[发明专利]一种通过挤出连续制备聚丙烯同质复合材料的方法

说明书

本发明是涉及一种通过挤出连续制备聚丙烯同质复合材料的方法。该方法主要是将微型双螺杆挤出机挤出的聚丙烯熔体通过机头挤出，同时在机头的小聚四氟乙烯管中引入聚丙烯纤维，使其与聚丙烯熔体一同挤出，最后经过拉丝机辊压拉伸而定型，从而制得纤维增强的聚丙烯同质复合材料。本发明所制备的聚丙烯同质复合材料，其基体与增强体界面结合优异，不需要添加界面粘结剂；易于通过熔融加工回收再利用，符合可持续发展的环保需求；该工艺流程简易、操作方便、成本低廉，并且可连续大规模制备热塑性高分子基同质复合材料，拓宽高分子材料的加工和使用范围，具有一定的普适性，可适用于其它热塑性高分子材料。

技术领域

本发明涉及塑料挤出制品加工技术领域，特别涉及一种通过挤出连续制备聚丙烯同质复合材料的方法。

背景技术

近年来，随着人们物质水平的日益提高，对于高分子材料的功能化、多样化、以及可循环利用等方面有了新的要求。因此，高分子材料加工技术也在不断地更新完善。传统的高分子基复合材料通常是由树脂基和异种材料增强相复合而成。这就给回收利用带来了很大的困难，不利于环境友好型社会的发展。如今，同质复合材料的提出，给材料的回收再循环利用带来了很大的便利，只需加热熔融即可成为生产原材料，具有很好的经济效益。

目前，大多是通过热压和注塑的方法来制备热塑性高分子同质复合材料。张丽颖等在160℃时将1根或者2根等规聚丙烯(iPP)纤维放在到iPP基体上，通过热压制得iPP纤维/基体同质复合材料(张丽颖,徐亚虎,秦怡靖,etal.聚丙烯纤维自增强同质复合材料的力学性能[J].中国科技论文,2015.)。中国发明专利(CN 105566744A)公开了一种聚丙烯自增强复合材料及其制备方法：将共挤出聚丙烯条带和/或所述聚丙烯织物放入模具中，再用聚丙烯进行注塑。

但是由于这些成型方法加工成本高、加工设备要求高、加工过程复杂、加工条件要求苛刻，从而难以实现规模化的生产等原因，阻碍着材料的进一步发展。

中国发明专利(CN 107972343A)公开了聚丙烯复合材料和聚丙烯自增强复合材料及其制备方法，该方法是将片材增强体和基体材料经过流延机辊压不同厚度的复合材料。虽然该方法与之前的热压和注塑方法相比，实现了连续化的生产，但是出现了增强体与基体材料界面结合不好，导致力学性能提高程度不大，需进一步改善。

中国发明专利(CN 103358516A)公开了单聚合物复合材料制品熔融包覆辊压成型方法及设备，具体是将熔融状态基体冷却到过冷状态，将增强体牵引至基体中，通过挤出、辊压将二者复合继续牵引冷却得到单聚合物复合材料。虽然该方法也与之前的热压和注塑方法相比，实现了连续化的生产，但是由于增强体为一定厚度的织物结构，基体材料不能够均匀的浸渍在增强体材料内部，出现一定的应力集中点，因此需要进一步的完善。

发明内容

鉴于现有技术的以上缺点，本发明提出了一种通过挤出连续制备聚丙烯同质复合材料的新方法。本发明的聚丙烯同质复合材料，其基体与增强体为聚丙烯，并且增强体为纤维形态，制得复合材料界面结合优异，不需要添加界面粘结剂；该工艺流程简易、操作方便、成本低廉，并且可连续大规模制备热塑性高分子基同质复合材料，为同质复合材料的制备提供了新的技术方法。

本发明是通过如下的手段实现的：

一种通过挤出连续制备聚丙烯同质复合材料的方法，包括以下步骤：

步骤1：将聚丙烯粒料置于烘箱中烘干，然后置于微型双螺杆挤出机中熔融，得聚丙烯熔体，聚丙烯熔体进入机头包裹聚丙烯纤维并一同挤出，得混合材料；

步骤2：将步骤1所得的混合材料经过拉丝机压实和牵引，最后经过收集辊收集成卷，制得聚丙烯同质复合材料。

进一步地，步骤1中，所述烘箱的温度为30～60℃，烘干时间为12～24h。