专利名称：一种玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法
一种玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法[技术领域]
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法。[背景技术]
聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，具有生产成本低、综合力学性能好、无毒、耐腐蚀、易于回收等优点，被广泛应用于化工、化纤、建筑、包装、汽车等领域。
由于近些年来聚丙烯改性技术的高速发展，聚丙烯复合改性材料的应用越来越广泛。更多的聚丙烯复合改性材料直接用于做外观件，作为外观件，不仅要求材料具有较高的强度，还要有较好的表面耐刮性。而且由于客户对如喷涂等二次加工的限制，因为材料的二次加工不仅会带来成本的追加，诸如喷涂还会很大程度的带料环境破坏，也不利于材料的回收，这样子就无形中去除了材料作为外观件的一层保护，因此对原材料的表面耐刮擦性能要求也就越来越高。而现行的普通增强或填充的聚丙烯材料基本达不到该要求。[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种耐刮擦性能好机械强度较高的玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种玻纤增强聚丙烯材料，按重量百分比由以下组分组成
聚丙烯50-65%耐刮擦剂O. 5-4%
聚丙烯相容剂6-9%成核剂O. 2-0. 5%、润滑剂2-4%、抗氧剂O. 2-0. 5%玻璃纤维20-40%。
以上所述的玻纤增强聚丙烯材料，玻纤增强聚丙烯材料所述的聚丙烯为熔融指数大于18g/10min的均聚聚丙烯颗粒,测试条件为230°C /2. 1 6kg。
以上所述的玻纤增强聚丙烯材料，玻纤增强聚丙烯材料所述耐刮擦剂为聚烯烃基硅酮和反应型高聚硅氧烷按重量比1:0. 8-1. 2复配而成的母粒。 以上所述的玻纤增强聚丙烯材料，玻纤增强聚丙烯材料所述的的聚丙烯相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯相容剂。
以上所述的玻纤增强聚丙烯材料，玻纤增强聚丙烯材料所述的成核剂为芳基磷酸酯盐类成核剂。
以上所述的玻纤增强聚丙烯材料，玻纤增强聚丙烯材料所述的润滑剂为聚乙烯蜡和硬质酸钙按重量比1:0. 8-1. 2混合而成。
以上所述的玻纤增强聚丙烯材料，玻纤增强聚丙烯材料所述抗氧剂为四 [β-(3, 5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯按重量比1:1. 8-2. 2复配得到。
以上所述的玻纤增强聚丙烯材料，玻纤增强聚丙烯材料所述的玻璃纤维为聚丙烯专用无碱短玻纤。
以上所述的玻纤增强聚丙烯材料，按重量百分比由以下组分组成
聚丙烯56-57%耐刮擦剂1.5-2.5%
聚丙烯相容剂 7-9%成核剂O. 2-0. 5%、润滑剂2-4%、抗氧剂0.2-0.5%玻璃纤维29-31% ο
一种上述玻纤增强聚丙烯材料的制备方法，玻纤增强聚丙烯材料包括以下步骤
I)按上述的重量配比称取聚丙烯、聚丙烯相容剂、成核剂、润滑剂、以及抗氧剂，并混合均勻；
2)将混合均匀的上述五种原料由主喂料系统加入双螺杆挤出机，按上述的重量配比称取玻璃纤维，再将玻璃纤维由侧喂料系统加入双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒；工艺条件为一区温度为200-210°C，二区温度为230-250°C，三区温度为230_250°C，四区温度为220-240°C，机头温度230-250°C，停留时间3_4min，压力为12_18MPa。
本发明通过选择合适的树脂原材料、耐刮擦剂、及各种其他助剂和玻璃纤维的添加配比，得到的耐刮擦性能较好的增强聚丙烯，解决了传统增强聚丙烯表面容易刮伤的缺点，产品具有较高的强度，较好的尺寸稳定性，能够满足高表面耐刮擦要求的产品及领域 的要求。[具体实施方式
]
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在下面各个实施例中，所选用的具体原料如下
聚丙烯为熔融指数大于18g/10min (测试条件230°C /2. 16kg)的均聚聚丙烯颗粒选自中石化的V30G ;耐刮擦剂为聚烯烃基硅酮AN-100和反应型高聚硅氧烷SG-100A按重量比1:1复配而成的母粒。
聚丙烯相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯相容剂，选用能之光GPM-200A ；
成核剂为芳基磷酸酯盐类成核剂，选自广州呈和科技有限公司的CHJ-2 ；
润滑剂选用聚丙烯蜡和硬质酸钙按重量比1:1混合而成，选自产地印尼；
