一种有机纤维填充热塑性树脂及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种有机纤维填充热塑性树脂及其制备方法，有机纤维填充热塑性树脂由改性有机纤维5-70份、热塑性树脂30-95份与助剂0-20份制备而成，所述改性有机纤维是指有机纤维经四甲基氢氧化铵甲醇溶液表面浸润处理所得。本发明使用四甲基氢氧化铵甲醇溶液来改性有机纤维，增加了有机纤维表面的官能度和表面粗糙度，并增强了热塑性树脂基体的界面结合能力，大大的改善纤维与热塑性树脂的浸润性及在热塑性树脂中分散性，最终制备的有机纤维增强热塑性树脂的强度高、抗冲击性能好。
【专利说明】一种有机纤维填充热塑性树脂及其制备方法
[0001]
【技术领域】
[0002] 本发明涉及高分子改性材料领域，具体涉及一种有机纤维填充热塑性树脂及其制 备方法。
[0003]
【背景技术】
[0004] 有机纤维是指将人工合成的、具有适宜分子量并具有可溶(或可熔）性的线型聚合 物，经纺丝成形和后处理而制得的化学纤维。有机纤维密度小，表面聚集大量的静电，易团 聚。在塑料料子挤出工艺中，有机纤维的团聚会导致产品的强度低、抗冲击性能差，大大的 妨碍了产品的应用范围。如何保证有机纤维均匀的分散在热塑性树脂中一直是一个难题。
[0005]
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种高强度、抗冲击性能好的有机纤维填充热塑性树脂。
[0007] -种有机纤维填充热塑性树脂，由以下组分按重量份制备而成： 改性有机纤维5-70份； 热塑性树脂30-95份； 助剂0-20份； 所述改性有机纤维是指有机纤维经四甲基氢氧化铵甲醇溶液表面浸润处理所得。
[0008] 进一步，所述的四甲基氢氧化铵甲醇溶液的浓度为0. 1-0. 5%。
[0009] 所述的有机纤维为聚丙烯纤维、尼龙纤维或聚酯纤维。
[0010] 所述的热塑性树脂为聚丙烯、聚酰胺6、聚酰胺66、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对 苯二甲酸丁二醇酯中的一种。
[0011] 所述的助剂选自相容剂、抗氧剂、润滑剂中的至少一种。
[0012] 本发明的另一个目的是提供上述有机纤维填充热塑性树脂的制备方法，包括如下 步骤： (1) 把四甲基氢氧化铵溶于甲醇中，配制浓度为0. 1-0. 5%的四甲基氢氧化铵甲醇溶 液，再将表面未经过处理的有机纤维浸润到四甲基氢氧化铵甲醇溶液中〇. 5-1小时后，取 出烘干得改性有机纤维； (2) 按配比把30-95份的热塑性树脂与0-20份的助剂，于常温条件下均匀混合，然后将 其混合物从挤出机进料口中加入挤出机，再将（1)中制备的改性有机纤维5-70份从纤维进 料口加入挤出机，经熔融挤出、风冷、切粒，得到有机纤维填充热塑性树脂复合材料。
[0013] 本发明中选用浓度为0. 1-0. 5%的四甲基氢氧化铵甲醇溶液来改性有机纤维，能 增强热塑性树脂的拉伸强度、抗冲击强度，并提高其在热塑性树脂中的分散性。
[0014] 有机纤维需浸润在四甲基氢氧化铵甲醇溶液中0. 5-1小时，其浸润时间小于0. 5 小时，有机纤维表面浸润性差；浸润时间超过1小时后，纤维的表面会出现微裂纹，出现损 伤。这两种情况最终都会导致有机纤维在基体中的分散性差，降低最终产品的力学性能。
[0015] 所述的助剂选自的相容剂、抗氧剂、润滑剂中的一种或多种，本发明中优选抗氧剂 为抗氧剂1010与抗氧剂168按重量比为1:2组成复配物；润滑剂选用硬酯酸钙；相容剂选 用聚丙烯接枝马来酸酐。
[0016] 所以本发明的有益效果是，经过大量的实验，本发明使用四甲基氢氧化铵甲醇溶 液来改性有机纤维，增加了有机纤维表面的官能度和表面粗糙度，并增强了热塑性树脂基 体的界面结合能力，大大的改善纤维与热塑性树脂的浸润性及在热塑性树脂中分散性，最 终制备的有机纤维增强热塑性树脂的强度高、抗冲击性能好。
[0017]
【具体实施方式】
[0018] 以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0019] 本发明中所有的浓度单位均指重量浓度。
[0020] 如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域常规方法 得到。除另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员熟 悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法 中。
[0021] 本发明中力学测试方法如下： 拉伸性能的测试：ASTM D638,塑料拉伸性能试验方法，拉伸速度5mm/min。
[0022] 冲击性能的测试：悬臂梁缺口冲击强度按照ASTM D256,塑料悬臂梁冲击试验方 法。
[0023] 实施例1 (1)把四甲基氢氧化铵溶于甲醇中，配制浓度为0. 1%的四甲基氢氧化铵甲醇溶液；再 把表面未经过处理的聚酯纤维浸润到四甲基氢氧化铵甲醇溶液中0. 5小时，取出烘干得改 性聚酯纤维。
