[发明专利]一种长玻纤增强聚丙烯材料、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种长玻纤增强聚丙烯材料、制备方法及其应用。

背景技术

与波轮洗衣机相比，滚筒洗衣机具有明显的优点：1）洗净度高。滚筒洗衣机可以对水进行加温，使洗衣粉发挥极佳去污能力；2）衣物磨损小。衣物直接与内筒凸槽进行接触，形成揉搓、摔打，如同手洗——这就是滚筒洗衣机的洗涤效果。它避免了因波轮高速旋转水流对衣物的剧烈搅动、缠绕，因此没有结绳现象，衣物磨损小，不会变形，可以洗涤羊毛等高档衣物。不会出现羊毛衫在洗涤后领口套进肩膀的情况；3）节约水电。滚筒洗衣机是通过转动滚筒来达到洗涤效果，而无需依靠大量的水流进行洗涤工作，所以它仅需要水稀释洗涤剂，能够浸透衣物就可以了，因此能大大节约用水量。普通洗衣机是依靠转动水流洗涤衣物，因此用水量比较大；4）节约洗衣粉。由于用水量少，而且滚筒洗衣机可以加温洗涤，洗衣粉的功效能得以充分发挥，因此滚筒洗衣机只需少量的洗衣粉就能达到理想的洗涤浓度。

滚筒洗衣机在脱水时的转速在800~1000r/min左右的为中速，在此转速条件下，洗衣机的滚筒材料多采用矿物填充聚丙烯或者短纤增强聚丙烯材料，但是转速达到1200r/min以上，短纤增强聚丙烯材料的强度就很难满足滚筒的工作要求，由于长纤增强聚丙烯具有更高的刚性和韧性，因此国外在高转速滚筒洗衣机中多采用长纤增强聚丙烯材料，但是国外长纤增强聚丙烯的价格较高，限制了该材料在国内滚筒洗衣机上的应用。

中国专利CN91101408提出了一种改性聚丙烯洗衣机内桶料，该专利将不同性能的聚乙烯、聚丙烯、SBS共混后二次造粒，工艺简单，但是难以满足高转速滚筒洗衣机对材料强度的要求。

玻纤增强的聚丙烯材料作为一种通用工程塑料，它具有高强度、高刚度、刚冲击强度、低密度、低翘曲蠕变性、抗动态疲劳性能优异的性能，因其性价比高，广泛应用于汽车、家电等结构零部件，取代金属、短玻纤增强尼龙等材料。但是聚丙烯应用到一些高标准部件时，其耐水煮性能和耐热氧化性能就不能满足要求。比如现在市场上出现的洗衣机具有高温洗涤、杀菌和烘干功能，这使得用于生产洗衣机滚筒的聚丙烯材料不仅具有良好的力学性能和强度，还要求具有良好的耐水煮性能和高的耐热氧化性能，因此所有的聚丙烯制品都必须添加抗氧剂。普通的抗氧体系，如抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DSTP协同体系对普通的非填充或者增强聚丙烯材料非常有效，但对填充或增强聚丙烯材料的效果就不是很理想。玻纤增强聚丙烯材料在这一问题上显得尤为突出。这是因为，一方面玻璃纤维所含有的一些组分以及在对玻纤进行表面处理时所使用的一些处理剂组分通常会加速聚丙烯材料的老化；另一方面在玻璃纤维增强聚丙烯材料的制备过程中，人们通常需要加入一定量的、能够促使玻纤与聚丙烯树脂形成良好界面良好粘接效果的增强剂，如某些有机酸或者酸酐接枝功能化的聚丙烯，这些功能接枝化的相容剂对添加的普通抗氧体系有很大的冲突作用，减弱了抗氧剂在聚丙烯材料中的抗氧老化作用；另外，普通抗氧体系具有一定的水溶性，在水煮过程中抗氧剂会不断析出，材料中残存的抗氧剂越来越少，从而使得材料的抗氧能力不断下降。

国内聚丙烯改性生产厂家虽然比较多，但是由于材料配方和加工工艺还不完善，因此国内厂家生产的改性聚丙烯材料在力学性能、耐水煮性能和耐热氧化性能上还是跟国外材料有一定的差距。

发明内容

为了克服现有玻纤增强聚丙烯材料存在的问题，本发明的目的是提供一种成本较低、具有优异的力学性能以及耐水煮和高抗热氧化性能的长玻纤增强聚丙烯材料，专用于高转速滚筒洗衣机外桶。

本发明的另一个目的是提供一种上述长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种上述长玻纤增强聚丙烯材料用作滚筒洗衣机外桶的用途。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种长玻纤增强聚丙烯材料，该材料由包括以下重量份的组分制成：

聚丙烯                    80~85份，

马来酸酐接枝聚丙烯        2.0~3.0份，

玻璃纤维                  13~17份，

偶联剂                    0.5~1.5份，

复合抗氧剂                0.75~1.25份，

润滑剂                    0.5~0.8份，

金属钝化剂                0.1~0.3份。