[发明专利]一种高强度玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：该复合材料组分及重量份数分别为：

2.根据权利要求1所述的一种高强度玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种高强度玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐，其接枝率为1.5-2.0wt％。

4.根据权利要求1所述的一种高强度玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述改性玄武岩纤维由重量份数为15-30份刻蚀玄武岩纤维、0.45-2份表面改性剂和0.1-0.3份稀土β成核剂回流反应制备而成。

5.根据权利要求4所述的一种高强度玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述刻蚀玄武岩纤维经盐酸在玄武岩纤维上刻蚀而成；

所述表面改性剂为稀土偶联剂，其化学通式为(C₃H₇O)x Re(OCOR′)m(OCOR₂)n(OAB)y；

所述稀土β成核剂是由位于周期表ⅢB族的稀土元素的C₄-C₂₈羧酸盐与C₄-C₂₈羧酸按质量比为100：(10-500)制成，或由位于周期表ⅢB族的稀土元素的C₄-C₂₈羧酸盐的衍生物与C₄-C₂₈羧酸按的衍生物按质量比为100：(10-500)制成。

6.根据权利要求1所述的一种高强度玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述分散剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种高强度玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫代硫酸酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；

所述受阻酚类抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；

所述硫代硫酸酯类抗氧剂为硫代二丙酸双月桂酯；

所述亚磷酸酯类抗氧剂为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。

8.根据权利要求1所述的一种高强度玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述其他助剂为紫外光吸收剂、光稳定剂、抗静电剂与着色剂中的至少一种。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的高强度玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)将玄武岩纤维浸泡在盐酸溶液中，并升温至50-60℃，浸泡4-8h得刻蚀玄武岩纤维；

(2)将刻蚀玄武岩纤维放入反应器中的有机溶剂中，通往氮气使反应器内部达到真空；然后加入表面改性剂，进行第一回流反应，再将稀土β成核剂加入反应器内，进行第二回流反应，得到改性玄武岩纤维；

(3)将聚丙烯、相容剂、光亮润滑分散剂、抗氧剂和其他助剂进行混合后投入到双螺杆挤出机的主喂料中，同时将改性玄武岩纤维加入到双螺杆挤出机的侧喂料中，经过熔融挤出，造粒，制得聚丙烯复合材料。

10.根据权利要求9所述的一种高强度玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中，所述盐酸溶液的浓度为1-2mol/L；所述刻蚀玄武岩纤维从盐酸溶液中取出后需用去离子水对其进行反复清洗3-5次，然后再置于温度为40-60℃的真空干燥箱中干燥24-48h所得；

步骤(2)中，所述有机溶剂包括苯、甲苯，所述第一回流反应具体为在50-60℃的反应器内搅拌回流4-8h，所述第二回流反应具体为在50-60℃的反应器内搅拌回流4-8h；所述反应器自带有搅拌器、冷凝管和温度计；所述改性玄武岩纤维是指将反应器降至室温后，将混合物离心后于40-60℃的真空干燥箱中干燥24-48h所得；

步骤(3)中，所述双螺杆挤出机的挤出温度为200-220℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06—-0.08Mpa。