[发明专利]一种纤维增强聚丙烯粒料

说明书

技术领域

本发明公开了一种纤维增强聚丙烯粒料，属于热塑性高分子复合材料技术领域。

背景技术

目前，热塑性复合材料已成为树脂基复合材料研究开发的热点，已有一些热塑性复合材料在航空、航天及其他领域得到应用。玻璃纤维增强聚丙烯的生产技术较为成熟，原料来源广泛，成本相对较低，因此玻璃纤维增强聚丙烯是开发应用较早的热塑性复合材料品种之一。

界面是复合材料极为重要的微结构，它是外加载荷从基体向增强材料传递的纽带。聚丙烯是一种分子链缺乏活性基团的非极性聚合物，很难与玻璃纤维形成有效的界面结合，人们通过对纤维及基体的改性提高了两者的界面结合。结构规整的聚丙烯有较强的结晶能力，与其他的纤维增强热塑性复合材料一样，纤维的表面可能对聚丙烯产生结晶成核效应，在界面形成横晶，界面横晶的出现改变了复合体系的界面结构，将对界面的应力传递行为及体系的破坏行为产生很大的影响。

专利 CN201210290291.3公开了一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法，其采用两种不同的共聚聚丙烯作为基体树脂，在相容剂和偶联剂的作用下，可以获得晶粒尺寸细小而且均匀化的聚丙烯晶粒，提高了拉伸强度，同时加入片状结构的绢云母，防止产品弯曲变形，在玻璃纤维表面覆盖偶联剂可使纤维与聚丙烯间形成化学结合，但化学结合后会诱导结晶，是产生横晶的主要原因。一般来说，结晶度增加，聚丙烯的屈服强度、弹性模量、表面硬度也随之增加，然而聚丙烯有可能随结晶度的提高而变脆，韧性降低，随着晶体尺寸的增大，晶体与晶体由于收缩而产生的微裂纹增大，聚丙烯材料也将变脆，从而降低复合体系的承载能力。

因此，在实际加工过程中，应该避免体系中横晶的产生，从而提高材料的综合机械性能，拓宽聚丙烯粒料的应用范围。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统纤维增强聚丙烯粒料在制备过程中，体系中易产生横晶，导致产品变脆，韧性降低的问题，提供了一种纤维增强聚丙烯粒料。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种纤维增强聚丙烯粒料，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：20～30份改性玻璃纤维，10～12份接枝改性聚丙烯，80～90份聚丙烯和0.6～0.8份抗氧剂；

具体制备方法如下：

（1）改性玻璃纤维：将玻璃纤维浸渍于碱液中，经过滤和水洗后，将玻璃纤维浸泡于贻贝足粘蛋白溶液中，待浸泡结束，将玻璃纤维与水按质量比为1：8～1：10混合搅拌，并在搅拌过程中滴加玻璃纤维质量8～10%的钛酸四丁酯，待反应结束，过滤，得滤渣，并将所得滤渣与活化酵母液混合发酵，再经干燥和炭化，即得改性玻璃纤维；

（2）纤维增强聚丙烯粒料的合成：将接枝改性聚丙烯、聚丙烯和抗氧剂在搅拌机中混合均匀后，加入双螺杆挤出机中，并将改性玻璃纤维由挤出机玻纤加入口连续加入，挤出造粒，即可。

所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维或中碱玻璃纤维中的一种。

所述的接枝改性聚丙烯为马来酸酐接枝改性聚丙烯，甲基丙烯酸接枝改性聚丙烯或衣康酸接枝改性聚丙烯中的一种。

所述的抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为2：1～4：1混合而成。

步骤（1）所述的碱液为质量分数为3～5%的氢氧化钠溶液。

步骤（1）所述的贻贝足粘蛋白溶液中，还可以加入贻贝足粘蛋白溶液质量0.8～1.2倍的质量分数为5%的乙酸溶液。

步骤（1）所述的玻璃纤维与水混合过程中，还可以加入水质量0.5～0.8倍的无水乙醇。

步骤（1）所述的活化酵母液是由以下重量份数的原料组成：6～8份活性干酵母，2～5份糖蜜与70～90份温度为33～35℃的温水。

步骤（1）所述的炭化条件为：于炭化炉中，以20～30mL/min速率向炉内通入氮气，在氮气保护状态下，以3～5℃/min速率程序升温至600～800℃，保温炭化3～5h后，随炉冷却至室温。

步骤（2）所述的双螺杆挤出机挤出工艺参数为：一区170 ～ 185℃，二区180～195℃，三区190～205℃，四区200～215℃，五区205～220℃，六区195～210℃，七区185～200℃，八区180～190℃，九区175～185℃，机头180～200℃，螺杆转速为280～350r/min。

本发明的有益效果是：