一種高韌性玻纖增強聚合物合金及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種高韌性玻纖增強聚合物合金及其制備方法，所述合金包括以下組分和重量份：基體樹脂40～95份，等離子體處理過的玻纖5～50份，增韌劑1～10份，偶聯劑0.1～5份，抗氧劑0.1～1份，潤滑劑0.1～1份。該高韌性玻纖增強聚合物的生產方法主要通過對未上漿連續玻璃纖維進行等離子體處理，提高玻璃纖維表面的粗糙度和活性基團，增加增韌劑對玻纖的潤濕性和玻璃纖維在聚合物中的分散性，通過偶聯劑的使用進一步提高增韌劑對纖維的潤濕性以及纖維和聚合物的粘結性能，從而極大地在提高玻璃纖維增強材料的強度的同時提高玻纖增強聚合物合金材料的韌性。

【技術實現步驟摘要】
一種高韌性玻纖增強聚合物合金及其制備方法
本專利技術屬于高分子改性
，涉及一種高韌性玻纖增強聚合物合金及其制備方法。
技術介紹
由于強度在一定的程度上限制了聚合物的應用，所以近年來通過纖維來增強聚合物合金的應用越來越廣泛。尤其是玻璃纖維具有相對較低的價格使得玻璃纖維增強材料的應用越來越廣泛，但是玻璃纖維增強復合材料雖然具有較高的剛性，但是玻纖的加入使得聚合物合金的韌性下降極其嚴重，限制了玻纖增強聚合物合金在對韌性要求較高場所的應用，因此，玻纖增強聚合物韌性的改善成為頗需解決的問題。目前，增韌玻纖增強聚合物合金的主要方法為添加增韌劑，增韌劑主要為丙烯酸酯類和彈性體等，其中丙烯酸酯類主要為MBS。但是這些增韌劑在一定的添加量之后增韌效果提高并不理想，因此有必要開發出一種韌性保持較好的玻纖增強聚合物合金的制備方法。
技術實現思路
本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種高韌性玻纖增強聚合物合金及其制備方法，該方法主要是將基體樹脂和經過等離子體處理后的玻璃纖維通過螺桿擠出來制備一種高強度高韌性的玻纖增強聚合物合金，該高韌性玻纖增強聚合物的制備方法主要通過對未上漿的玻纖長絲進行等離子體處理，通過等離子體處理增加纖維表面的粗糙度和提高玻璃纖維表面的極性基團(如羥基等)，提高玻璃纖維和聚合物的潤濕性，通過添加偶聯劑進一步提高纖維與聚合物和增韌劑的粘結強度，從而大大提高玻璃纖維增強材料的韌性。本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：第一方面，本專利技術提供一種高韌性玻纖增強聚合物合金，包括以下組分和重量份：優選地，所述等離子體處理玻纖是由直徑為5～15μm的未上漿連續玻纖經過等離子體處理所得。優選地，所述未上漿的連續玻纖經等離子體處理后失重率為0.1～1.0％。優選地，所述未上漿的連續玻纖經等離子體處理后在空氣中停留1～5min后直接導入雙螺桿擠出機制備所述高韌性玻纖增強聚合物合金。所述等離子處理具體指在反應性氣體氣氛為氧氣、氮氣或者氨氣等反應性氣體，通過調整等離子體反應器的放電功率和等離子體反應器中的氣壓來調節玻璃纖維被刻蝕后損失的重量分數，使刻蝕的重量分數保持在0.1～1.0％，然后讓處理好的長絲在空氣中停留1～5min后直接導入雙螺桿擠出機；為避免玻纖過度刻蝕損壞材料的性能，玻纖的失重率為0.1～1.0％；通過失重率來調控等離子體反應器中的脈沖、兩級電壓和處理時間等參數。優選地，所述基體樹脂包括雙酚A型聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、ABS樹脂中的一種或兩種及兩種以上混合物。優選地，所述增韌劑為非交聯的增韌劑，包括非交聯非反應性增韌劑或非交聯反應性增韌劑；所述非交聯非反應性增韌劑包括EMA、EBA、EPDM、熱塑性苯乙烯彈性體；所述非交聯反應性增韌劑包括EMA-g-MAH、EMA-g-GMA、EBA-g-MAH、EBA-g-GMA、或熱塑性苯乙烯彈性體接枝活性官能團。優選地，所述偶聯劑包括硅烷類偶聯劑，其中，硅烷偶聯劑的通式為RSiX3，式中R代表氨基、巰基、乙烯基、環氧基、氰基或甲基丙烯酰氧基等基團；硅烷偶聯劑實質上是一類具有有機官能團的硅烷，在其分子中同時具有能和無機質材料(如玻璃、硅砂、金屬等)化學結合的反應基團及與有機質材料(合成樹脂等)化學結合的反應基團；這些基團和不同的基體樹脂均具有較強的反應能力，X代表能夠水解的烷氧基(如甲氧基、乙氧基等)。優選地，所述抗氧劑包括市售的抗氧劑245、抗氧劑168、抗氧劑1010、抗氧劑PEP-8T或S9228中的一種或多種。優選地，所述潤滑劑包括液體石蠟、固體石蠟、硅烷聚合物、脂肪酸鹽、硬脂酸酰胺、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、甲撐雙硬脂酸酰胺或N，N-乙撐雙硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸中的一種或多種。第二方面，本專利技術提供一種所述高韌性玻纖增強聚合物合金的制備方法，具體包括以下步驟：步驟一、按照以下組分及重量份備料：基體樹脂40～95份、等離子體處理玻纖5～50份、增韌劑1～10份、偶聯劑0.1～5份、抗氧劑0.1～1份、潤滑劑0.1～1份；步驟二、將所述基體樹脂、偶聯劑、增韌劑以及抗氧劑和潤滑劑依次加入混合攪拌機中，充分混合后，導出，再置于雙螺桿擠出機中；等離子體處理玻纖待基體樹脂完全塑化后由后段側喂加入，控制雙螺桿擠出機的溫度為230～380℃，轉速為300～1000r/min，擠出造粒，即得所述高韌性玻纖增強聚合物合金；優選地，所述雙螺桿擠出機的螺桿為同向雙螺桿，所述雙螺桿的長徑比>30。與現有技術相比，本專利技術具有如下所述的有益效果：1、使用的玻纖為未上漿的連續玻璃纖維，可以節省上漿和短切的工藝成本；2、通過對玻纖進行等離子體處理，可以提高玻璃纖維表面的粗糙度和活性基團，從而增加玻璃纖維增韌劑對玻纖的潤濕性和在聚合物中的分散性；3、通過偶聯劑的使用進一步提高增韌劑對纖維的潤濕性以及纖維和聚合物的粘結性能，在提高玻纖增強聚合物的強度時同時極大地提高玻纖增強聚合物合金材料的韌性。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本專利技術的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：圖1為本申請制備方法流程示意圖。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本專利技術，但不以任何形式限制本專利技術。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本專利技術的保護范圍。本專利技術中，所述的基體樹脂主要包括雙酚A型聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺等含有反應活性的聚合物；所述的偶聯劑主要是硅烷類偶聯劑；所述的等離子處理玻纖，由直徑為5～15μm的玻纖經過等離子體處理后的長絲經過螺桿剪切所得，所述等離子處理具體指在反應性氣體氣氛為氧氣、氮氣或者氨氣等反應性氣體，通過調整等離子體反應器的放電功率和等離子體反應器中的氣壓來調節玻璃纖維被刻蝕后損失的重量分數，使刻蝕的重量分數保持在0.1～1.0％，然后讓處理好的長絲在空氣中停留1～5min后直接導入雙螺桿擠出機；為避免玻纖過度刻蝕損壞材料的性能，玻纖的失重率為0.1～1.0％；其他助劑包括抗氧劑和潤滑劑均為市售；制備方法如圖1所示。為了更好的理解和實施，下面結合實施例詳細說明本專利技術一種高韌性玻纖增強聚合物材料及其制備方法.以對聚苯二甲酸丁二醇酯為例。下述為本專利技術高韌性玻纖增強聚合物合金的制備方法，具體包括如下步驟：步驟一、按表1中的組分及重量份備料：步驟二、將聚對苯二甲酸丁二醇酯、增韌劑、偶聯劑、抗氧劑和潤滑劑于混合攪拌機中混合均勻；步驟三、將步驟二的混合物通過主喂料口進入雙螺桿擠出機，玻纖通過側喂料口共混造粒，制得合金粒子，擠出機的機筒溫度為260℃，螺桿轉速為600rpm。所述聚對苯二甲酸丁二醇酯粘度為0.98～1.02dl/g；所述等離子體處理連續玻纖(實施例1～3、對比例1)為等離子體處理后的直徑為10μm未上漿連續玻纖，處理的條件為：氣氛為N2(40％)+Ar(60％)，真空度為0.6Pa，功率為240W，失重率為0.5％；所述等離子體過度處理連續玻纖(對比例4)為等離子體處理后的直徑為10μm未上漿連續玻纖，處理的條件為：氣氛為N2(40本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高韌性玻纖增強聚合物合金，其特征在于，包括以下組分和重量份：所述等離子體處理玻纖是由直徑為5～15μm的未上漿連續玻纖經過等離子體處理所得。

