一種紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，提供了一種紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，該復(fù)合材料按重量百分比由以下組分組成：聚丙烯54.5-73.5％、玻璃纖維20-35％、活性填料5-8％、分散劑0.6-0.8％、偶聯(lián)劑0.5-1.0％、成核劑0.2-0.3％、抗氧劑0.2-0.4％。制備方法如下：按上述的重量百分比稱(chēng)取各個(gè)組分，將稱(chēng)取的各個(gè)組分混合均勻，得到混合物，將得到的混合物加入雙螺桿機(jī)，經(jīng)熔融擠出、造粒，得到紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料，該聚丙烯復(fù)合材料具高耐熱性、高強(qiáng)度不易變形、無(wú)浮纖、表面光整度好等特點(diǎn)，可廣泛用于制造各種紡紗管。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料及其制 備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著棉紡織業(yè)的發(fā)展，紡紗管的材質(zhì)由原來(lái)的木材逐漸發(fā)展到塑料，塑料紗管自 20世紀(jì)70年代開(kāi)始推廣以來(lái)，因其易加工性、高速旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定、堅(jiān)固、使用壽命長(zhǎng)等特有的優(yōu) 勢(shì)，迅速在紡織工業(yè)中得到認(rèn)同與普及。
[0003] -般紡織塑料筒管原材料常用的有：聚丙烯（PP)、聚碳酸脂（PC)、尼龍（PA)、丙腈 烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS)等，選擇PC和ABS，是因?yàn)槠渚哂休^好的強(qiáng)度和韌性，綜 合性能好，尺寸穩(wěn)定，而PP價(jià)格更具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但一般的PP都存在強(qiáng)度低、耐熱性不夠、 容易變形及使用壽命短等問(wèn)題，即使是玻纖增強(qiáng)的PP也仍然存在耐熱性差的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料 及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有紡織塑料筒管的原材料存在強(qiáng)度低、耐熱性不夠、容易變形及 使用壽命短等問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一方面，提供了一種耐熱性好、強(qiáng)度高、不易變形、無(wú)浮纖、 表面光整度好的紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料，包括如下重量百分比的組分：
[0006] 聚丙烯 54.5-73.5% 玻璃纖維 20-35% 活性填料 5-8% 分散劑 0.6-0.8% 偶聯(lián)劑 0.5-1%
[0007] 成核劑 0.2-0.3% 抗氧齊IJ 0.2-0.4%。
[0008] 具體地，所述聚丙烯為高結(jié)晶類(lèi)聚丙烯，等規(guī)指數(shù)>99%，結(jié)晶度為70%，熔融指 數(shù) >15g/10min。
[0009] 具體地，所述玻璃纖維為無(wú)堿連續(xù)玻璃纖維。
[0010] 具體地，所述活性填料為硫酸鋇、滑石粉、硅灰石或云母粉。
[0011] 具體地，所述分散劑為酰胺類(lèi)高性能潤(rùn)滑分散劑。
[0012] 具體地，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑。
[0013] 具體地，所述成核劑為山梨醇類(lèi)成核劑、芳香有機(jī)磷酸酯鹽類(lèi)成核劑或羧酸金屬 鹽類(lèi)成核劑。
[0014] 具體地，所述抗氧劑由四[β-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯和 亞磷酸三（2,4_二叔丁基苯基）酯按照重量比1 :1?2復(fù)配得到。
[0015] 另一方面，提供了一種紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料制備方法，包括以下步驟：
[0016] 包括以下步驟：
[0017] (1)稱(chēng)取配方組分
[0018] 按照配方分別稱(chēng)取所述聚丙烯、玻璃纖維、活性填料、分散劑、偶聯(lián)劑、成核劑、抗 氧劑；
