[发明专利]用于空调柜机离心风扇的改性聚丙烯复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料，更具体而言，涉及用于空调柜机离心风扇的改性聚丙烯复合材料及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

现有空调柜机内机离心风扇材料大多采用ABS+GF或者AB+GF，其中ABS为丙烯腈、1，3-丁二烯和苯乙烯三种单体的接枝共聚物，其具有良好的综合性能，即机械强度高；抗冲击能力强，且在低温下也不迅速下降，而GF(玻璃纤维)的引入可以提高ABS树脂的热变形温度、洛式硬度、弯曲强度、拉伸强度，同时可降低材料的缺口冲击强度和断裂伸长率。同样，采用AB+GF作为风扇材料，产品具有较强的强度、耐水解，尺寸稳定性好，可以广泛应用于贯流扇叶、轴流扇叶。但是，ABS+GF或者AS+GF具有下列缺点：①不耐有机溶剂，易受溶剂的影响而应力开裂；②耐候性较差，特别是耐紫外线性不好，易受阳光的作用，变色，变脆；③耐热性不够好。现有的空调柜机离心风扇材料存在上述不良特性的限制，在长期使用过程中可能出现应力开裂、变色和变脆、甚至出现耐热不好变形的情况，影响风扇的使用寿命。

而聚丙烯(PP)作为通用型热塑性树脂，其耐热性优于聚乙烯(PE)，可以在100～120℃下长期使用，此外，聚丙烯还具有优良的耐腐蚀性、电绝缘性，它的力学性能(包括拉伸强度、压缩强度、硬度)均比高密度聚乙烯(HDPE)好，并且还具有很突出的刚性。另外，聚丙烯易于加工，既可以注射成型也可以挤出和吹塑成型。因此，由于聚丙烯的综合性良好，材料成本低，在各个行业均得到广泛的应用。

但是，由于纯聚丙烯球晶粗大，晶束从中心向外辐射生长，球晶间有明显的边界，粗大球晶间的应力集中使聚丙烯易破裂，导致其冲击强度低，使其应用受到了限制。因此需要使PP球晶尺寸减小，小的球晶界面结合强度更高，裂纹沿小尺寸界面扩展消耗的能量更大，晶型的层状结构对冲击有缓冲作用，使材料冲击强度大幅度提高。现有研究表明β成核剂能显著提高聚丙烯的冲击性能，β晶明显细化，并且其具有独特的束状结构，且球晶间没有明显分界线，边界模糊，在受到外力冲击时，应力容易分散，从而使韧性大大增加。但是聚丙烯的冲击性能、拉伸强度和弯曲强度与β成核剂的浓度密切相关，控制好β成核剂的量使材料的抗冲改性和提高热变形温度这一矛盾得到有机统一仍面临挑战。

玻璃纤维增强聚丙烯作为一种通用热塑性增强复合材料，具有弹性模量高、强度高、热变形温度高、尺寸稳定性好、耐腐蚀、隔热、成型收缩率小、价格低廉等优点，应用十分广泛。但是，由于未经处理的玻璃纤维的界面粘结力较弱，所以需要对其表面进行处理，增强玻璃纤维和聚丙烯的界面粘合。

因此，用聚丙烯、玻璃纤维、和β成核剂的复合材料代替现有材料，制造成空调柜机离心风扇，通过调整其中各成分的配比，可以使离心风扇的性能达到最佳状态，并在最大程度上提高PP材料的冲击强度和拉伸强度，增强疲劳强度，减少开裂、断裂、变形，节省成本。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于，提供一种用于空调柜机离心风扇的高韧性、高强度、不变色、耐热性好且生产成本低的改性聚丙烯复合材料。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种用于空调柜机离心风扇的改性聚丙烯复合材料，其特征在于包含以下成分和重量份数比：聚丙烯100份；玻璃纤维25～35份；以及β成核剂0.03～0.08份。

本发明提供的优选技术方案为：一种用于空调柜机离心风扇的改性聚丙烯复合材料，其特征在于包含以下成分和重量份数比：聚丙烯100份；玻璃纤维30份；以及β成核剂0.05份。

优选地，所述β成核剂为TMB型成核剂。这类成核剂与其他结构的β晶型成核剂相比，具有β晶型转化率高，热稳定，不着色等特点。最优选地，所述β成核剂为TMB-5型β成核剂。

另外，本发明还提供了以下技术方案：用于空调柜机离心风扇的改性聚丙烯复合材料的制备方法，包括：a.用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行预处理；b.按照重量配比将聚丙烯和成核剂在混合机中混合均匀；c.从双螺旋杆挤出机的玻纤引入口添加预处理后的玻璃纤维；d.将步骤b得到的混合物加入双螺杆挤出机与玻璃纤维一起混炼，双螺杆挤出机温度设定在180～210℃，双螺杆挤出机螺旋杆转速为300～350r·min^-1；e.将得到的物料挤出后冷却、切粒，即获得改性聚丙烯复合材料。