本發(fā)明涉及材料，具體涉及一種玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚丙烯(簡稱pp)樹脂是一種由丙烯單體通過氣相本體聚合、淤漿聚合、液態(tài)本體聚合等方法制成的聚合物。自1957年開始商品化生產(chǎn)以來，pp樹脂因其優(yōu)良的性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，已成為發(fā)展速度最快的塑料品種之一。然而，單一的pp樹脂在某些性能上仍存在不足，如力學(xué)強(qiáng)度差、韌性較低等。為了克服這些缺點(diǎn)，研究人員和工程師們不斷探索各種增強(qiáng)改性方法，其中，玻璃纖維的添加是一種常見且有效的手段。

2、玻璃纖維的添加能夠提高pp樹脂的拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能，使材料整體更加堅(jiān)硬和強(qiáng)韌，然而，玻璃纖維屬于無機(jī)材料，與聚丙烯基體之間的相容性較差，彼此之間界面問題較為嚴(yán)重，因此實(shí)際上玻璃纖維的優(yōu)勢并不能高效發(fā)揮，而且在添加量過高時(shí)還會產(chǎn)生負(fù)面作用，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，單純靠添加玻璃纖維達(dá)到對聚丙烯樹脂的增強(qiáng)改性效果并不顯著，需要采用其他技術(shù)進(jìn)行輔助配合，才能達(dá)到理想的改性效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂及其制備方法。

3、(二)技術(shù)方案

4、一種玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂的制備方法，所述玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂包括以下重量份數(shù)的組分：聚丙烯樹脂65-75份、改性玻璃纖維添加料2-5份、增強(qiáng)劑1.5-2.5份、相容劑5-15份、引發(fā)劑0.5-1份、潤滑劑1-5份、穩(wěn)定劑0.5-1.5份；

5、所述制備方法包括以下步驟：

6、第一步、將各組分原料按照重量份數(shù)稱取，然后將聚丙烯樹脂、增強(qiáng)劑和引發(fā)劑加入轉(zhuǎn)矩流變儀中，然后將溫度升高至180-190℃，熔融接枝5-10min后，降溫出料，形成交聯(lián)型聚丙烯前驅(qū)體；

7、第二步、將交聯(lián)型聚丙烯前驅(qū)體、改性玻璃纖維添加料、相容劑、潤滑劑和穩(wěn)定劑加入至混料機(jī)中混勻，然后通過喂料口進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)中，設(shè)置溫度為200-220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為50-60rpm，進(jìn)行擠出造粒工藝，將母粒切片，即可得到玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述改性玻璃纖維添加料的制備方法包括以下步驟：

9、步驟a、將短切玻璃纖維分散在甲苯中，然后向形成的分散液中添加均苯三甲酰氯，加完后，將溫度升高至60-70℃，保溫?cái)嚢?-4h后，降溫，出料，離心出固體纖維料，得到纖維改性中間料；

10、步驟b、將纖維改性中間料加入至1,4-二氧六環(huán)中，于80-100khz的超聲頻率下處理20-30min后，再加入端羥基液體丁苯橡膠，加完后，室溫條件下攪拌混合1-3h，然后再加入1,2,3-三溴丙烷和氫氧化鈉溶液，加完后，將溫度升高至70-80℃，不斷攪拌8-12h后，降溫出料，即可得到改性玻璃纖維添加料。

11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述步驟b中，端羥基液體丁苯橡膠的數(shù)均分子量為50000。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述步驟b中，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-25％。

13、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述步驟b中，纖維改性中間料、端羥基液體丁苯橡膠和1,2,3-三溴丙烷的質(zhì)量比為1:2-4:0.3-0.5。

14、在上述技術(shù)方案中，首先采用均苯三甲酰氯作為改性劑，與玻璃纖維表面的羥基進(jìn)行反應(yīng)，從而將活性酰氯取代基修飾在玻璃纖維表面，制得纖維改性中間料，然后以端羥基液體丁苯橡膠為修飾劑，以1,2,3-三溴丙烷為支化擴(kuò)鏈劑，在氫氧化鈉的催化下進(jìn)行不斷的支化取代，從而在玻璃纖維表面修飾大量的支化型分子鏈，即改性玻璃纖維添加料。

15、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述增強(qiáng)劑的制備方法如下所示：

16、向充滿氮?dú)獾姆磻?yīng)器中加入2,2-二(4-羥基苯基)金剛烷二縮水甘油醚、2-丙烯酸-2-羥基-1,3-丙二酯和四氫呋喃，加完后，攪拌混合至形成均勻溶液，然后再加入催化劑搖勻，接著將溫度升高至60-65℃，保溫?cái)嚢?-4h后，蒸發(fā)去除溶劑，收集產(chǎn)物，即可得到增強(qiáng)劑。