[0019] (2)制備混合物
[0020] 將步驟⑴中稱(chēng)取的所述聚丙稀、玻璃纖維、活性填料、分散劑、偶聯(lián)劑、成核劑、 抗氧劑加入低速混合器中，充分混合3?5min，得到混合物；
[0021] (3)熔融擠出
[0022] 將步驟（2)中得到的所述混合物加入雙螺桿機(jī)，經(jīng)熔融擠出、造粒，得到紡紗管 用聚丙烯復(fù)合材料，工藝條件為：一區(qū)溫度為200-205°C，二區(qū)溫度為210-215?，三區(qū)溫 度為215-220°C，四區(qū)溫度為220-225°C，機(jī)頭溫度215-220°C，停留時(shí)間3-4min，壓力為 12-18MPa〇
[0023] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料由聚丙烯、玻璃纖維、活性 填料、分散劑、偶聯(lián)劑、成核劑以及抗氧劑按重量百分比制成，采用本發(fā)明制備的聚丙烯復(fù) 合材料具高耐熱性、高強(qiáng)度、不易變形、無(wú)浮纖、表面光整度好等特點(diǎn)，可廣泛用于制造各種 紡紗管。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn) 單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料制備方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述。
[0027] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料，包括如下重量百分比的組分：
[0028] 聚丙烯 54.5-73.5% 玻璃纖維 20-35% 活性填料 5-8% 分散劑 0.6-0.8% 偶聯(lián)劑 0.5-1% 成核劑 ().2-0.3% 抗氧劑 0.2-0.4%。
[0029] 具體地，上述聚丙烯組分作為基體組分之一，為了利于玻璃纖維分散，使得紡紗管 用聚丙烯復(fù)合材料的力學(xué)等性能更佳，作為優(yōu)選實(shí)施例，聚丙烯為高結(jié)晶類(lèi)聚丙烯，等規(guī) 指數(shù)>99 %，結(jié)晶度約為70 %，熔融指數(shù)>15g/10min，具體熔融指數(shù)可以按照ASTM D1238 標(biāo)準(zhǔn)，在具體實(shí)施例中，該聚丙烯的質(zhì)量百分含量可以是54. 5%、56%、60%、65%、68%、 70%、72%、73%、73· 5%等具體組分。
[0030] 為了提高紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料的剛性，從而使得紡紗管用聚丙烯復(fù)合材具 有較高的機(jī)械強(qiáng)度，本發(fā)明實(shí)例在紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料中添加了玻璃纖維，作為優(yōu)選 實(shí)施例，玻璃纖維為無(wú)堿連續(xù)玻璃纖維，在具體實(shí)施例中，玻璃纖維的質(zhì)量百分含量可以是 20%、22%、25%、28%、30%、33%、35% 等具體組分。
[0031] 上述活性填料呈粉狀體狀的超細(xì)粉，在紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料中添加活性填料 可改善材料的表面效果，使玻纖和礦物分散均勻，比純加玻纖表面光整度更好，還能改善或 提高紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料制品的物理力學(xué)性能、耐磨性能、熱學(xué)性能、耐老化性能，作 為優(yōu)選實(shí)施例，活性填料為硫酸鋇、滑石粉、硅灰石或云母粉，在具體實(shí)施例中，該聚丙烯的 質(zhì)量百分含量可以是5%、6%、7%、8%等具體組分。
[0032] 為了增加聚丙烯與玻璃纖維分子之間的表面親和力，提高聚丙烯復(fù)合材料的表面 光亮度，本發(fā)明實(shí)例在紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料中添加了分散劑，作為優(yōu)選實(shí)施例，分散 劑為酰胺類(lèi)高性能潤(rùn)滑分散劑，在具體實(shí)施例中，該分散劑的質(zhì)量百分含量可以是〇. 6 %、 0.65%、0.7%、0.75%、0.8%等具體組分。
