一种汽车风扇风轮用增强pp/回收pet瓶片合金及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种合金复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)，不仅因其化学、物理性质等综合性能的优良以及低 廉的价格除了广泛应用在纤维用途中，在饮料瓶中其使用量也相当大。随着PET在食用液 体软包装领域的广泛应用，带来了大量废旧饮料瓶的回收问题。随着PET用量逐渐增加， PET瓶回收的量也逐渐增加。据统计，PET瓶的平均回收利用率为20. 4%，回收利用率高的 国家如瑞士、德国和日本等分别为1〇〇%、49%和46%，而我国仅为1.7%。回收的PET瓶片 大部分是"降级利用"，用来生产低档纤维、薄膜和非食用包装瓶等；而"升级利用"用作高性 能工程塑料的仅占8. 4%左右。回收PET的瓶片主要用于一些低档次的聚酯（PET)的短纤 维的纺丝。所以，针对回收PET的瓶片，需要进一步扩展其应用的领域和产品，提高其产品 附加值。
[0003] 汽车风扇风轮通常采用玻纤增强尼龙来制备，为了降低成本，提高产品的竞争力， 目前越来越多厂家考虑采用玻纤增强PP来进行制备，但由于普通玻纤增强PP越来越难以 满足汽车风扇风轮的耐热、高强度、高动态平衡性等一系列要求，因此其在这一领域的应用 又受到了一定的限制。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于，提供一种汽车风扇风轮用增强PP/回收PET瓶片合金，以解决 上述技术问题。
[0005] 本发明的另一目的在于，提供一种汽车风扇风轮用增强PP/回收PET瓶片合金的 制备方法，以解决上述技术问题。
[0006] 本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
[0007] -种汽车风扇风轮用增强PP/回收PET瓶片合金，包括如下重量份数的原料组 成：
[0008] PP 100重量份 回收PET瓶片 10-30重量份 无碱玻璃纤维 25-35重量份 增钿剂 12-16重量份 耐热剂 0.2-0.4重量份 相容剂 1-15重量份 抗氧剂 0.1-1重量份 润滑剂 0.1-1重量份。
[0009] 优选采用如下重量份数的原料组成：
[0010] P.P 100重量份 回收PET瓶片 15-30重量份 无碱玻璃纤维 30-35重量份 增軔剂 12-15重量份 耐热剂 0.2-0.3重量份 相容剂 1-10重量份 抗氧剂 0.1-0.5重量份 润滑剂 0.5-1重量份。
[0011] 本发明采用上述配比的原料制成合金复合材料，解决了PP与回收PET的相容问 题，在PP与回收PET体系中起到降低两者界面张力，增加界面厚度，使体系形成具有宏观均 匀微观相分离体系特征的热力学稳定相态结构，使得复合材料保持良好的力学性能。
[0012] 所述PP为高结晶度均聚PP，其弯曲模量为2000MPa_2500MPa，优选 2200MPa-2500MPa。一般情况下现有技术中通常采用1200MPa-1400MPa弯曲模量的PP，使 用普通的PP制备出的复合材料的弯曲模量和弯曲强度都比较低，在添加了回收PET瓶片的 情况下，不能满足使用要求，因为原料起点就低。而本发明使用2000MPa-2500MPa弯曲模量 的PP进行复合材料的制备，则复合材料的弯曲强度和弯曲模量都要高，其中弯曲模量要高 1500MPa-2000MPa。因此本发明采用高结晶度均聚PP具有很低的水蒸气渗透率，并且具有 优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。
[0013]所述回收PET瓶片的特性粘数为 0. 68dl/g-0. 88dl/g，优选 0. 78dl/g-0. 88dl/g。 采用上述特性粘数的回收PET瓶片，容易加工，强度比较高。
[0014] 所述无碱玻璃纤维优选采用无氟无碱玻璃纤维，所述无碱玻璃纤维为长纤或短 纤，优选短纤；所述短纤的直径为10微米-15微米，优选12微米-14微米，更优选13微米。 短纤的直径对复合材料的分散性和力学性能都有较大的影响，一般短纤的直径越小，材料 的整体性能越好。本发明中选择直径为10微米-15微米的短纤所制备的复合材料不仅分 散性好，而且其力学性能优良，其强度比普通玻璃纤维高30 % -50 %。
[0015] 所述的增韧剂为POE-ΜΗ接枝共聚物，所述POE-ΜΗ接枝共聚物中的马来酸酐的 含量为所述POE-ΜΗ接枝共聚物的0.8% -1.5%，优选1.0% -1.5%。
[0016] 所述耐热剂为芳酰类化合物，所述芳酰类化合物可以采用N，N' -二环己基-1， 4-对苯二酰胺、Ν，Ν' -二环己基-2,6-萘二酰胺等，芳酰类化合物的外观为白色粉末，其熔 点大彡300°C。
[0017] 所述相容剂为PP-MAH接枝共聚物，所述PP-MAH接枝共聚物中的马来酸酐的含量 为所述PP-MAH接枝共聚物的0.8% -1.5%，优选1.0% -1.5%。