抗氧剂为四[β _(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三 (2，4-二叔丁基苯基)酯，选择台湾双键化工集团1010和168，按重量比1: 2复配。
玻璃纤维为聚丙烯专用无碱短玻纤，玻纤的短切长度在3mm左右，有利于玻纤在树脂中的分散，能有效提高材料的性能。
在下面各个对比例和实施例中，制备方法的具体步骤如下
步骤一按重量比称取聚丙烯、耐刮擦剂、聚丙烯相容剂、成核剂、润滑剂和抗氧剂加入低速混合器中混合3-5min,混合充分；
步骤二 将混合好的上述六种原料由主喂料系统加入到双螺杆挤出机中，按重量百分比称取聚丙烯专用无碱短玻纤由侧喂料系统加入双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒，工艺条件为一区温度为200-210°C，二区温度为230-250°C，三区温度为230_250°C，四区温度为220-240°C，机头温度230-250°C，停留时间3_4min，压力为12_18MPa。
对比例I
步骤一按重量百分比称取聚丙烯68. 4%、耐刮擦剂0、聚丙烯相容剂8%、成核剂 0. 3%、润滑剂3%和抗氧剂0. 3%加入低速混合器中混合4min，混合充分；
步骤二 将混合好的上述六种原料由主喂料系统加入到双螺杆挤出机中，按重量百分比称取聚丙烯专用无碱短玻纤20%由侧喂料系统加入双螺杆挤出机，经熔融挤出， 造粒，工艺条件为一区温度为200 V，二区温度为230 V，三区温度为240 V，四区温度为 230°C，机头温度240°C，停留时间4min，压力为15MPa。
对比例2
步骤一按重量百分比称取聚丙烯63. 4%、耐刮擦剂0、聚丙烯相容剂8%、成核剂 0. 3%、润滑剂3%和抗氧剂0. 3%加入低速混合器中混合4min，混合充分；
步骤二 将混合好的 上述六种原料由主喂料系统加入到双螺杆挤出机中，按重量百分比称取聚丙烯专用无碱短玻纤25%由侧喂料系统加入双螺杆挤出机，经熔融挤出， 造粒，工艺条件为一区温度为200°C，二区温度为230°C，三区温度为240°C，四区温度为 230°C，机头温度240°C，停留时间4min，压力为15MPa。
对比例3
步骤一按重量百分比称取聚丙烯58. 4%、耐刮擦剂0、聚丙烯相容剂8%、成核剂O. 3%、润滑剂3%和抗氧剂O. 3%加入低速混合器中混合4min，混合充分；
步骤二 将混合好的上述六种原料由主喂料系统加入到双螺杆挤出机中，按重量百分比称取聚丙烯专用无碱短玻纤30%由侧喂料系统加入双螺杆挤出机，经熔融挤出， 造粒，工艺条件为一区温度为200 V，二区温度为230 V，三区温度为240 V，四区温度为 230°C，机头温度240°C，停留时间4min，压力为15MPa。
实施例1
步骤一按重量百分比称取聚丙烯57. 9%、耐刮擦剂O. 5%、聚丙烯相容剂8%、成核剂O. 3%、润滑剂3%和抗氧剂O. 3%，加入低速混合器中混合4min，混合充分；
步骤二 将混合好的上述六种原料由主喂料系统加入到双螺杆挤出机中，按重量百分比称取聚丙烯专用无碱短玻纤30%，由侧喂料系统加入双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒，工艺条件为工艺条件为一区温度为200°C，二区温度为230°C，三区温度为240°C，四区温度为230°C，机头温度240°C，停留时间4min，压力为15MPa。
实施例2
步骤一按重量百分比称取聚丙烯56. 4%、耐刮擦剂2、聚丙烯相容剂8%、成核剂 O. 3%、润滑剂3%和抗氧剂O. 3%，加入低速混合器中混合4min，混合充分；
步骤二 将混合好的上述六种原料由主喂料系统加入到双螺杆挤出机中，按重量百分比称取聚丙烯专用无碱短玻纤30%，由侧喂料系统加入双螺杆挤出机，经熔融挤出， 造粒，工艺条件为一区温度为200°C，二区温度为230°C，三区温度为240°C，四区温度为 230°C，机头温度240°C，停留时间4min，压力为15MPa。
实施例3
步骤一按重量百分比称取聚丙烯、耐刮擦剂、聚丙烯相容剂、成核剂、润滑剂和抗氧剂加入低速混合器中混合4min，混合充分；
步骤二 将混合好的上述六种原料由主喂料系统加入到双螺杆挤出机中，按重量百分比称取聚丙烯专用无碱短玻纤30%，由侧喂料系统加入双螺杆挤出机，经熔融挤出， 造粒，工艺条件为一区温度为200°C，二区温度为230°C，三区温度为240°C，四区温度为 230°C，机头温度240°C，停留时间4min，压力为15MPa。
性能测试
拉伸强度按ASTM D-638标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸(mm):(176±2) (长)X (12·6±0·2)(端部宽度)X ( 3·05±0·2 )(厚度)，拉伸速度为 50 mm/min ；
弯曲强度和弯曲模量按ASTM D-790标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm) (128±2) X (12. 67±0. 2) X (3. 11±0· 2)， 弯曲速度为 20 mm/min ；