[0033] 在紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料中添加偶聯(lián)劑是為了增加玻璃纖維和聚丙烯基體之 間的界面結(jié)合力，作為優(yōu)選實(shí)施例，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑，在具體實(shí)施例 中，該偶聯(lián)劑的質(zhì)量百分含量可以是〇. 5%、0. 6%、0. 7%、0. 8%、0. 9%、1%等具體組分。
[0034] 在紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料中添加成核劑是為了使PP晶粒細(xì)化，從而改善材料 表面效果，提高材料的熱變形溫度，提高材料的尺寸穩(wěn)定性，作為優(yōu)選實(shí)施例，成核劑為山 梨醇類(lèi)成核劑、芳香有機(jī)磷酸酯鹽類(lèi)成核劑或羧酸金屬鹽類(lèi)成核劑，在具體實(shí)施例中，該成 核劑的質(zhì)量百分含量可以是〇. 2%、0. 22%、0. 25%、0. 26%、0. 28%、0. 29%、1%等具體組 分。
[0035] 在紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料中添加抗氧劑是為了防止紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料 在加工過(guò)程中的氧化及黃變速度，提高紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料在制備和使用過(guò)程中的抗 氧化性能，延長(zhǎng)其使用壽命，作為優(yōu)選實(shí)施例，抗氧劑為四[β - (3, 5-二叔丁基4-羥基苯 基）丙酸]季戊四醇酯和亞磷酸三（2,4_二叔丁基苯基）酯按照重量比1 :1?2復(fù)配得 到，在具體實(shí)施例中，該抗氧劑的質(zhì)量百分含量可以是0. 2%、0. 3%、0. 4%、0. 5%等具體組 分。
[0036] 相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例提供一種紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料制備方法，該制備方法 的流程示意圖如圖1所示，該方法包括如下步驟：
[0037] SOl稱(chēng)取配方組分
[0038] 按照上述紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料配方分別稱(chēng)取聚丙烯、玻璃纖維、活性填料、分 散劑、偶聯(lián)劑、成核劑、抗氧劑；
[0039] S02制備混合物
[0040] 將步驟SOl中稱(chēng)取的聚丙稀、玻璃纖維、活性填料、分散劑、偶聯(lián)劑、成核劑、抗氧 劑加入低速混合器中，充分混合3?5min，得到混合物；
[0041] S03熔融擠出
[0042] 將步驟S02中得到的混合物加入雙螺桿機(jī)，經(jīng)熔融擠出、造粒，得到紡紗管用聚 丙烯復(fù)合材料，工藝條件為：一區(qū)溫度為200-205°C，二區(qū)溫度為210-215°C，三區(qū)溫度 為215-220 °C，四區(qū)溫度為220-225 °C，機(jī)頭溫度215-220 °C，停留時(shí)間3-4min，壓力為 12-18MPa〇
[0043] 具體地，上述步驟SOl中紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料的配方以及配方中的各組分優(yōu) 選含量和種類(lèi)如上文所述，為了節(jié)約篇幅，在此不再贅述。
[0044] 上述紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料制備方法只需按配方將各組分混合并在適當(dāng)?shù)臏?度下熔融擠出、造粒，即可得到紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料，在熔融擠出過(guò)程中只需控制熔融 擠出的溫度和時(shí)間即可，因此，其制備方法工藝簡(jiǎn)單，條件易控，成本低廉，對(duì)設(shè)備要求低的 特點(diǎn)，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0045] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的描述：
[0046] 實(shí)施例1
[0047] 該實(shí)施例的紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料，按重量百分比，由以下組分組成：聚丙烯 73. 5 %、玻璃纖維20 %、活性填料5 %、分散劑0. 6 %、偶聯(lián)劑0. 5 %、成核劑0. 2 %、抗氧劑 0· 2%〇