17、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述2,2-二(4-羥基苯基)金剛烷二縮水甘油醚和2-丙烯酸-2-羥基-1,3-丙二酯的摩爾比為1:2。

18、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述催化劑為三氟化硼乙醚絡(luò)合物。

19、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯或者馬來酸酐接枝聚丙烯；所述引發(fā)劑為過氧化苯甲?；蛘哌^氧化二異丙苯；所述潤滑劑為聚乙烯蠟或者硬脂酸；所述穩(wěn)定劑為受阻酚類抗氧劑。

20、一種玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂，采用上述制備方法制得。

21、(三)有益的技術(shù)效果

22、(1)本發(fā)明制備結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)不飽和烯基取代基的增強(qiáng)劑，對聚丙烯樹脂進(jìn)行熔融接枝聚合，一方面來說，將剛性苯環(huán)和金剛烷雜環(huán)引入聚丙烯分子鏈中，改善聚丙烯樹脂的沖擊性能，另一方面來說，增強(qiáng)劑的加入能夠提高聚丙烯分子鏈的交聯(lián)密度，使制得的pp樹脂成品結(jié)構(gòu)更加致密，從而進(jìn)一步提高聚丙烯的沖擊性能。

23、(2)本發(fā)明通過在玻璃纖維表面修飾支化丁苯橡膠分子鏈，首先，丁苯橡膠分子鏈的存在相當(dāng)于是在玻璃纖維和聚丙烯之間形成“過渡”連接層，可有效增強(qiáng)聚丙烯與玻璃纖維之間的界面相容性，有利于高效發(fā)揮玻璃纖維的高強(qiáng)度和剛性，分散和承擔(dān)外部載荷，從而提升聚丙烯的彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能，此外，丁苯橡膠分子鏈可以起到良好的增韌效果，可以使聚丙烯的韌性得到提高。

技術(shù)特征：

1.一種玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂的制備方法，其特征在于，所述玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂包括以下重量份數(shù)的組分：聚丙烯樹脂65-75份、改性玻璃纖維添加料2-5份、增強(qiáng)劑1.5-2.5份、相容劑5-15份、引發(fā)劑0.5-1份、潤滑劑1-5份、穩(wěn)定劑0.5-1.5份；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂的制備方法，其特征在于，所述改性玻璃纖維添加料的制備方法包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂的制備方法，其特征在于，所述步驟b中，端羥基液體丁苯橡膠的數(shù)均分子量為50000。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂的制備方法，其特征在于，所述步驟b中，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-25％。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂的制備方法，其特征在于，所述步驟b中，纖維改性中間料、端羥基液體丁苯橡膠和1,2,3-三溴丙烷的質(zhì)量比為1:2-4:0.3-0.5。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂的制備方法，其特征在于，所述增強(qiáng)劑的制備方法如下所示：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂的制備方法，其特征在于，所述2,2-二(4-羥基苯基)金剛烷二縮水甘油醚和2-丙烯酸-2-羥基-1,3-丙二酯的摩爾比為1:2。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂的制備方法，其特征在于，所述催化劑為三氟化硼乙醚絡(luò)合物。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂的制備方法，其特征在于，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯或者馬來酸酐接枝聚丙烯；所述引發(fā)劑為過氧化苯甲?；蛘哌^氧化二異丙苯；所述潤滑劑為聚乙烯蠟或者硬脂酸；所述穩(wěn)定劑為受阻酚類抗氧劑。

10.一種玻璃纖維增強(qiáng)pp樹脂，其特征在于，采用如權(quán)利要求1所述的制備方法制得。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種玻璃纖維增強(qiáng)PP樹脂及其制備方法，該P(yáng)P樹脂是以聚丙烯為主要原料，以改性玻璃纖維添加料和增強(qiáng)劑等添加劑為輔料，首先通過熔融接枝，將增強(qiáng)劑接枝在聚丙烯分子鏈中，再通過共混、擠出工藝制得，增強(qiáng)劑的引入可以有效改善聚丙烯樹脂的沖擊性能，改性玻璃纖維添加料的加入可高效發(fā)揮玻璃纖維的高強(qiáng)度和剛性，分散和承擔(dān)外部載荷，從而提升聚丙烯的彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能，此外，丁苯橡膠分子鏈可以起到良好的增韌效果，可以使聚丙烯的韌性得到提高。

技術(shù)研發(fā)人員：李欽軍,譚開新,楊粵,朱恒達(dá)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東君邦新材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30