[发明专利]一种玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法与制备装置

说明书

本发明公开了一种玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法与制备装置。本发明将聚丙烯、相容剂、短切玻璃纤维以及其他助剂在双螺杆挤出机中熔融塑化，形成玻纤增强聚丙烯材料熔体后，依次通过双螺杆挤出机的连接板、机头和出料口模挤出，再依次经冷却、吹干、切粒、筛选、混料，即得玻纤增强聚丙烯材料，其中连接板的中间区域设有一个占该连接板面积的50～80％出料通孔，出料口模的模孔直径为7～15mm，切粒得到的粒子长度为8～10mm，最大程度地保护了短切玻璃纤维的长度，确保了短切玻璃纤维对聚丙烯的增强性能，使所得玻纤增强聚丙烯材料具有高弯曲强度和冲击强度，且制备方法简单，设备投入低，可以广泛应用于汽车面板、蓄电池外壳、家电底座等。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法与制备装置。

背景技术

聚丙烯是五大通用树脂之一，具有质量轻、易加工、耐化学药品性能好等优点，在化工、电器、包装等工业领域得到了广泛的应用。然而，随着聚丙烯在建筑、汽车、船舶等行业的需求逐渐扩大，人们对其性能提出了更高的要求，一般通过增强、增韧、共混等改性方式使聚丙烯满足更多应用。

玻纤增强的聚丙烯作为一种通用工程塑料，具有高强度、高刚度、刚冲击强度、低密度、低翘曲蠕变性、抗动态疲劳等优异性能，因其性价比高，广泛应用于汽车、家电等结构零部件，取代金属、ABS等工程塑料。目前，短玻纤增强聚丙烯一般使用玻纤长度为3.0～4.5mm的短切玻纤，使用侧喂料加入玻纤的形式，产品性能优于连续玻纤增强聚丙烯，工艺设备相对简单，但是弯曲强度和冲击强度明显低于长玻纤增强聚丙烯，而长玻纤增强聚丙烯的缺点是工艺设备比较复杂，投入大，操作不方便，玻纤浸润不佳时注塑出来的制件容易出现白斑(尤其是黑色制件更为明显)。因此，需要开发一种性能接近于长玻纤增强聚丙烯，但是所需工艺设备简单的玻纤增强聚丙烯的制备方法。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法与制备装置，以增长短切玻璃纤维在聚丙烯材料中的保留长度，提高玻纤增强聚丙烯材料的弯曲强度，使其性能接近长玻纤增强聚丙烯，且生产操作简单，设备投入低，损耗低。

第一方法，本发明提供了一种玻纤增强聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯、相容剂和其他助剂混合均匀后从双螺杆挤出机的主喂料口喂入，将短切玻璃纤维从所述双螺杆挤出机的侧喂料口喂入，熔融塑化，形成玻纤增强聚丙烯材料熔体；

(2)所述玻纤增强聚丙烯材料熔体依次通过所述双螺杆挤出机的连接板、机头和出料口模挤出，再依次经冷却、吹干、切粒、筛选、混料，得到所述玻纤增强聚丙烯材料；

其中，所述双螺杆挤出机的机筒与机头通过所述连接板连接，所述连接板的中间区域设有一个出料通孔，所述出料通孔占据所述连接板面积的50～80％，所述出料口模的模孔直径为7～15mm，所述切粒得到的粒子长度为8～10mm。

双螺杆挤出机的机筒与机头之间一般通过多孔连接板连接，如专利CN201720401062.2所公开的双螺杆挤出机，多孔连接板中间区域设有很多通孔，会使短切玻璃纤维的长度再次受到破坏，从而影响短切玻璃纤维的增强性能。上述制备方法采用的连接板的整体形状可与任意多孔连接板相同，但其仅有一个通孔，该通孔面积占所述连接板面积的50～80％，能够最大程度地保护短切玻璃纤维的长度，确保短切玻璃纤维对聚丙烯的增强性能。

普通的出料口模的模孔直径一般为3～5mm，玻纤经过口模时经受挤压，易使短切玻璃纤维的长度再次受到破坏而影响其对聚丙烯的增强性能，上述制备方法通过采用模孔直径为普通出料口模模孔直径2～3倍的特殊出料口模，降低了出料口模对短切玻璃纤维长度的破坏，但是如果口模直径再大，会导致出料压力严重不足而难于拉条切粒。