[0048] 其制備方法如下：
[0049] (1)按上述的重量百分比稱(chēng)取各個(gè)組分；
[0050] (2)將步驟⑴中稱(chēng)取到的聚丙烯、玻璃纖維、活性填料、分散劑、偶聯(lián)劑、成核劑、 抗氧劑加入低速混合器中混合3-5min，得到混合物；
[0051] (3)將步驟（2)中得到的混合物加入雙螺桿機(jī)，經(jīng)熔融擠出、造粒，得到紡紗管用 聚丙烯復(fù)合材料，工藝條件為：一區(qū)溫度為200°C，二區(qū)溫度為215°C，三區(qū)溫度為220°C，四 區(qū)溫度為225°C，機(jī)頭溫度220°C，停留時(shí)間3-4min，壓力為15MPa。
[0052] 實(shí)施例2
[0053] 該實(shí)施例的紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料，按重量百分比，由以下組分組成：
[0054] 聚丙烯67. 3 %、玻璃纖維25 %、活性填料6 %、分散劑0. 7 %、偶聯(lián)劑0. 6%、成核劑 0. 2%、抗氧劑 0. 2%。
[0055] 其制備方法如下：
[0056] (1)按上述的重量百分比稱(chēng)取各個(gè)組分；
[0057] (2)將步驟⑴中稱(chēng)取到的聚丙烯、玻璃纖維、活性填料、分散劑、偶聯(lián)劑、成核劑、 抗氧劑加入低速混合器中混合3-5min，得到混合物；
[0058] (3)將步驟（2)中得到的混合物加入雙螺桿機(jī)，經(jīng)熔融擠出、造粒，得到紡紗管用 聚丙烯復(fù)合材料，工藝條件為：一區(qū)溫度為205°C，二區(qū)溫度為215°C，三區(qū)溫度為220°C，四 區(qū)溫度為225°C，機(jī)頭溫度220°C，停留時(shí)間3-4min，壓力為15MPa。
[0059] 實(shí)施例3
[0060] 該實(shí)施例的紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料，按重量百分比，由以下組分組成：
[0061] 聚丙烯60. 8 %、玻璃纖維30 %、活性填料7 %、分散劑0. 8 %、偶聯(lián)劑0. 8 %、成核劑 0. 3%、抗氧劑 0. 3%。
[0062] 其制備方法如下：
[0063] (1)按上述的重量百分比稱(chēng)取各個(gè)組分；
[0064] (2)將步驟⑴中稱(chēng)取到的聚丙烯、玻璃纖維、活性填料、分散劑、偶聯(lián)劑、成核劑、 抗氧劑加入低速混合器中混合3-5min，得到混合物；
[0065] (3)將步驟⑵中得到的混合物加入雙螺桿機(jī)，經(jīng)熔融擠出、造粒，得到紡紗管用 聚丙烯復(fù)合材料，工藝條件為：一區(qū)溫度為205°C，二區(qū)溫度為210°C，三區(qū)溫度為215°C，四 區(qū)溫度為220°C，機(jī)頭溫度215°C，停留時(shí)間3-4min，壓力為15MPa。
[0066] 實(shí)施例4
[0067] 該實(shí)施例的紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料，按重量百分比，由以下組分組成：
[0068] 聚丙烯54. 5 %、玻璃纖維35 %、活性填料8 %、分散劑0. 8 %、偶聯(lián)劑1 %、成核劑 0. 4%、抗氧劑 0. 4%。
[0069] 其制備方法如下：
[0070] (1)按上述的重量百分比稱(chēng)取各個(gè)組分；
[0071] (2)將步驟⑴中稱(chēng)取到的聚丙烯、玻璃纖維、活性填料、分散劑、偶聯(lián)劑、成核劑、 抗氧劑加入低速混合器中混合3-5min，得到混合物；
[0072] (3)將步驟⑵中得到的混合物加入雙螺桿機(jī)，經(jīng)熔融擠出、造粒，得到紡紗管用 聚丙烯復(fù)合材料，工藝條件為：一區(qū)溫度為205°C，二區(qū)溫度為210°C，三區(qū)溫度為215°C，四 區(qū)溫度為220°C，機(jī)頭溫度215°C，停留時(shí)間3-4min，壓力為15MPa。
[0073] 對(duì)比例1
[0074] 該對(duì)比例1的聚丙烯復(fù)合材料，按重量百分比，有以下組分組成：聚丙烯70%、玻 璃纖維30% ;制備方法與實(shí)施例1相同。
[0075] 性能測(cè)試：
[0076] 拉伸強(qiáng)度按ASTM D-638標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類(lèi)型為I型，樣條尺寸（mm): (176±2)(長(zhǎng)）X (12. 6±0· 2)(端部寬度）X (3· 05±0· 2)(厚度），拉伸速度為 50mm/ min;彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按ASTM D-790標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類(lèi)型為試樣尺寸（mm): (128±2) X (12. 67±0· 2) X (3. 11±0· 2)，彎曲速度為 20mm/min ;
