[发明专利]一种高强度挤塑材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种高强度挤塑材料及其制备方法。

背景技术

用聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)等以及其他热塑型树脂制成的挤塑材料，已广泛地应用于人们的生产、生活中。常见的热塑性树脂材料有管材、板材等。

就塑料管材而言，由于它具有质轻、耐腐蚀、外形美观、无不良气味、加工容易、施工方便等特点，在建筑工程中获得了越来越广泛的应用。主要用作房屋建筑的自来水供水系统配管、排水、排气和排污卫生管、地下排水管系统、雨水管以及电线安装配套用的穿线管等。

塑料管材与传统金属管道相比，具有自重轻、耐腐蚀、耐压强度高、卫生安全、水流阻力小、节约能源、节省金属、改善生活环境、使用寿命长、安装方便等特点，受到管道工程界的青睐并占据了相当重要的位置，形成一种势不可当的发展趋势。

塑料板材，其大量适用于建筑、化工行业，用于化工、环保、建筑板时有耐磨、耐振动、耐腐蚀、可回收、抗老化、防水、防潮、不易变形、重复使用等特点。

现有的挤塑材料，在加拉伸强度、冲击强度以及热变形温度方面都存在诸多不足，这在很大程度上限制了挤塑材料的应用。

对于热塑型树脂制造的挤塑材料(主要以板材、管材为主)，想要增加拉伸强度和冲击强度，提高热变形温度，传统的方法主要是加入直径为10-18微米的玻璃纤维。一般加入传统玻璃纤维的比例在10％以下。

传统玻璃纤维混入挤塑材料后，由于纤维较粗，无法分散均匀，一旦加入比例略高，就会导致：a.材料产生翘曲(板材面积越大，此缺点越明显)；b.挤塑材料表面浮纤、粗糙；c.挤塑材料很难成型。

传统玻璃纤维加入比例难以提高，则无法显著改善挤塑材料的拉伸强度、冲击强度、热变形温度等，所以也就基本失去了增强挤塑材料的效果。

鉴于以上情况，本领域技术人员致力于开发一种在强度、热变形温度等方面明显改善的高强度挤塑材料及其制备方法。

发明内容

为了改进热塑性树脂的强度，可向其中加入高强度的纤维，如玻璃纤维等，不过在树脂中纤维分散不均匀时，会产生诸多问题。传统的10-18μm直径的玻璃纤维因其无法均匀分散到热塑性树脂中，而无法获得更深层次的应用。因此，在树脂中，使纤维均匀分散日趋重要。

本申请的发明人已经发现将玻璃纤维混炼于热塑性树脂时，通过加热玻璃纤维，并添加于热塑性树脂，则所得的含玻璃纤维的热塑性树脂中的玻璃纤维，相对于不加热便添加的情形，较难切断，纤维维持在较长的状态，且均匀分散于热塑性树脂中，结果可提高含玻璃纤维的热塑性树脂的强度。并且发明人也已经发现通过使用氨基偶联剂、硅油和稳定剂进行表面处理的玻璃纤维，则在纤维维持较长的状态下，可在热塑性树脂中混炼更多的玻璃纤维。

基于此，本申请的发明人已经研发出了一种含玻璃纤维的热塑性树脂并且其已实现了工业化生产，这种含玻璃纤维的热塑性树脂中的玻璃纤维直径为3-6μm、纤维长为0.1至0.6㎜。

上述含玻璃纤维的热塑性树脂，通过加热玻璃纤维，并添加于热塑性树脂，相较于不予加热便添加玻璃纤维的情形，较难切断，维持长的纤维长，并且玻璃纤维均匀分散于热塑性树脂中。

另外，通过氨基偶联剂、硅油和稳定剂处理玻璃纤维，则在与热塑性树脂的混炼时，进一步切断玻璃纤维变得困难，同时，可增加在热塑性树脂中可混炼的玻璃纤维的量。在热塑性树脂含量多时，会产生扭曲等问题，不过通添加更多量的玻璃纤维，则可提高含玻璃纤维的热塑性树脂的稳定性。

再者，由于发明人制得的含玻璃纤维的热塑性树脂能够使玻璃纤维维持较长的状态，这样就可以可分散大量的玻璃纤维。

基于上述研究成果和经验，发明人对于含玻璃纤维的热塑性树脂又进行了进一步的研究，特别是在将这种含玻璃纤维的热塑性树脂应用于工业生产获得工业制品方面，发明人又有了新的发现。通过将玻璃纤维含量高的热塑性树脂制成颗粒，并将该颗粒与不含玻璃纤维的热塑性树脂混合使用，便可以得到含有期望量的玻璃纤维制品，发明人发现这种含玻璃纤维的热塑性树脂可以很好的应用于挤塑工艺，并且由其通过挤塑工艺制得的含1-30wt％玻璃纤维的挤塑材料在强度和热变形温度方面都得到了明显改善。基于此，本申请的发明人完成了本发明。

具体而言，本发明提供了一种高强度挤塑材料，其包含70-99wt％的热塑型树脂和1-30wt％的玻璃纤维。

进一步地，所述玻璃纤维的直径为3-6μm,优选为4-5μm。

进一步地，所述玻璃纤维的含量为1-15wt％,优选8wt％。