[发明专利]一种玻璃纤维增强聚氯乙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复合材料技术领域，涉及一种玻璃纤维增强聚氯乙烯复合材料及其制备方法，具体涉及作为塑料管材应用的一种玻璃纤维增强聚氯乙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

PVC管主要是由聚氯乙烯树脂与稳定剂、润滑剂等配合后用热压法挤压成型，是最早得到开发应用的塑料管材。PVC管抗腐蚀能力强、易于粘接、价格低、质地坚硬，但是由于有PVC单体和添加剂渗出，只适用于输送温度不超过45℃的给水系统中。其中，PVC管主要成分是聚氯乙烯，聚氯乙烯具有优良的耐腐蚀性，价格低廉，但它的刚性低，尺寸稳定性差，使用温度不高，抗冲击性能也很差。所以许多时候就对PVC管材添加改性剂，通过加入其它组分来增强其耐热性，韧性，延展性等。但改性剂的加入往往改善了某方面性质的同时，损害了其它方面，如增塑剂的加入改善韧性的同时降低了刚性强度，因而不能全面提高其综合性能。

树脂通过纤维增强是提高其综合性能的主要途径，近年来，国内外对制备玻璃纤维增强聚氯乙烯复合材料进行了不少研究，但是PVC的热稳定性不好，流动性极差。例如10％的玻璃纤维和PVC混合，体系的黏度已高的难以充模，所以性能优异的PVC(聚氯乙烯)-GF(玻璃纤维)复合材料一直难以形成规模化生产而进入市场。80年代初，随着高分子复合材料的复合工艺及加工设备的发展，尤其是新型化学偶联剂及PVC加工助剂的开发，使得玻璃纤维增强技术有效的用于PVC的改性成为可能。

目前，新型的PVC-GF复合材料既具有高的刚性，又有较高的使用温度、良好的尺寸稳定性及缺口抗冲击性能。还可以制成粒料生产各种注射件，形成系列产品，如加工水管、电缆、波纹板、冷却塔及水箱等。但也有问题存在，例如通过熔融法制备PVC-GF工艺：该法是先将PVC与其它助剂进行高速混合，然后再与玻璃纤维熔融混炼制成用于模压或注射成型的粒料或片材。该方法一般用于生产短纤维增强PVC复合材料。但是在混炼过程中增强纤维会收到损伤，且由于树脂熔体黏度较大，纤维含量很难提高，不仅难以获得充分的增强效果，而且材料的抗疲劳性能，蠕变性能等耐久性能得不到显著提高，而且工艺繁杂，成本较高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种玻璃纤维增强聚氯乙烯复合材料及其制备方法，用于克服聚氯乙烯材料自身应用于管材时存在的缺陷，如刚性低、尺寸稳定性差、使用温度不高、抗冲击性能差等，使制备的复合材料既具有高的刚性，又有较高的使用温度、良好的尺寸稳定性及缺口抗冲击性能。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种玻璃纤维增强聚氯乙烯复合材料，包括以下原料组分及重量份：

优选地，所述玻璃纤维的单丝直径为3-25μm。

优选地，所述聚氯乙烯(PVC)的数均分子量为2-20万。

更优选地，所述聚氯乙烯(PVC)的数均分子量为5-15万。

优选地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物在190℃×2.16kg下的熔融指数为0.5-3.0g/10min，数均分子量为2000～8000，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为10-50wt％。

优选地，所述聚乙烯蜡的数均分子量为2000-10000。

优选地，所述滑石粉的目数在1250以上，其中二氧化硅含量占60wt％，氧化镁含量占30wt％。

优选地，所述增粘剂为石油树脂、松香树脂、氢化松香树脂、萜烯树脂中的一种或几种。

更优选地，所述增粘剂为萜烯树脂。

优选地，所述增粘剂的相对分子量为400-1000。

优选地，所述热稳定剂选自铅盐稳定剂、有机锡稳定剂中的一种。

更优选地，所述热稳定剂为铅盐稳定剂。

进一步优选地，所述铅盐热稳定剂选自二盐基硬脂酸铅、水合三盐基硫酸铅、二盐基邻苯二甲酸铅、二盐基亚磷酸铅中的任意一种。

最优选地，所述铅盐热稳定剂为二盐基硬脂酸铅。

本发明还进一步提供了一种玻璃纤维增强聚氯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按配比取各原料组分放入高速混合机混合均匀；

优选地，所述高速混合机的转速为200-500rpm，混合时间为2.5-3.5h。

更优选地，所述高速混合机的转速为300-350rpm，混合时间为3h。

优选地，所述混合温度为180-220℃。

更优选地，所述混合温度为200℃。

2)混合均匀后放入双螺杆挤出机中挤出造粒，烘干即得。