[0077] 懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度按ASTM D-256標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類(lèi)型為I型，試樣尺寸 (mm) : (63±2) X (12. 45±0· 2) X (3. 1±0· 2);
[0078] 熱變形溫度按ASTM D-648進(jìn)行測(cè)試，試樣尺寸（mm): (128±2) X (12. 45±0· 2) X (6. 1±0· 2)，載荷為 I. 82Mpa。
[0079] 實(shí)施例1-4及對(duì)比例1測(cè)試結(jié)果如表1。
[0080]

【權(quán)利要求】
1. 一種紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料，包括如下重量百分比的組分：
2. 如權(quán)利要求1所述的紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述聚丙烯為高結(jié)晶 類(lèi)聚丙稀，等規(guī)指數(shù)>99%，結(jié)晶度為70%，恪融指數(shù)>15g/10min。
3. 如權(quán)利要求1所述的紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述玻璃纖維為無(wú)堿 連續(xù)玻璃纖維。
4. 如權(quán)利要求1所述的紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述活性填料為硫酸 鋇、滑石粉、硅灰石或云母粉。
5. 如權(quán)利要求1所述的紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述分散劑為酰胺類(lèi) 高性能潤(rùn)滑分散劑。
6. 如權(quán)利要求1所述的紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶 聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑。
7. 如權(quán)利要求1所述的紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述成核劑為山梨醇 類(lèi)成核劑、芳香有機(jī)磷酸酯鹽類(lèi)成核劑或羧酸金屬鹽類(lèi)成核劑。
8. 如權(quán)利要求1所述的紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧劑為四 [0 - (3, 5-二叔丁基4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯和亞磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯 按照重量比1 :1?2復(fù)配得到。
9. 如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料制備方法，其特征在于，包 括以下步驟： (1) 稱(chēng)取配方組分 按照權(quán)利要求1所述的紡紗管用聚丙烯復(fù)合材料配方分別稱(chēng)取所述聚丙烯、玻璃纖 維、活性填料、分散劑、偶聯(lián)劑、成核劑、抗氧劑； (2) 制備混合物 將步驟（1)中稱(chēng)取的所述聚丙烯、玻璃纖維、活性填料、分散劑、偶聯(lián)劑、成核劑、抗氧 劑加入低速混合器中，充分混合3?5min，得到混合物； (3) 熔融擠出 將步驟（2)中得到的所述混合物加入雙螺桿機(jī)，經(jīng)熔融擠出、造粒，得到紡紗管用 聚丙烯復(fù)合材料，工藝條件為：一區(qū)溫度為200-205°C，二區(qū)溫度為210-215°C，三區(qū)溫 度為215-220°C，四區(qū)溫度為220-225°C，機(jī)頭溫度215-220°C，停留時(shí)間3-4min，壓力為 12-18MPa〇
【文檔編號(hào)】C08K3/34GK104497418SQ201410789131
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】徐東, 楊秋會(huì) 申請(qǐng)人:安徽科聚新材料有限公司