[发明专利]一种长玻纤增强聚丙烯材料的生产系统及制备方法

说明书

本发明公开了一种长玻纤增强聚丙烯材料的生产系统及制备方法。这种生产系统包括依次连接的混料机、双螺杆挤出机、长玻纤浸渍机、冷却水槽、吹干机、牵引联动机、切粒机、上料机和干燥机；还包括依次连接的自动控制退捻装置和纤维预处理装置，纤维预处理装置的纤维出料端与长玻纤浸渍机的机头相连接。同时还公开了一种使用该生产系统制备长玻纤增强聚丙烯材料的方法。通过本发明的长玻纤增强聚丙烯材料生产系统制备聚丙烯，可有效改善聚丙烯的性能，减少断纤、玻纤缠结、玻纤毛和白班等现象。所制得的聚丙烯质轻、价廉且加工容易，可代替金属制件应用于汽车和电器行业。

技术领域

本发明涉及一种长玻纤增强聚丙烯材料的生产系统及制备方法。

背景技术

长玻纤增强聚丙烯指的是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。在国内，长玻纤的研究仍处于起步阶段，长玻纤一般用于改善高分子材料的力学性能。

与金属材料和热固性复合材料相比，长玻纤塑料密度低，相同部件重量可减轻20～50％；长玻纤塑料能为设计人员提供更大的设计灵活性，比如可成型形状复杂的部件，集成零部件使用数量，节约模具成本(一般长玻纤塑料注塑模具的成本约为金属冲压模具成本的20％)，减少能耗(长玻纤塑料的生产能耗仅为钢制品的60～80％、铝制品的35～50％)，简化装配工序。在实际应用中可以以塑代钢和取代增强工程塑料，满足轻武器包装箱、汽车领域、家电等领域使用要求。

在材料替代方面，长玻纤塑料类制品可同时起到减重、降本的作用。之前是短玻纤尼龙材料代替金属材料，近几年随着轻量化材料应用开发，长玻纤增强聚丙烯材料在越来越多的汽车部件上逐步代替了短玻纤尼龙塑料，这样进一步推广了LGFPP材料在汽车上的研究与应用。但现有的长玻纤增强聚丙烯生产技术和设备仍然存在不足，长玻纤增强聚丙烯胶粒外观不光滑，露纤，长玻纤容易缠结，产生白斑(透明件)，生产不稳定，容易断纤，这些缺陷限制的长玻纤增强聚丙烯的产能和应用，设备和工艺急需改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长玻纤增强聚丙烯材料的生产系统及制备方法，通过该生产系统制备聚丙烯材料能够减少甚至消除玻纤缠结和断纤，提高生产效率，提高产品的性能和外观。

本发明所采取的技术方案是：

一种长玻纤增强聚丙烯材料的生产系统，包括依次连接的混料机、双螺杆挤出机、长玻纤浸渍机、冷却水槽、吹干机、牵引联动机、切粒机、上料机和干燥机；还包括依次连接的自动控制退捻装置和纤维预处理装置，纤维预处理装置的纤维出料端与长玻纤浸渍机的机头相连接。

生产系统中，自动控制退捻装置和牵引联动机分别与PLC控制装置相连接。

生产系统中，双螺杆挤出机为同向双螺杆挤出机；双螺杆挤出机的螺杆直径为52mm～95mm，长径比为36:1～44:1。

生产系统中，双螺杆挤出机的加料段设有冷却装置，冷却装置的冷却温度为80℃～110℃。

生产系统中，纤维预处理装置由6～10个张力辊组成，张力辊设有加热装置。

一种长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法，是使用上述的生产系统进行制备长玻纤增强聚丙烯材料。

本发明的有益效果是：

通过本发明的长玻纤增强聚丙烯材料生产系统制备聚丙烯，可有效改善聚丙烯的性能，减少断纤、玻纤缠结、玻纤毛和白班等现象。所制得的聚丙烯质轻、价廉且加工容易，可代替金属制件应用于汽车和电器行业。

具体而言，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)长玻纤增强聚丙烯生产更稳定，断纤情况减少；

2)玻纤在PP中分散均匀，长玻纤增强聚丙烯成品粒子表面光滑，没有玻纤毛；