硅烷偶联剂 0. 6kg和选择性助剂1. 4kg在高速混合机内混合均勾，将混合均勾的混合材料通过输送管 道送入料站A中；
[0030] 将30kgPP用的短切玻璃纤维送入到料站B中；
[0031] 在连续计量系统中输入对应投料站所用物料的比例A:70wt%;B:30wt%;
[0032]启动短切玻璃纤维加热系统。所述的短切玻璃纤维加热系统为，加热管，加热棒等 红外加热，设定控制加热温度140°C。
[0033] 启动双螺杆挤出机和连续计量系统，料站A中物料经过连续计量系统，加入到双 螺杆挤出机主喂料口中；料站B中物料经过连续计量系统，由喂料机加入双螺杆挤出机侧 向喂料口中。料站B中物料在由计量系统流进双螺杆挤出机侧向喂料口中过程中通过短切 玻璃纤维加热系统，将PP用短切玻璃纤维加热到设定温度140°C。
[0034] 双螺杆挤出机将料站A和料站B中的混合物料和PP用短切玻璃纤维混炼后冷拉 条切粒，得出短切玻璃纤维增强PP成品。将PP成品用注塑机按照ISO527,ISO178和 IS0180标准制样，检测力学性能。
[0035] 对比例1 :
[0036]将双螺杆挤出机升温至恒定温度180°C~230°C，将聚丙烯树脂68kg，硅烷偶联剂 0. 6kg和选择性助剂1. 4kg在高速混合机内混合均勾，将混合均勾的混合材料通过输送管 道送入料站A中；
[0037] 将30kgPP用的短切玻璃纤维送入到料站B中；
[0038] 在连续计量系统中输入对应投料站所用物料的比例A:70wt%;B:30wt%;
[0039] 启动双螺杆挤出机和连续计量系统，料站A中物料经过连续计量系统，加入到双 螺杆挤出机主喂料口中；料站B中物料经过连续计量系统，由喂料机加入双螺杆挤出机侧 向喂料口中。
[0040] 双螺杆挤出机将料站A和料站B中的混合物料和PP用短切玻璃纤维混炼后冷拉 条切粒，得出短切玻璃纤维增强PP成品。将PP成品用注塑机按照ISO527,ISO178和 IS0180标准制样，检测力学性能。
[0041] 实施例2:
[0042]将双螺杆挤出机升温至恒定温度180°C~230°C，将ABS树脂68kg，硅烷偶联剂 0. 6kg和选择性助剂1. 4kg在高速混合机内混合均勾，将混合均勾的混合材料通过输送管 道送入料站A中；
[0043] 将30kgABS用的短切玻璃纤维送入到料站B中；
[0044] 在连续计量系统中输入对应投料站所用物料的比例A:70wt%;B:30wt%;
[0045]启动短切玻璃纤维加热系统。所述的短切玻璃纤维加热系统为，加热管，加热棒等 红外加热，设定控制加热温度140°C。
[0046] 启动双螺杆挤出机和连续计量系统，料站A中物料经过连续计量系统，加入到双 螺杆挤出机主喂料口中；料站B中物料经过连续计量系统，由喂料机加入双螺杆挤出机侧 向喂料口中。