一种玄武岩纤维改性剂、玄武岩纤维聚丙烯复合材料及其制备方法以及应用与流程

本发明属于玄武岩纤维改性剂，具体涉及一种玄武岩纤维改性剂、玄武岩纤维聚丙烯复合材料及其制备方法以及应用。

背景技术：

1、聚丙烯是一种半结晶型的常规通用型塑料，综合性能优异，但其在实际应用中力学强度偏低、成型后尺寸稳定性一般、收缩率偏大等问题，限制其在一些领域的应用。通常可以通过采用共混填充填料的方法来改善。常用填料有滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、蒙脱土、玻璃纤维、碳纤维等，其中纤维类填料比粉状矿粉在复合材料中有更高的强度和热稳定性。传统玻璃纤维增强聚丙烯复合材料存在强度低、耐候性差、易腐蚀等缺点；碳纤维由于成本高昂，在增强聚丙烯复合材料领域应用较少。

2、目前因为纤维增强材料和以聚丙烯为基体材料的界面结合性能直接影响最终产品的性能与质量，因此针对增强材料与基体材料的特点，研发一种玄武岩纤维改性剂，以便提高增强材料与基体材料的界面结合性能。

3、针对上述技术问题，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种玄武岩纤维改性剂，以便提高以纤维为增强材料和聚丙烯塑料为基体材料的界面结合性能。

2、本发明的第二目的在于提供一种玄武岩纤维聚丙烯复合材料，经过特殊的玄武岩纤维改性剂处理后得到的玄武岩纤维同塑料合成的聚丙烯复合材料，不仅具有优良的强度、耐腐蚀、耐老化和电绝缘性能，而且价格低廉，生产效率高，可广泛应用于汽车、家具、电子信息和新能源领域。

3、本发明的第三目的在于提供一种玄武岩纤维聚丙烯复合材料的制备方法，通过特定的条件，制得出的材料具有优良的强度、耐腐蚀、耐老化和电绝缘性能，可广泛应用于汽车、家具、电子信息和新能源领域。

4、本发明的第四目的在于提供一种玄武岩纤维聚丙烯复合材料在制备家具的应用。

5、本发明通过以下技术方案实现：

6、第一方面，本发明提供一种玄武岩纤维改性剂，玄武岩纤维改性剂主要由以下重量百分数的原料组成：硅烷偶联剂0.1％～1％、不饱和聚酯2％～15％、冰醋酸0.05％～0.2％、去离子水80％～95％、抗静电剂0.1％～1％、助剂0％～5％。

7、进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3)环氧(丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和n-(β氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或者多种。

8、进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述不饱和聚酯为双酚a型不饱和聚酯。

9、进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述抗静电剂包括阴离子型或阳离子型抗静电剂。

10、第二方面，本发明提供一种玄武岩纤维聚丙烯复合材料，主要由以下重量百分数的原料组成：玄武岩纤维10％～30％和聚丙烯树脂70％～95％；

11、所述玄武岩纤维包括附着于所述玄武岩纤维表面的涂层，所述涂层是玄武岩纤维改性剂所形成。

12、第三方面，本发明提供一种玄武岩纤维聚丙烯复合材料的制备方法，主要包括以下步骤：

13、玄武岩加热熔融后通过铂铑合金漏板高速拉丝，得到拉丝体；

14、将玄武岩纤维改性剂涂覆于所述拉丝体的表面，后干燥，得到直径为3～17μm、长度为2～10mm的玄武岩纤维；

15、将所述玄武岩纤维和聚丙烯共混加热融化、冷却后制得玄武岩纤维聚丙烯复合材料。

16、进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述玄武岩加热温度为1300～1500摄氏度。

17、进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述铂铑合金漏板孔径为1mm～3mm；拉丝机转速为2000～7000转/min。

18、进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述玄武岩纤维改性剂占玄武岩纤维总重量的0.1-1％。