[0024] (2)称取50份的聚对苯二甲酸乙二醇酯，0.2份的抗氧剂1010,0.3份的抗氧剂 168, 5份硬脂酸钙常温混合后，于挤出机的加料口加入；再将50份改性聚酯纤维从挤出机 的纤维口加入，经熔融挤出，风冷，切粒，得到聚酯纤维填充聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材 料。
[0025] 实施例2 (1)把四甲基氢氧化铵溶于甲醇中，配制浓度为0. 2%的四甲基氢氧化铵甲醇溶液；把 表面未经过处理的尼龙纤维浸润到四甲基氢氧化铵甲醇溶液中0. 6小时，取出烘干得改性 尼龙纤维。
[0026] (2)称取65份的聚酰胺66,0. 1份的抗氧剂1010,0. 2份的抗氧剂168于常温混合 后，于挤出机的加料口加入；再将35份改性尼龙纤维从挤出机的纤维入口加入，经熔融挤 出，风冷，切粒，得到尼龙纤维填充聚酰胺66树脂复合材料。
[0027] 实施例3 (1)把四甲基氢氧化铵溶于甲醇中，配制浓度为0. 5%的四甲基氢氧化铵甲醇溶液；把 表面未经过处理的尼龙纤维浸润到四甲基氢氧化铵甲醇溶液中1小时，取出烘干得改性尼 龙纤维。
[0028] (2)称取95份的聚酰胺6,于挤出机加料口加入，经熔融挤出进入熔体槽，再将5 份改性尼龙纤维从挤出机的纤维入口加入，经熔融挤出，风冷，切粒，得到尼龙纤维填充聚 酰胺6树脂复合材料。
[0029] 实施例4 (1)把四甲基氢氧化铵溶于甲醇中，配制浓度为0. 3%的四甲基氢氧化铵甲醇溶液；把 表面未经过处理的聚丙烯纤维浸润到四甲基氢氧化铵甲醇溶液中，浸润0.8小时，取出烘 干得改性聚丙烯纤维。
[0030] (2)称取30份的聚对苯二甲酸丁二醇酯，0.2份的抗氧剂1010,0.3份的抗氧剂 168,4. 5份硬脂酸钙，15份聚丙烯接枝马来酸酐于常温混合后，于挤出机加料口加入；再将 70份改性聚丙烯纤维从挤出机的纤维口加入，经熔融挤出，风冷，切粒，得到聚丙烯纤维填 充聚对苯二甲酸丁二醇酯材料。
[0031] 实施例5 (1)把四甲基氢氧化铵溶于甲醇中，配制浓度为0. 3%的四甲基氢氧化铵甲醇溶液；把 表面未经过处理的聚丙烯纤维浸润到四甲基氢氧化铵甲醇溶液中，浸润0.8小时，取出烘 干得改性有机纤维。
[0032] (2)称取60份的聚丙烯，0. 2份的抗氧剂1010,0. 3份的抗氧剂168,1. 5份硬脂酸 钙常温混合后，于挤出机加料口加入，处理后的聚丙烯纤维从纤维口加入，控制聚丙烯纤维 填充量为40份，熔融挤出，风冷，切粒，得到聚丙烯纤维填充聚对苯二甲酸丁二醇酯材料。
[0033] 对比例1 称取50份的聚对苯二甲酸乙二醇酯，0. 2份的抗氧剂1010,0. 3份的抗氧剂168, 5份 硬脂酸钙常温混合后，于挤出机加料口加入，未处理的聚酯纤维从纤维口加入，控制聚酯纤 维填充量为50份，熔融挤出，风冷，切粒，得到聚酯纤维填充聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材 料。
[0034] 将实施例1-5制备的有机纤维填充热塑性树脂与对比例1中用未改性聚酯纤维填 充聚对苯二甲酸乙二醇酯，按照ASTM D638、ASTM D256对其拉伸性能与冲击性能进行试 验，数据如下表所示：
【权利要求】
1. 一种有机纤维填充热塑性树脂，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成： 改性有机纤维5-70份； 热塑性树脂30-95份； 助剂0-20份； 所述改性有机纤维是指有机纤维经四甲基氢氧化铵甲醇溶液表面浸润处理所得。
2. 根据权利要求1所述的一种有机纤维填充热塑性树脂，其特征在于：所述的四甲基 氢氧化铵甲醇溶液的浓度为〇. 1-0. 5%。
3. 根据权利要求1所述的一种有机纤维填充热塑性树脂，其特征在于：所述的有机纤 维为聚丙烯纤维、尼龙纤维或聚酯纤维。
4. 根据权利要求1所述的一种有机纤维填充热塑性树脂，其特征在于：所述的热塑性 树脂为聚丙烯、聚酰胺6、聚酰胺66、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的 一种。
5. 根据权利要求1所述的一种有机纤维填充热塑性树脂，其特征在于：所述的助剂选 自相容剂、抗氧剂、润滑剂中的至少一种。
6. -种制备如权利要求1所述的有机纤维填充热塑性树脂的方法，其特征在于：包括 如下步骤： (1) 把四甲基氢氧化铵溶于甲醇中，配制浓度为0. 1%-〇. 5%的四甲基氢氧化铵甲醇溶 液，再将表面未经过处理的有机纤维浸润到四甲基氢氧化铵甲醇溶液中〇. 5-1小时后，取 出烘干得改性有机纤维； (2) 按配比把30-95份的热塑性树脂与0. -20份的助剂，于常温条件下均匀混合，然后 将其混合物从挤出机进料口中加入挤出机，再将（1)中制备的改性有机纤维5-70份从纤维 进料口加入挤出机，经熔融挤出、风冷、切粒，得到有机纤维填充热塑性树脂复合材料。
【文档编号】C08L67/02GK104419062SQ201310383234
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】杨桂生, 李万里, 姚晨光 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司