[0018] 所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂DLTP，两者的比例为1 :1-1 :2,优选1 : 1.50-1 :2。从而保证复合材料的加工性能和外观要求，适应不同的使用要求。
[0019] 所述润滑剂选自滑石粉、硬脂酸钙、硅酮母粒中的至少一种。
[0020] 一种汽车风扇风轮用增强PP/回收PET瓶片合金的制备方法，包括如下步骤：
[0021] 1)将回收PET瓶片进行干燥；
[0022] 2)按比例将PP、回收PET瓶片、增韧剂、耐热剂、相容剂、抗氧剂和润滑剂混合均 匀，制成混合料；
[0023] 3)将混合料通过双螺杆挤出机的主喂料口加入双螺杆挤出机中，熔融挤出的同 时，从侧喂料装置计量加入无碱玻璃纤维熔融挤出，挤出物料经冷却、风干、切粒、干燥后， 即得本发明的汽车风扇风轮用增强PP/回收PET瓶片合金的复合材料。
[0024] 步骤1)中，所述回收PET瓶片的干燥是在真空烘箱中进行干燥；优选分为两个阶 段进行干燥，其中第一阶段是在温度75°C-80°C的条件下干燥3h-5h，优选3. 5h-4. 5h;第二 阶段是在温度120°C-140°C的条件下干燥4h-10h，优选4h-6h。
[0025] 步骤2)中，原料混合时间是混合5分钟-10分钟，制成混合料。
[0026] 步骤3)中，所述双螺杆挤出机的温度设定范围为230°C_265°C，螺杆转速为 200rpm_500rpm，真空度为-〇· 6Kgf/cm2-l.OKgf/cm2。
[0027] 所述双螺杆挤出机采用七区温度调节，各区的温度分别为：
[0028] 一区温度：23(TC~235?，
[0029] 二区温度：235°C~24(TC，
[0030] 三区温度：240°C~245 °C，
[0031]四区温度：245°C~250°C，
[0032] 五区温度：250°C~255 °C，
[0033] 六区温度：255°C~260 °C，
[0034] 七区温度：260°C~265 °C。
[0035] 有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0036] (1)本发明所提供的汽车风扇风轮用增强PP/回收PET瓶片合金的复合材料，不仅 实现了回收PET瓶片的再次高附加值利用，而且扩大了回收PET瓶片的应用范围，而且降低 了汽车风扇风轮复合材料的成本，无卤环保，低碳，可广泛应用于电子零部件等制备。
[0037] (2)本发明所提供的汽车风扇风轮用增强PP/回收PET瓶片合金的复合材料，力学 性能好，耐热性高，拉伸强度达到90MPa-120MPa，弯曲强度可以达到140MPa-200MPa，缺口 冲击强度可以达到7KJ/m2-10KJ/m2,热变型温度（HDT)达到152°C以上。本发明的合金复合 材料能与现有汽车风扇风轮合金复合材料的力学性能相媲美。
[0038] (3)本发明所提供的汽车风扇风轮用增强PP/回收PET瓶片合金的制备方法，复配 过程和加工过程简单，易于加工制备。
【具体实施方式】
[0039] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进 一步阐述本发明。
[0040] 一种汽车风扇风轮用增强PP/回收PET瓶片合金，包括如下重量份数的原料组成： PP100重量份、回收PET瓶片10-30重量份、无碱玻璃纤维25-35重量份、增韧剂12-16重量 份、耐热剂〇. 2-0. 4重量份、相容剂1-15重量份、抗氧剂0. 1-1重量份、润滑剂0. 1-1重量 份。
[0041] 上述原料中，PP为高结晶度均聚PP，其弯曲模量为2000MPa_2500MPa，优选 2200MPa-2500MPa。回收PET瓶片的特性粘数为 0. 68dl/g-0. 88dl/g，优选 0. 78dl/ g-0. 88dl/g。无碱玻璃纤维优选采用无氟无碱玻璃纤维，无碱玻璃纤维为长纤或短纤，优 选短纤；短纤的直径为10微米-15微米，优选12微米-14微米，更优选13微米。增韧剂 为POE-ΜΑΗ接枝共聚物，POE-ΜΑΗ接枝共聚物中的马来酸酐的含量为POE-ΜΑΗ接枝共聚物 的0.8% -1. 5%，优选1.0% -1. 5%。耐热剂为芳酰类化合物，如N，Ν'-二环己基-1，4-对 苯二酰胺、Ν，Ν' -二环己基-2,6-萘二酰胺，其外观为白色粉末，其熔点大> 300°C。相容 剂为PP-ΜΗ接枝共聚物，PP-ΜΗ接枝共聚物中的马来酸酐的含量为PP-ΜΗ接枝共聚物的 0.8% -1. 5%，优选1.0% -1. 5%。抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂DLTP，两者的比例为1 : 1-1 :2,优选1 :1. 50-1 :2。润滑剂选自滑石粉、硬脂酸钙、硅酮母粒中的至少一种。
[0042] 一种汽车风扇风轮用增强PP/回收PET瓶片合金的制备方法，包括如下步骤：
[0043] 1)将回收PET瓶片在真空烘箱中进行干燥。优选分为两个阶段进行干燥，其中 第一阶段是在温度75°C-80°C的条件下干燥3h-5h，优选3. 5h-4. 5h;第二阶段是在温度 120°C_140°C的条件下干燥4h-10h，优选4h-6h。