19、第四方面，本发明提供一种玄武岩纤维聚丙烯复合材料在制备家具的应用。

20、与现有技术相比，本发明至少具有如下技术效果：

21、本发明的第一目的在于提供一种玄武岩纤维改性剂，以玄武岩纤维为增强材料和聚丙烯为基体材料的界面结合性能直接影响最终产品的性能与质量；本方案针对玄武岩纤维与聚丙烯材料的特点，制备出一种专用玄武岩纤维改性剂，可有效提高玄武岩纤维与聚丙烯基体的界面结合性能

22、本发明的第二目的在于提供一种玄武岩纤维聚丙烯复合材料，玄武岩纤维是一种新型高性能无机纤维材料，具有稳定性好、电绝缘性好、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等优点，综合性能优良，原料成本低廉，天然环保，性价比高的原料，经过特殊的玄武岩纤维改性剂同塑料合成的聚丙烯复合材料，不仅具有优良的强度、耐腐蚀、耐老化和电绝缘性能，而且价格低廉，生产效率高，可广泛应用于汽车、家具、电子信息和新能源领域。

23、本发明的第三目的在于提供一种玄武岩纤维聚丙烯复合材料的制备方法，通过特定的条件，制得出的材料具有优良的强度、耐腐蚀、耐老化和电绝缘性能，可广泛应用于汽车、家具、电子信息和新能源领域。

24、本发明的第四目的在于提供一种玄武岩纤维聚丙烯复合材料在制备家具的应用，因为复合材料具有密度低、质量轻、无毒无味，耐化学性能好，使用寿命长、优异的力学性能等特点，不仅能提高家具强度，延长使用寿命，安全环保。

技术特征：

1.一种玄武岩纤维改性剂，其特征在于，所述玄武岩纤维改性剂主要由以下重量百分数的原料组成：硅烷偶联剂0.1％～1％、不饱和聚酯2％～15％、冰醋酸0.05％～0.2％、去离子水80％～95％、抗静电剂0.1％～1％、助剂0％～5％。

2.根据权利要求1所述的玄武岩纤维改性剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3)环氧(丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和n-(β氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或者多种。

3.根据权利要求1所述的玄武岩纤维改性剂，其特征在于，所述不饱和聚酯为双酚a型不饱和聚酯。

4.根据权利要求1所述的玄武岩纤维改性剂，其特征在于，所述抗静电剂包括阴离子型或阳离子型抗静电剂。

5.一种玄武岩纤维聚丙烯复合材料，其特征在于，主要由以下重量百分数的原料组成：玄武岩纤维10％～30％和聚丙烯树脂70％～95％；

6.根据权利要求5所述的玄武岩纤维聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述玄武岩加热温度为1300～1500摄氏度。

8.根据权利要求6所述的玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述铂铑合金漏板孔径为1mm～3mm；拉丝机转速为2000～7000转/min。

9.根据权利要求6所述的玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述玄武岩纤维改性剂占玄武岩纤维总重量的0.1-1％。

10.权利要求5所述的玄武岩纤维聚丙烯复合材料在制备家具的应用。

技术总结
本发明属于玄武岩纤维玄武岩纤维改性剂技术领域，具体涉及一种玄武岩纤维改性剂、玄武岩纤维聚丙烯复合材料及其制备方法以及应用。本发明的玄武岩纤维改性剂，主要由以下重量百分数的原料组成：硅烷偶联剂0.1％～1％、不饱和聚酯2％～15％、冰醋酸0.05％～0.2％、去离子水80％～95％、抗静电剂0.1％～1％、助剂0％～5％，通过上述的配比，可以提高以纤维为增强材料和聚丙烯塑料为基体材料的界面结合性能。传统玻璃纤维聚丙烯复合材料力学性能较差，耐酸碱及耐候性差，难以满足市场对高性能聚丙烯复合材料的需求，本发明提供的玄武岩纤维聚丙烯复合材料，采用玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料可大幅度提升传统聚丙烯复合材料的力学性能，满足市场需求，上述材料也可用于家具的制备。

技术研发人员：黄仕林,曾文英,陈小丰,张应
受保护的技术使用者：重庆智笃新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12