一種玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，涉及一種玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]玻璃纖維是一種性能優(yōu)異聚合物基復(fù)合材料的增強材料，對于纖維增強聚合物基復(fù)合材料，只有形成有效的界面粘結(jié)才能具有優(yōu)良的性能。對玻纖增強熱固性樹脂或極性熱塑性樹脂復(fù)合材料，可采用偶聯(lián)劑對玻纖進行表面處理，使樹脂與玻纖表面形成化學(xué)鍵，從而獲得有效的界面粘結(jié)，對玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料，由于聚丙烯的分子鏈是飽和的和非極性的，不能與偶聯(lián)劑反應(yīng)而形成化學(xué)鍵，因此很難通過對玻璃纖維進行偶聯(lián)劑處理的方法獲得有效的界面粘結(jié)。為提高玻璃纖維與聚丙烯的界面粘結(jié)強度，人們采用各種方法對玻纖進行表面處理，發(fā)明專利CN1487022公開了一種稀土改性玻璃纖維/聚丙烯復(fù)合材料制備方法，專利采用稀土改性劑對玻璃纖維進行了表面改性，改善了其與高分子基體材料的界面結(jié)合力，提升了復(fù)合材料的力學(xué)性能，但是專利采用的稀土改性劑由多種成分(稀土化合物、乙醇、乙二胺四乙酸、氯化銨、硝酸和尿素)組成，并且需要精確控制反應(yīng)條件才能保證對玻璃纖維的改性效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，采用稀土表面改性劑對玻璃纖維進行表面改性以改善玻璃纖維與聚丙烯的界面結(jié)合力，該復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能好，制備工藝簡單。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于，所述復(fù)合材料是經(jīng)過稀土表面改性劑改性的玻璃纖維填充聚丙烯而制得的復(fù)合材料，
所述復(fù)合材料的制備步驟包括:
(1)將玻璃纖維在500°C下燒蝕lh，去除表面殘留有機物；
(2)將玻璃纖維浸入0.05?0.5mol/L稀土表面改性劑的水溶液中，靜置10?30min，過濾后干燥；
(3)將玻璃纖維與聚丙烯粒料進行機械共混，控制玻璃纖維的質(zhì)量百分比為聚丙烯的10 ?30% ；
(4)將共混料采用雙螺桿擠出機造粒，制備玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料。
[0005]所述的稀土表面改性劑是以氧化鑭和γ -氨丙基三乙氧基硅烷為原料，通過配位反應(yīng)制備得到的稀土-硅烷表面改性劑。
[0006]所述的稀土改性劑的制備步驟包括:準確稱量物質(zhì)的量之比為1:6的氧化鑭和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，加入反應(yīng)容器中，快速升溫到110?140 °C，攪拌，反應(yīng)2?5 h，制得稀土表面改性劑。
[0007]所述的玻璃纖維為無堿短切玻璃纖維，所述的玻璃纖維直徑為9?13 μ m，長度為3 ?25mm0
[0008]本發(fā)明所具有的有益效果:
本發(fā)明涉及一種玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，采用稀土表面改性劑對玻璃纖維進行表面改性，改善了玻璃纖維與聚丙烯的界面結(jié)合力，提高了復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能，并且本發(fā)明的制備方法工藝簡單。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不限定本發(fā)明的保護范圍。
[0010]實施例1 制備步驟包括:
(1)將無堿短切玻璃纖維在500°c下燒蝕lh，去除表面殘留有機物；
(2)將無堿短切玻璃纖維浸入0.lmol/L稀土表面改性劑中，靜置20min，過濾后干燥；
(3)將無堿短切玻璃纖維與聚丙烯粒料進行機械共混，控制無堿短切玻璃纖維的質(zhì)量百分比為聚丙烯的20% ;
(4)將共混料采用雙螺桿擠出機造粒，制備玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料。
[0011]采用上述方法制備的玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料的拉伸強度提高了 290%，缺口沖擊強度提高了 420%。
[0012]實施例2 制備步驟包括:
(1)將無堿短切玻璃纖維在500°C下燒蝕lh，去除表面殘留有機物；
(2)將無堿短切玻璃纖維浸入0.2mol/L稀土表面改性劑中，靜置lOmin，過濾后干燥；
(3)將無堿短切玻璃纖維與聚丙烯粒料進行機械共混，控制玻璃纖維的質(zhì)量百分比為聚丙烯的30% ；
(4)將共混料采用雙螺桿擠出機造粒，制備玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料。
[0013]采用上述方法制備的玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料的拉伸強度提高了 340%，缺口沖擊強度提高了 500%。
[0014]實施例3 制備步驟包括:
(1)將無堿短切玻璃纖維在500°C下燒蝕lh，去除表面殘留有機物；
(2)將無堿短切玻璃纖維浸入0.05mol/L稀土表面改性劑中，靜置30min，過濾后干燥；
(3)將無堿短切玻璃纖維與聚丙烯粒料進行機械共混，控制玻璃纖維的質(zhì)量百分比為聚丙烯的10% ；
(4)將共混料采用雙螺桿擠出機造粒，制備玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料。
[0015]采用上述方法制備的玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料的拉伸強度提高了 190%，缺口沖擊強度提高了 285%。
[0016]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)方案作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于，所述復(fù)合材料是經(jīng)過稀土表面改性劑改性的玻璃纖維填充聚丙烯而制得的復(fù)合材料，所述復(fù)合材料的制備步驟包括: (1)將玻璃纖維在500°c下燒蝕lh，去除表面殘留有機物； (2)將玻璃纖維浸入0.05?0.5mol/L稀土表面改性劑的水溶液中，靜置10?30min，過濾后干燥； (3)將玻璃纖維與聚丙烯粒料進行機械共混，控制玻璃纖維的質(zhì)量百分比為聚丙烯的10 ?30% ； (4)將共混料采用雙螺桿擠出機造粒，制備玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于，所述的稀土表面改性劑是以氧化鑭和γ-氨丙基三乙氧基硅烷為原料，通過配位反應(yīng)制備得到的稀土-硅烷表面改性劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于，所述的稀土改性劑的制備步驟包括:準確稱量物質(zhì)的量之比為1:6的氧化鑭和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，加入反應(yīng)容器中，快速升溫到110?140°C，攪拌，反應(yīng)2?5 h，制得稀土表面改性劑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于，所述的玻璃纖維為無堿短切玻璃纖維，所述的玻璃纖維直徑為9?13 μ m，長度為3?25mm0
【專利摘要】本發(fā)明提供一種玻璃纖維增強聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，首先采用稀土表面改性劑對玻璃纖維進行表面改性，然后填充聚丙烯熔融擠出而制得，所述稀土表面改性劑是以氧化鑭和γ-氨丙基三乙氧基硅烷為原料，通過配位反應(yīng)制備得到的稀土-硅烷表面改性劑。采用稀土表面改性劑對玻璃纖維進行表面改性，改善了玻璃纖維與聚丙烯的界面結(jié)合力，提高了復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能，并且制備工藝簡單。
【IPC分類】C08L23/12, C08J5/08, C08K7/14
【公開號】CN105713292
【申請?zhí)枴緾N201410721806
【發(fā)明人】王啟庸, 王曉旭
【申請人】天津濱浦生產(chǎn)力促進有限公司