一種交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種交聯(lián)型玻璃纖 維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙締由于原材料來(lái)源豐富、密度小、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)成為最廣泛應(yīng)用的高分子材 料。然而由于樹(shù)脂的剛性低、強(qiáng)度低W及熱變形溫度較低的原因，使其不能在更廣的領(lǐng)域應(yīng) 用。
[0003] 玻璃纖維增強(qiáng)，能夠有效提高聚丙締復(fù)合樹(shù)脂的剛性、增加強(qiáng)度W及提高表觀熱 變形溫度。雖然硅烷偶聯(lián)劑在一定程度上能夠改善玻璃纖維與樹(shù)脂間相容性，但偶聯(lián)劑與 樹(shù)脂間并無(wú)特定的化學(xué)鍵，連接強(qiáng)度不佳，相容性改善效果不佳。同時(shí)聚丙締基體樹(shù)脂的性 能并未發(fā)生改變，因此玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合樹(shù)脂的性能還可得到進(jìn)一步的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料，其使聚丙締復(fù) 合樹(shù)脂在力學(xué)及熱力學(xué)性能上得到顯著的改善，擴(kuò)大材料應(yīng)用領(lǐng)域，提高產(chǎn)品使用性能。 陽(yáng)〇化]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料，按重量份包含W下組分：聚丙締100 份、硅烷偶聯(lián)劑0. 5~10份、引發(fā)劑0. 1~1份、催化劑0. 1~1份、抗氧劑0. 2~2份、 玻璃纖維5~50份。本發(fā)明提出的交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料經(jīng)加工成型及水 煮工藝制備出的聚丙締復(fù)合樹(shù)脂在力學(xué)及熱力學(xué)性能上得到顯著的改善，擴(kuò)大材料應(yīng)用領(lǐng) 域，提高產(chǎn)品使用性能。
[0007] 優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑選自乙締基Ξ甲氧基硅烷、乙締基Ξ乙氧基硅烷和乙締 基Ξ異丙氧基硅烷中的一種或幾種。
[0008] 優(yōu)選地，所述引發(fā)劑選自過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化苯甲酯和叔下基過(guò)氧化氨中的 一種或幾種。
[0009] 優(yōu)選地，所述催化劑為二月桂酸二下基錫或4-二甲胺基化晚。
[0010] 優(yōu)選地，所述玻璃纖維為20~40份。
[0011] 優(yōu)選地，所述抗氧劑為四[β-(3,5-二叔下基-4-徑基苯基）丙酸]季戊四醇醋 (1010)或Ξ巧，4-二叔下基苯基]亞憐酸醋（168)。
[0012] 本發(fā)明的反應(yīng)原理是：在引發(fā)劑與催化劑的存在下，硅烷偶聯(lián)劑（不飽和硅烷）與 聚丙締發(fā)生接枝反應(yīng)，生成硅烷接枝聚丙締。經(jīng)過(guò)水煮或蒸汽蒸煮工藝，硅烷上的甲氧基與 乙氧基發(fā)生水解生成Si-OH官能團(tuán)。在進(jìn)一步加熱后，硅烷的Si-OH官能團(tuán)分別在彼此之 間或與玻璃纖維表面的Si-OH官能團(tuán)之間發(fā)生脫水縮合，形成Si-0-Si化合鍵，不僅將聚丙 締樹(shù)脂由線性分子鏈結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)棣S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高相對(duì)分子質(zhì)量，而且提高了玻璃纖維 與聚丙締樹(shù)脂的界面強(qiáng)度，從而使聚丙締復(fù)合樹(shù)脂的使用性能進(jìn)一步提高。
[0013] 一種交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0014] (1)將玻璃纖維5~50份在350°C溫度加熱處理15min，去除玻璃纖維表面增潤(rùn) 劑； 陽(yáng)01引 似將硅烷偶聯(lián)劑0. 5~10份、引發(fā)劑0. 1~1份、催化劑0. 1~1份、抗氧劑 0. 2~2份共混，充分?jǐn)埌?，制備硅烷浸潰液?br>[0016] 做將所述步驟（1)處理后的玻璃纖維加入所述步驟似制備的硅烷浸潰液中，并 在高速混合機(jī)中充分混合制備玻璃纖維/硅烷混合浸潰液；
[0017] (4)將所述步驟（3)制備的玻璃纖維/硅烷混合浸潰液與聚丙締100份通過(guò)擠出 機(jī)共混造粒，即得交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是：
[0019] (1)通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)，硅烷偶聯(lián)劑能夠進(jìn)一步提高玻璃纖維與聚丙締樹(shù)脂界面結(jié)合 的強(qiáng)度，同時(shí)提高復(fù)合樹(shù)脂的強(qiáng)度，有效提高玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締制品的使用性能；
[0020] (2)由交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料制備出的聚丙締制品，比單獨(dú)玻璃纖 維增強(qiáng)聚丙締制品具有更好的剛性與耐熱性。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 附圖1 :交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合具體實(shí)例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。應(yīng)該理解，運(yùn)些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā) 明，而不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在實(shí)際應(yīng)用中技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明做出的改進(jìn)和調(diào) 整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0023] 除特別說(shuō)明，本發(fā)明使用的設(shè)備和試劑為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)市購(gòu)產(chǎn)品。聚丙締R200P 購(gòu)自韓國(guó)曉星公司，MFR為0. 22g/10min(230°C，2. 1化g)，玻璃纖維508A購(gòu)自中國(guó)巨石股份 有限公司。