悬臂梁缺口冲击强度按ASTM D-256标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸 (mm):(63±2) X (12. 45±0. 2) X (3. 1 + 0. 2);缺口类型为 A 类，缺口剩余厚度为1. 9 mm ;
密度按照ASTM D792测试，熔融指数按照ASTM D1238测试。
耐刮擦试验按大众标准PV3952进行检验，负荷为10N，通过测定刮擦试样表面的 AL值(即黑白颜色的变化标志)来评判其耐刮擦性能，AL的数值越小，表示材料的耐刮擦性能越好。
实施例1-6配方及材料性能见下表
权利要求
1.一种玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成 聚丙烯50-65% 耐刮擦剂O. 5-4% 聚丙烯相容剂6-9%、 成核剂O. 2-0. 5% 润滑剂2-4%、 抗氧剂O. 2-0. 5% 玻璃纤维20-40%。
2.根据权利要求1所述的玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述的聚丙烯为熔融指数大于18g/10min的均聚聚丙烯颗粒,测试条件为230°C /2. 16kg。
3.根据权利要求1所述的玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述耐刮擦剂为聚烯烃基硅酮和反应型高聚硅氧烷按重量比1: O. 8-1. 2复配而成的母粒。
4.根据权利要求1所述的玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述的聚丙烯相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯相容剂。
5.根据权利要求1所述的玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述的成核剂为芳基磷酸酯盐类成核剂。
6.根据权利要求1所述的玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述的润滑剂为聚乙烯蜡和硬质酸钙按重量比1:0. 8-1. 2混合而成。
7.根据权利要求1所述的玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-(3, 5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯按重量比1:1. 8-2. 2复配得到。
8.根据权利要求1所述的玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述的玻璃纤维为聚丙烯专用无碱短玻纤。
9.根据权利要求1所述的玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成聚丙烯56-57% 耐刮擦剂1.5-2. 5%聚丙烯相容剂7-9%、 成核剂0.2-0.5% 润滑剂2-4%、抗氧剂O. 2-0. 5%玻璃纤维29-31%。
10.一种权利要求1所述玻纤增强聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 1)按权利要求1的重量配比称取聚丙烯、聚丙烯相容剂、成核剂、润滑剂、以及抗氧剂，并混合均匀； 2)将混合均匀的上述五种原料由主喂料系统加入双螺杆挤出机，按权利要求1的重量配比称取玻璃纤维，再将玻璃纤维由侧喂料系统加入双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒；工艺条件为一区温度为200-210°C，二区温度为230-250°C，三区温度为230_250°C，四区温度为220-240°C，机头温度230-250°C，停留时间3_4min，压力为12_18MPa。
全文摘要
本发明公开了一种玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法。玻纤增强聚丙烯材料按重量百分比由以下组分组成聚丙烯50-65%耐刮擦剂0.5-4%聚丙烯相容剂6-9%、成核剂0.2-0.5%、润滑剂2-4%、抗氧剂0.2-0.5%、玻璃纤维20-40%。本发明解决了传统增强聚丙烯表面容易刮伤的缺点，产品具有优良的耐刮擦性能，较高的强度，较好的尺寸稳定性，能够满足高表面耐刮擦要求的产品及领域的要求。
文档编号C08K13/04GK103044779SQ201210590330
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月29日 优先权日2012年12月29日
发明者徐东, 徐永, 邱能兴 申请人:安徽科聚新材料有限公司