一种耐蠕变长玻纤、耐蠕变长玻纤增强pp复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种耐蠕变长玻纤、耐蠕变长玻纤增强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165°C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分子间作用力低，纤维在长时间力的作用下容易发生较大的蠕变， 导致尺寸、形态的不稳定，严重限制了长玻纤在许多方面特别是高精密要求的汽车零部件、 电子产品元件、仪器仪表部件、航空设备部件等领域的应用。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明公开一种耐蠕变的长玻纤。
[0005] 本发明的目的通过以下技术方案实现： 一种耐蠕变长玻纤，其原料按重量计包括： 长玻纤 70-90份； 甲基紫 0.2-0.3份； 氯酸镁 0.03-0.09份。
[0006] 甲基紫俗称龙胆紫，结晶紫，为市售产品。经过验证，甲基紫和氯酸镁(Mg(C103) 2.6H2O)协效可以有效提尚长玻纤的耐懦变性能，进而有效提尚长玻纤的结构稳定性，避免 因其蠕变导致产品尺寸不稳定、变形。由于长玻纤耐蠕变性能提高，使之得以被应用在对尺 寸和形状稳定性要求较高的产品领域。
[0007] 进一步的，上述耐蠕变长玻纤其制备方法为： (1) 正庚烷浸泡处理：将长玻纤浸入正庚烷中进行溶胀处理，处理时间为12h~ 24h； (2)丙酮洗涤：将溶胀后的长玻纤采用超声波震荡进行洗涤，然后置于150-200°C的烘 箱内烘干至恒重，获得所述耐蠕变长玻纤。
[0008] 进一步的，所述长玻纤为无碱连续玻纤，所述无碱连续玻纤直径为11-20μηι。
[0009] 本发明可选用任意一种市售的长玻纤实现，但可特别优选上述尺寸的无碱连续玻 纤。
[0010] 本发明同时提供一种耐蠕变的长玻纤增强PP材料，其原料按重量计包括： 所述的耐蠕变长玻纤 30-45份； PP 60-80份； 相容剂 0.3-2份； 抗氧剂 0.1-0.7份； 阻燃剂 1-3份； 所述相容剂其原料按重量计包括羟乙基纤维素5-7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。
[0011] 本发明中特别设置一种相容剂，可有效提高耐蠕变长玻纤与PP的相容性。本发明 的耐蠕变长玻纤浮纤问题较为明显。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，便可大幅提高耐蠕变长玻纤与 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。
[0012] 所述的耐蠕变的长玻纤增强PP材料的制备方法，其包括如下工序： 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. 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 混合均匀后经双螺杆挤出机加热至140~169°C获得塑化的PP混合物，然后塑化的PP混合 物被双螺杆挤出机压入浸渍模头中，浸渍分散设定重量份的长玻纤，经牵引、冷却成型处理 制备成长度为10-16mm的耐蠕变的长玻纤增强PP材料。
[0013]进一步的，浸渍分散耐蠕变长玻纤时，双螺杆挤出机中的温度为130_150°C。
[0014]为降低浮纤，浸渍分散耐蠕变长玻纤时，双螺杆挤出机的温度在一定幅度下降低， 通过降低PP的流动性来防止浮纤。
[0015]本发明选用甲基紫和氯酸镁对长玻纤改性，提高长玻纤自身的耐蠕变性能，消除 长玻纤因应力变形导致的蠕变问题，可使长玻纤长时间的维持其尺寸和形状的稳定性。同 时本发明还设置一种相容剂来克服耐蠕变长玻纤所特有的浮纤问题，使本发明的耐蠕变长 玻纤能够均匀、稳定地存在于PP材料中，最终有效地提高所制得的PP复合材料的力学性能。 本发明提供的PP复合材料具有优异的抗冲性能、耐蠕变性能，且表面光滑无浮纤，尤其适用 于制备汽车零部件、电子产品元件、仪器仪表部件、航空设备部件等产品。
【具体实施方式】
[0016]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 本实施例提供一种耐蠕变长玻纤，其原料按重量计包括： 长玻纤 85份； 甲基紫 0.25份； 氯酸镁 0.07份。
[0017] 进一步的，上述耐蠕变长玻纤其制备方法为： (1) 正庚烷浸泡处理：将长玻纤浸入正庚烷中进行溶胀处理，处理时间为12h; (2) 丙酮洗涤：将溶胀后的长玻纤采用超声波震荡进行洗涤，然后置于180°C的烘箱内 烘干至恒重，获得所述耐蠕变长玻纤。
[0018] 进一步的，所述无碱连续玻纤直径为15μηι。
[0019] 实施例2 本实施例提供一种耐蠕变长玻纤，其原料按重量计包括： 长玻纤 70份； 甲基紫 0.3份； 氯酸镁 0.03份。
[0020] 进一步的，上述耐蠕变长玻纤其制备方法为： (1) 正庚烷浸泡处理：将长玻纤浸入正庚烷中进行溶胀处理，处理时间为24h; (2) 丙酮洗涤：将溶胀后的长玻纤采用超声波震荡进行洗涤，然后置于150°C的烘箱内 烘干至恒重，获得所述耐蠕变长玻纤。
[0021] 进一步的，所述长玻纤为市售产品。
[0022] 实施例3 本实施例提供一种耐蠕变长玻纤，其原料按重量计包括： 长玻纤 90份； 甲基紫 0.2份； 氯酸镁 0.09份。
[0023]本实施例将原料浸泡在40°C的正庚烷中浸泡10小时制成。
[0024] 实施例4 一种耐蠕变的长玻纤增强PP材料，其原料按重量计包括： 实施例1的耐蠕变长玻纤 30份； PP 70 份； 相容剂 1.5份； 抗氧剂 0.5份； 阻燃剂 2份； 所述相容剂其原料按重量计包括羟乙基纤维素6份、丙二醇0.4份、甲基异噻唑啉酮 0.04份、硝酸钾4份。
[0025] 抗氧剂为市售的抗氧剂168.阻燃剂为市售的阻燃