[0024] 實(shí)施例1
[00巧]一種交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料，按重量份包含W下組分：聚丙締R200P100份、乙締基Ξ甲氧基硅烷5份、過(guò)氧化二異丙苯0. 5份、二月桂酸二下基錫0. 5 份、抗氧劑1010 1份、玻璃纖維508A30份。
[00%] -種交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0027] (1)將玻璃纖維508A30份在350°C溫度加熱處理15min，去除玻璃纖維表面增潤(rùn) 劑；
[002引 似將乙締基Ξ甲氧基硅烷5份、過(guò)氧化二異丙苯0. 5份、二月桂酸二下基錫0. 5 份、抗氧劑1010 1份共混，充分?jǐn)埌?小時(shí)，制備硅烷浸潰液；
[0029] 做將步驟（1)處理后的玻璃纖維加入步驟似制備的硅烷浸潰液中，并在高速混 合機(jī)中充分混合制備玻璃纖維/硅烷混合浸潰液；
[0030] (4)將步驟（3)制備的玻璃纖維/硅烷混合浸潰液與聚丙締R200P100份通過(guò)雙 螺桿擠出機(jī)共混造粒，通過(guò)注塑機(jī)制備出力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)樣條；
[0031] (5)將步驟（4)制備的力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)樣條經(jīng)90°C水煮2化后，測(cè)試性能，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 Ιο 陽(yáng)0巧 實(shí)施例2
[0033] 一種交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料，按重量份包含W下組分：聚丙締 R200P100份、乙締基Ξ甲氧基硅烷0.5份、過(guò)氧化二異丙苯0. 1份、二月桂酸二下基錫0. 1 份、抗氧劑1010 0. 2份、玻璃纖維508Α30份。
[0034] 一種交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0035] (1)將玻璃纖維508Α30份在350°C溫度加熱處理15min，去除玻璃纖維表面增潤(rùn) 劑；
[0036] (2)將乙締基Ξ甲氧基硅烷0.5份、過(guò)氧化二異丙苯0. 1份、二月桂酸二下基錫 0. 1份、抗氧劑1010 0. 2份共混，充分?jǐn)埌?小時(shí)，制備硅烷浸潰液；
[0037] (3)將步驟（1)處理后的玻璃纖維加入步驟（2)制備的硅烷浸潰液中，并在高速混 合機(jī)中充分混合制備玻璃纖維/硅烷混合浸潰液；
[0038] (4)將步驟（3)制備的玻璃纖維/硅烷混合浸潰液與聚丙締R200P100份通過(guò)雙 螺桿擠出機(jī)共混造粒，通過(guò)注塑機(jī)制備出力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)樣條；
[0039] 妨將步驟（4)制備的力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)樣條經(jīng)90°C水煮2化后，測(cè)試性能，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 1〇 W40] 實(shí)施例3
[0041] 一種交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料，按重量份包含W下組分：聚丙締 R200P100份、乙締基Ξ甲氧基硅烷2. 5份、過(guò)氧化二異丙苯0. 3份、二月桂酸二下基錫0. 3 份、抗氧劑1010 0. 5份、玻璃纖維508A30份。
[0042] 一種交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0043] (1)將玻璃纖維508A30份在350°C溫度加熱處理15min，去除玻璃纖維表面增潤(rùn) 劑；
[0044] (2)將乙締基Ξ甲氧基硅烷2. 5份、過(guò)氧化二異丙苯0. 3份、二月桂酸二下基錫 0. 3份、抗氧劑1010 0. 5份共混，充分?jǐn)埌?小時(shí)，制備硅烷浸潰液；
[0045] (3)將步驟（1)處理后的玻璃纖維加入步驟（2)制備的硅烷浸潰液中，并在高速混 合機(jī)中充分混合制備玻璃纖維/硅烷混合浸潰液；
[0046] (4)將步驟（3)制備的玻璃纖維/硅烷混合浸潰液與聚丙締R200P100份通過(guò)雙 螺桿擠出機(jī)共混造粒，通過(guò)注塑機(jī)制備出力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)樣條；
[0047] (5)將步驟（4)制備的力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)樣條經(jīng)90°C水煮2化后，測(cè)試性能，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 1〇 引 實(shí)施例4
[0049] 一種交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料，按重量份包含W下組分：聚丙締 R200P100份、乙締基Ξ甲氧基硅烷7. 5份、過(guò)氧化二異丙苯0. 8份、二月桂酸二下基錫0. 8 份、抗氧劑1010 1. 5份、玻璃纖維508A30份。
[0050] 一種交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0051] (1)將玻璃纖維508A30份在350°C溫度加熱處理15min，去除玻璃纖維表面增潤(rùn) 劑；
[0052] (2)將乙締基Ξ甲氧基硅烷7. 5份、過(guò)氧化二異丙苯0.8份、二月桂酸二下基錫 0. 8份、抗氧劑1010 1. 5份共混，充分?jǐn)埌?小時(shí)，制備硅烷浸潰液；
[0053] (3)將步驟（1)處理后的玻璃纖維加入步驟（2)制備的硅烷浸潰液中，并在高速混 合機(jī)中充分混合制備玻璃纖維/硅烷混合浸潰液；
[0054] (4)將步驟（3)制備的玻璃纖維/硅烷混合浸潰液與聚丙締R200P100份通過(guò)雙 螺桿擠出機(jī)共混造粒，通過(guò)注塑機(jī)制備出力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)樣條； 陽(yáng)化5] (5)將步驟（4)制備的力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)樣條經(jīng)90°C水煮2化后，測(cè)試性能，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 1〇
[0056] 實(shí)施例5
[0057] -種交聯(lián)型玻璃纖維增強(qiáng)聚丙締復(fù)合材料，按重量份包含W下組