【技術特征摘要】
1.一種高韌性玻纖增強聚合物，其特征在于，由以下重量份的各組分組成：所述等離子體處理玻纖是由直徑為5～15μm的未上漿連續玻纖經過等離子體處理所得；所述增韌劑為AX8900、Lotader6200、Lotryl28MA07中的一種；所述基體樹脂為聚酰胺；所述未上漿連續玻纖經等離子體處理后失重率為0.1～1.0％。2.根據權利要求1所述的高韌性玻纖增強聚合物，其特征在于，所述偶聯劑為硅烷類偶聯劑，其中，硅烷偶聯劑的通式為RSiX3，式中R代表氨基、巰基、乙烯基、環氧基、氰基或甲基丙烯酰氧基；X代表能夠水解的烷氧基。3.根據權利要求1所述的高韌性玻纖增強聚合物，其特征在于，所述抗氧劑為抗氧劑245、抗氧劑168、抗氧劑1010、抗氧劑PEP-8T、S9228中的一種或多種。4.根據權利要求1所述的高韌性玻纖增強聚合物，其特征在于，所述潤滑劑為液體石蠟、固體石蠟、硅烷聚...

【專利技術屬性】
技術研發人員：覃輝林，李強，羅明華，辛敏琦，
申請(專利權)人：廣東錦湖日麗高分子材料有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44