[发明专利]一种长玻璃纤维增强的聚丙烯组合物制品

说明书

技术领域

本发明涉及一种长玻璃纤维（玻纤）增强的聚丙烯组合物制品。

背景技术

普通的注射工艺所用的玻璃纤维增强粒料是用挤出复合工艺制造的，它是采用双螺杆挤塑机将玻璃纤维原丝与热塑性塑料熔体在挤出机的料筒中熔融复合，通过模头挤出成料条状，经水冷后短切成增强粒料，再将这种粒料加到注塑机中，再次熔融后注射到模具中形成所需形状的制品。这种工艺所用的玻璃纤维短切原丝的长度一般为3-6mm，经双螺杆挤塑机后玻璃纤维被切短到0.75-1.5mm，当经过注塑机注射后，在最终的增强制品中玻璃纤维长度进一步缩短到0.15-0.33mm。由于玻璃纤维长度大为缩短，因此增强效果大打折扣。

长玻璃纤维粒料是指纤维单向排布的粒料，其纤维长度与粒料长度相等，一般大于5mm。长纤维增强热塑性塑料是应用热塑性塑料熔体均匀地包覆玻璃纤维单丝，充分保护玻璃纤维，经浸润、牵引、冷却、切粒而成，在注射成型时由于纤维均匀地被塑料包围，减少了注塑机螺杆对纤维的强烈切割作用，故在最终的制品中，纤维长度可以长达0.64-2.9mm，甚至可达11.9mm，是上述传统工艺的制备的玻璃纤维长度的5-20倍。这种增强制品在经火烧蚀后，剩余的玻璃纤维仍可维持制品的形状。与传统的造粒及注塑工艺得到的玻璃纤维相比，长纤维增强热性塑料制品的机械强度、高温性能、磨损特性、表面光泽和抗蠕变性能都有很大的提高。

长纤维增强热塑性塑料（Long Fiber reinforced Thermoplastics，简称LFT）是实现通用塑料工程化、工程塑料功能化的有效手段，其玻璃纤维的长度一般大于4-5mm，并可保持在8mm以上。长纤维增强热塑性材料中用量最大的为长玻璃纤维增强聚丙烯专用料，占LFT材料的80%以上。LFT具有以下突出的优越性：(1)强度/自重之比很高。(2)由于注射成型的LFT制品内纤维形成网络结构，使产品的刚度与韧性同时提高，而注射成型短玻璃纤维增强制品则很难做到这一点。(3)在较大温度范围内保持材料的性能，不变形，且具有非常低的蠕变性。(4)LFT材料的低温冲击韧性甚至高于相应的纯树脂及SFT（短玻璃纤维增强热塑性塑料）材料。(5)注塑LFT的收缩率很低，可以注射成型尺寸大、尺寸要求精确的制品。一般含40%长玻璃纤维的聚丙烯组合物的拉伸模量可达10000MPa，是普通聚丙烯的6-8倍，同时具有良好的抗冲击性能。该材料广泛应用于汽车、家电、机电行业、石油化工及通讯电子电器行业。

CN101338051A公开了一种长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制备方法，该聚丙烯材料组分的重量比为：聚丙烯35～55重量%，长玻璃纤维35～50重量%，偶联剂0.3～0.8重量%，相容剂5～10重量%，流动改性剂2～4重量%，抗氧剂0.3～0.6重量%，润滑剂1～2重量%。该发明中，所用聚丙烯的熔体质量流动速率为10-25g/10min。该方法还进一步介绍了通过双螺杆挤出造粒，用过氧化物降解聚丙烯组合物，以达到聚丙烯的高流动性，但该方法存在聚丙烯熔体质量流动速率不稳定、气味大等缺陷。

CN101593817A长玻璃纤维增强聚丙烯材料生产的商用车蓄电池盖板，将改性聚丙烯材料与耐热老化剂、抗紫外线助剂、白油、色母粒添加剂经过搅拌混合熔融后，与经过梳理的40%玻璃纤维纱线混合后共挤出，将聚丙烯树脂包覆在玻璃纤维外表面，并将其切断后冷却成为粒料，可用于制作大型汽车蓄电池盖板。该发明主要涉及为蓄电池盖板的成型，对组合物没有详加说明。制得的产品中玻璃纤维会被挤出机切短，因此玻纤增强的效果不佳。

CN102127260A涉及一种强韧型长玻璃纤维增强聚丙烯组合物板状材料及其制备方法，包括有聚丙烯、长玻璃纤维、增韧剂、改性聚丙烯、抗氧剂和色母料。所用聚丙烯的熔体质量流动速率为16-40g/10min，其玻璃纤维从挤出机中部加入，玻璃纤维受损变短，无法保证长玻璃纤维增强聚丙烯中的玻璃纤维长度要求。

由此可知，现有技术中的提供的聚丙烯产品，由于聚丙烯流动性低，不利于玻璃纤维的包覆，会出现玻璃纤维暴露于制品表面的现象；此外，现有技术中往往将玻璃纤维与聚丙烯基础树脂在挤出机中一起混合均匀、熔融，玻璃纤维会因为挤出机的机械作用力被切短，因此无法应用于一些对长玻璃纤维增强聚丙烯的流动性和刚性要求较高的领域。通常情况下，包有玻璃纤维的聚丙烯制品中，玻璃纤维的长度与制品的长度的比只能达到0.01-0.07：1，因此无法应用于一些对长玻璃纤维增强聚丙烯的流动性和刚性要求较高的领域。

发明内容