[发明专利]一种玻纤增强热塑性树脂复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种玻纤增强热塑性树脂复合材料的制备方法，通过选用长径比更高的螺杆（螺杆长径比为48：1至56：1的范围），并且通过设置玻璃纤维双侧喂口喂入玻璃纤维，并且采用特殊的螺杆剪切元件的剪切强度的分布，能够提高玻璃纤维在树脂中分布的长度更均匀的前提下，保留长度更长。

技术领域

本发明涉及塑料制造领域，特别是涉及一种玻纤增强热塑性树脂复合材料的制备方法。

背景技术

高含量玻纤增强热塑复合材料由于具有高强度、高模量的优点，比如玻纤含量50~70%的增强PA在汽车轻量化和IT零部件方面已得到越来越多的应用。由于玻纤含量太高，现有的双螺杆熔融共混制备方法（40:1长径比，单侧喂料方式，螺纹剪切元件以60度和90度为主的螺杆组合形式）存在玻纤分散浸润分散困难、玻纤增强效果不能充分发挥、材料表面浮纤严重等缺陷。

一般的，即使采用高长径比（如48:1）、多喂料口侧喂（2-3个侧喂口），螺杆中剪切元件如果调试不好的话，会导致玻纤剪切过度，或者玻纤长度分布不均匀，导致产品的强度不尽如人意，反而会增加成本。并且，过长的螺杆相当于增加玻纤的剪切路径，实际生产中很难既将材料混合均匀，又能够保留较长的玻纤长度与长度分布。

一般采用双侧喂口进料的工艺，技术人员会选择在第二侧喂口至真空口的阶段采用强的剪切元件（60度和90度错列角），这是因为本领域技术人员固有思维是后加入的玻纤因为其经历的剪切时间更少，因此需要更高的剪切强度来将其剪碎。但是，即使初始阶段采用弱剪切（30度~45度），也会导致前段加入的玻纤剪切更碎得到的产品中玻纤长度短并且长度分布不均匀。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种玻纤增强热塑性树脂的制备方法，能够提高玻璃纤维在树脂中分布的长度更均匀的前提下，长度更长。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种玻纤增强热塑性树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：包括以下步骤：将热塑性树脂、添加剂、助剂混合均匀后通过双螺杆挤出机剪切，螺杆长径比为48：1至56：1的范围内，玻璃纤维分两个侧喂口进料，造粒、剪切后得到玻纤增强热塑性树脂复合材料；其中，第一侧喂口在第五到第六段螺筒，第二侧喂口在第八或第九段螺筒，第一侧喂口和第二侧喂口之间螺杆采用错列角为60度~90度分布的剪切元件，在第二侧喂口和真空口之间的螺杆采用错列角为30度~45度分布的剪切元件，螺杆的转速范围是300rpm~800rpm。

错列角是指螺杆中剪切单元（或捏合元件）的排列角度。一般的，螺杆的错列角中，可选的错列角的角度为60度、90度、30度、45度，也可以定制如72度、80度、36度等。

这里所述的螺杆中错列角为60度-90度分布，可以是单纯60度、单纯90度分布，也可以是通过定制，从60至90度逐渐提高角度；也可以是其他规律的上述角度范围内的变化。

主下料口到第一侧喂料口之间的螺杆组合保证达到两个目的：物料已完全融化和一定的混合。因此剪切元件一般可以使用30/45/60/90的组合。

由于各种热塑性树脂的熔点存在一些差异，因此螺杆的温度也会有一定的差异，具体如下：

所述的热塑性树脂为聚丙烯时，螺杆温度范围是200℃~240℃。

所述的热塑性树脂为聚酰胺时，螺杆温度范围是230℃~280℃。

所述的热塑性树脂为PBT时，螺杆温度范围是230~260℃。

所述的热塑性树脂为聚碳酸酯时，螺杆温度范围是220~300℃。

本发明可实现的热塑性树脂的范围不受限制，只要能作为玻纤增强复合材料加工的树脂都可以实现本发明目的。