[发明专利]一种交联型玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于玻璃纤维增强聚丙烯复合材料技术领域，具体涉及一种交联型玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯由于原材料来源丰富、密度小、价格低等优点成为最广泛应用的高分子材料。然而由于树脂的刚性低、强度低以及热变形温度较低的原因，使其不能在更广的领域应用。

玻璃纤维增强，能够有效提高聚丙烯复合树脂的刚性、增加强度以及提高表观热变形温度。虽然硅烷偶联剂在一定程度上能够改善玻璃纤维与树脂间相容性，但偶联剂与树脂间并无特定的化学键，连接强度不佳，相容性改善效果不佳。同时聚丙烯基体树脂的性能并未发生改变，因此玻璃纤维增强聚丙烯复合树脂的性能还可得到进一步的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交联型玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其使聚丙烯复合树脂在力学及热力学性能上得到显著的改善，扩大材料应用领域，提高产品使用性能。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种交联型玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，按重量份包含以下组分：聚丙烯100份、硅烷偶联剂0.5～10份、引发剂0.1～1份、催化剂0.1～1份、抗氧剂0.2～2份、玻璃纤维5～50份。本发明提出的交联型玻璃纤维增强聚丙烯复合材料经加工成型及水煮工艺制备出的聚丙烯复合树脂在力学及热力学性能上得到显著的改善，扩大材料应用领域，提高产品使用性能。

优选地，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三异丙氧基硅烷中的一种或几种。

优选地，所述引发剂选自过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰和叔丁基过氧化氢中的一种或几种。

优选地，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或4-二甲胺基吡啶。

优选地，所述玻璃纤维为20～40份。

优选地，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)或三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)。

本发明的反应原理是：在引发剂与催化剂的存在下，硅烷偶联剂(不饱和硅烷)与聚丙烯发生接枝反应，生成硅烷接枝聚丙烯。经过水煮或蒸汽蒸煮工艺，硅烷上的甲氧基与乙氧基发生水解生成Si-OH官能团。在进一步加热后，硅烷的Si-OH官能团分别在彼此之间或与玻璃纤维表面的Si-OH官能团之间发生脱水缩合，形成Si-O-Si化合键，不仅将聚丙烯树脂由线性分子链结构转变为三维网状结构，提高相对分子质量，而且提高了玻璃纤维与聚丙烯树脂的界面强度，从而使聚丙烯复合树脂的使用性能进一步提高。

一种交联型玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将玻璃纤维5～50份在350℃温度加热处理15min，去除玻璃纤维表面增润剂；

(2)将硅烷偶联剂0.5～10份、引发剂0.1～1份、催化剂0.1～1份、抗氧剂0.2～2份共混，充分搅拌，制备硅烷浸渍液；

(3)将所述步骤(1)处理后的玻璃纤维加入所述步骤(2)制备的硅烷浸渍液中，并在高速混合机中充分混合制备玻璃纤维/硅烷混合浸渍液；

(4)将所述步骤(3)制备的玻璃纤维/硅烷混合浸渍液与聚丙烯100份通过挤出机共混造粒，即得交联型玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。

本发明的有益效果是：

(1)通过交联反应，硅烷偶联剂能够进一步提高玻璃纤维与聚丙烯树脂界面结合的强度，同时提高复合树脂的强度，有效提高玻璃纤维增强聚丙烯制品的使用性能；

(2)由交联型玻璃纤维增强聚丙烯复合材料制备出的聚丙烯制品，比单独玻璃纤维增强聚丙烯制品具有更好的刚性与耐热性。

附图说明

附图1：交联型玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实例，进一步阐明本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

除特别说明，本发明使用的设备和试剂为本技术领域常规市购产品。聚丙烯R200P购自韩国晓星公司，MFR为0.22g/10min(230℃，2.16kg)，玻璃纤维508A购自中国巨石股份有限公司。

实施例1

一种交联型玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，按重量份包含以下组分：聚丙烯R200P100份、乙烯基三甲氧基硅烷5份、过氧化二异丙苯0.5份、二月桂酸二丁基锡0.5份、抗氧剂10101份、玻璃纤维508A30份。