[发明专利]一种连续长玻璃纤维增强热塑性树脂

说明书

技术领域

本发明涉及高分子改性材料领域，具体涉及一种连续长玻璃纤维增强热塑性树脂。

背景技术

连续长玻璃纤维增强热塑性树脂是一种玻璃纤维单向排布，平均长度为5-30mm且长度方向与树脂粒料长度方向相同的增强热塑性树脂。与一般的短纤维增强热塑性塑料相比，它具有更加优异的抗冲击强度、拉伸强度、模量等力学性能，已经应用于汽车、家电、公路、铁路等领域。

玻璃纤维作为增强剂一般需要经过处理后才能使用，一般的方法是使用偶联剂，如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等处理。但使用偶联剂改性玻璃纤维有以下缺点：(1)偶联剂处理玻璃纤维前，需要一个热处理过程，用于去除玻璃纤维中的纺织型浸润剂。然而，玻璃纤维进行热处理后，损伤较大，强度会下降；(2)偶联剂浸润玻璃纤维后会附着于玻璃纤维的表面，与树脂的界面结合能力较弱；(3)使用偶联剂处理工艺时间长，成本较高。

针对这些问题，有人使用了氢氧化钠水溶液和硫酸溶液来处理长玻璃纤维，经过氢氧化钠水溶液和硫酸溶液处理过的长玻璃纤维表面虽然能够附着一定与树脂可亲的基团，有利于纤维与树脂基体的复合，但是玻璃纤维表面也会出现裂纹、凹坑，从而大大损伤了玻璃纤维的强度。

另外，在制备长玻璃纤维增强热塑性树脂的常用工艺中，长玻璃纤维是通过纤维入口进入熔体槽，再从牵引口出来时，玻璃纤维内部容易出现断裂，最终导致制备的产品强度低、抗冲击强度差等缺陷。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有长玻璃纤维增强热塑性树脂存在的问题，提供一种连续长玻璃纤维增强热塑性树脂。

一种连续长玻璃纤维增强热塑性树脂，由以下组分按重量份制备而成：

四甲基氢氧化铵甲醇溶液改性长玻璃纤维5-70份

热塑性树脂30-95份

助剂0-10份。

所述的四甲基氢氧化铵甲醇溶液改性长玻璃纤维是将长玻璃纤维在浓度为0.5％-1％的四甲基氢氧化铵甲醇溶液中浸润0.5-1小时烘干所得。

所述的热塑性树脂为聚丙烯、聚酰胺、聚酯中的一种。

所述的聚酰胺选自聚酰胺6、聚酰胺66中的一种；所述的聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种。

所述的助剂为抗氧剂和/或润滑剂。

本发明的连续长玻璃纤维增强热塑性树脂中的连续长玻璃纤维单丝沿母粒长度方向平行排列，且与母粒颗粒长度相同，平均长度为5-30mm。

四甲基氢氧化铵甲醇溶液改性长玻璃纤维的制备方法具体如下：(1)把四甲基氢氧化铵溶于甲醇中，配制浓度为0.5％-1％的四甲基氢氧化铵甲醇溶液(2)把表面未经过处理的长玻璃纤维浸润到四甲基氢氧化铵甲醇溶液中，浸润0.5-1小时，取出烘干。

其中浸润时间在0.5-1小时这个范围内，长玻璃纤维表面浸润性最好，不会出现微裂纹、损伤。同时，四甲基氢氧化铵甲醇溶液浓度为0.5％-1％，在这个浓度范围内，长玻璃纤维经过改性后增强热塑性树脂的拉伸强度最高、抗冲击强度最好。

所述的助剂选自常用的抗氧剂、润滑剂中的一种或多种。本发明实施例中选用的抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物；润滑剂选用硬酯酸钙。

本发明中最终产品采用的制备方法为常规的长玻璃纤维增强热塑性树脂生产方法。

本发明的有益效果有：经过大量的实验，使用四甲基氢氧化铵甲醇溶液来改性长玻璃纤维，增加了长玻璃纤维表面的官能度和表面粗糙度，与热塑性树脂基体界面结合能力强，大大的改善纤维与基质的浸润性与相容性，最终制备的长玻璃纤维增强热塑性树脂强度高、抗冲击性能好。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

本发明中所有的浓度单位均指重量浓度。

如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域常规方法得到。除另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

本发明中力学测试方法如下：

拉伸性能的测试：ASTM D638,塑料拉伸性能试验方法，拉伸速度5mm/min。

冲击性能的测试：悬臂梁缺口冲击强度按照ASTM D256,塑料悬臂梁冲击试验方法。

实施例1

把四甲基氢氧化铵溶于甲醇中，配制四甲基氢氧化铵甲醇溶液浓度为0.8％；把表面未经过处理的长玻璃纤维浸润到四甲基氢氧化铵甲醇溶液中，浸润0.8小时，取出烘干得改性长玻璃纤维。