[发明专利]一种玻璃纤维增强硬聚氯乙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于玻璃纤维增强复合材料技术领域，具体涉及一种玻璃纤维增强硬聚氯乙烯材料及其制备方法。

背景技术

近年来，国内大部分能源如石油、铁矿石等的大幅度涨价和新劳动法的实施导致的人力成本的增加，使中下游工业产品的成本压力非常大。对PVC注塑产品的生产企业来说，尽管国内聚氯乙烯(PVC)树脂粉大部分走的是煤电石路线，受石油影响的不大，但煤炭的价格也日趋升高，PVC树脂粉也有了明显的升价，而PVC注塑产品的价格因为客户市场的诸多因素，又不能将价格提得太高。这使得很多小型PVC注塑产品企业失去了价格的优势而纷纷倒闭。中大型企业的产品利润空间也越来越低。在这样的情形下，充分挖掘产品内在的剩余价值，有效降低生产和原料成本，已经成为很多企业势在必行的考虑了。

但是在PVC注塑产品的生产企业，沿用过去添加大量碳酸钙的做法虽然能够降低成本，但带来了产品性能下降特别是脆性明显加大的后果，使得产品整体质量和市场竞争力显著下降。上述做法已经受到了很多行业技术人员和大中型企业的摒弃。由此，开发选用新型的添加材料来改性PVC产品，通过创新来提高PVC注塑产品的附加值，是当前PVC产品行业研究的一种主流方向之一。

塑料添加改性是在聚合物(树脂)中加入小分子无机物或有机物，通过物理或化学作用，以取得某种预期性能的一种改性方法。无机物由于本身成本低廉、物理力学强度优良而在塑料改性中占据了重要的地位。目前最常见的无机物包括碳酸钙、增强纤维(玻璃纤维、木纤维、碳纤维)、滑石粉等。其中增强纤维是一类具有较高尺寸稳定性、耐热性、耐腐蚀性和易于加工的填充无机材料。这里具有耐热性且价格适中的适合PVC注塑加工的玻璃纤维是PVC材料改性的可行途径之一。通过开发玻璃纤维增强PVC-U注塑产品的研究，使PVC注塑产品具有更好的尺寸稳定性、耐热性和强度等，从而使产品在满足标准要求性能的前提下，大幅度减少产品成本，提高资源利用率，使企业在高成本、行业碳酸钙填充或材料的以次充好的恶性竞争中突围出来，并为提升我国在PVC注塑产品上的应用水平树立起良好的榜样。

在我国，玻璃纤维增强塑料(GFRP或FRP)已经开发出了如玻纤增强热固性塑料复合材料、玻纤增强热塑性塑料复合材料、玻纤增强电绝缘与其他用途纺织材料产品，以及玻纤增强屋面防水材料。其中玻璃纤维增强热固性材料和热塑性材料约占70％～75％，玻璃纤维增强纺织材料约占25％～30％。产品应用领域包括石油、化纤、氯碱、染料、家药、食品、医药、轻工、冶金、污水处理等。但现有的玻纤增强热塑性复合材料中玻璃纤维增强聚丙稀复合材料FRPP、聚四氟乙烯-玻璃钢复合材料在玻纤增强材料行业上占据了80％以上的产品份额，而玻璃纤维聚氯乙烯复合材料则因为工艺不成熟、加工废品率高等原因而发展缓慢。现有的玻璃纤维增强PVC复合材料主要以手糊或缠绕工艺为主体，即先成型PVC产品，再通过手糊、缠绕、喷射等方式来二次加工成玻纤增强产品。如何突破玻璃纤维增强PVC材料发展的瓶颈是一个关键问题，目前尚未有能够将PVC材料与玻璃纤维直接混合后加工成型的工艺技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可将玻璃纤维与聚氯乙烯(PVC)直接混合加工而成的，具有显著提升的物理和力学性能的玻璃纤维增强硬聚氯乙烯材料。

本发明的另一个目的在于提供上述玻璃纤维增强硬聚氯乙烯材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种玻璃纤维增强硬聚氯乙烯材料，该材料是将玻璃纤维与聚氯乙烯直接混合加工而成的，包含PVC树脂粉、玻璃纤维、偶联剂、热稳定剂、增容剂、润滑剂、加工改性剂、抗冲击改性剂、填料等组分，且PVC树脂粉、玻璃纤维、偶联剂、热稳定剂、增容剂、润滑剂、加工改性剂、抗冲击改性剂、填料的重量比例为100∶1～50∶0.1～10.0∶0.5～3.0∶0.5～5.0∶0.2～5.0∶0.1～5.0∶0.1～10.0∶1.0～10.0，即PVC树脂粉占重量比例的100份，玻璃纤维占重量比例的1～50份，偶联剂占重量比例的0.1～10.0份，热稳定剂占重量比例的0.5～3.0份，增容剂占重量比例的0.5～5.0份，润滑剂占重量比例的0.2～5.0份，加工改性剂占重量比例的0.1～5.0份，抗冲击改性剂占重量比例的0.1～10.0份，填料占重量比例的1.0～10.0份。

上述PVC树脂粉为注塑级8型或85型；

上述玻璃纤维为中长纤维(长度为0.1-6mm)，如E-玻璃纤维；