一種連續(xù)長玻璃纖維增強熱塑性樹脂的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種連續(xù)長玻璃纖維增強熱塑性樹脂，由四甲基氫氧化銨甲醇溶液改性長玻璃纖維5-70份、熱塑性樹脂30-95份與助劑0-10份制備而成。使用四甲基氫氧化銨甲醇溶液來改性長玻璃纖維，增加了長玻璃纖維表面的官能度和表面粗糙度，與熱塑性樹脂基體界面結合能力強，大大的改善纖維與基質的浸潤性與相容性，最終制備的長玻璃纖維增強熱塑性樹脂強度高、抗沖擊性能好。
【專利說明】一種連續(xù)長玻璃纖維增強熱塑性樹脂

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子改性材料領域，具體涉及一種連續(xù)長玻璃纖維增強熱塑性樹 脂。
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【背景技術】
[0003] 連續(xù)長玻璃纖維增強熱塑性樹脂是一種玻璃纖維單向排布，平均長度為5-30mm 且長度方向與樹脂粒料長度方向相同的增強熱塑性樹脂。與一般的短纖維增強熱塑性塑料 相比，它具有更加優(yōu)異的抗沖擊強度、拉伸強度、模量等力學性能，已經應用于汽車、家電、 公路、鐵路等領域。（放在后面，銜接不順） 玻璃纖維作為增強劑一般需要經過處理后才能使用，一般的方法是使用偶聯(lián)劑，如硅 烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑等處理。但使用偶聯(lián)劑改性玻璃纖維有以下缺點：（1)偶聯(lián)劑處理 玻璃纖維前，需要一個熱處理過程，用于去除玻璃纖維中的紡織型浸潤劑。然而，玻璃纖維 進行熱處理后，損傷較大，強度會下降；（2)偶聯(lián)劑浸潤玻璃纖維后會附著于玻璃纖維的表 面，與樹脂的界面結合能力較弱；（3)使用偶聯(lián)劑處理工藝時間長，成本較高。
[0004] 針對這些問題，有人使用了氫氧化鈉水溶液和硫酸溶液來處理長玻璃纖維，經過 氫氧化鈉水溶液和硫酸溶液處理過的長玻璃纖維表面雖然能夠附著一定與樹脂可親的基 團，有利于纖維與樹脂基體的復合，但是玻璃纖維表面也會出現(xiàn)裂紋、凹坑，從而大大損傷 了玻璃纖維的強度。
[0005] 另外，在制備長玻璃纖維增強熱塑性樹脂的常用工藝中，長玻璃纖維是通過纖維 入口進入熔體槽，再從牽引口出來時，玻璃纖維內部容易出現(xiàn)斷裂，最終導致制備的產品強 度低、抗沖擊強度差等缺陷。
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【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有長玻璃纖維增強熱塑性樹脂存在的問題，提供一種 連續(xù)長玻璃纖維增強熱塑性樹脂。
[0008] -種連續(xù)長玻璃纖維增強熱塑性樹脂，由以下組分按重量份制備而成： 四甲基氫氧化銨甲醇溶液改性長玻璃纖維5-70份 熱塑性樹脂30-95份 助劑0.-10份。
[0009] 所述的四甲基氫氧化銨甲醇溶液改性長玻璃纖維是將長玻璃纖維在濃度為 0. 5%_1%的四甲基氫氧化銨甲醇溶液中浸潤0. 5-1小時烘干所得。
[0010] 所述的熱塑性樹脂為聚丙烯、聚酰胺、聚酯中的一種。
[0011] 所述的聚酰胺選自聚酰胺6、聚酰胺66中的一種；所述的聚酯選自聚對苯二甲酸 乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯中的一種。
[0012] 所述的助劑為抗氧劑和/或潤滑劑。
[0013] 本發(fā)明的連續(xù)長玻璃纖維增強熱塑性樹脂中的連續(xù)長玻璃纖維單絲沿母粒長度 方向平行排列，且與母粒顆粒長度相同，平均長度為5-30mm。
[0014] 四甲基氫氧化銨甲醇溶液改性長玻璃纖維的制備方法具體如下：（1)把四甲基氫 氧化銨溶于甲醇中，配制濃度為0. 5%-1%的四甲基氫氧化銨甲醇溶液（2)把表面未經過處 理的長玻璃纖維浸潤到四甲基氫氧化銨甲醇溶液中，浸潤0. 5-1小時，取出烘干。
[0015] 其中浸潤時間在0. 5-1小時這個范圍內，長玻璃纖維表面浸潤性最好，不會出現(xiàn) 微裂紋、損傷。同時，四甲基氫氧化銨甲醇溶液濃度為0. 5%-1%，在這個濃度范圍內，長玻璃 纖維經過改性后增強熱塑性樹脂的拉伸強度最高、抗沖擊強度最好。
[0016] 所述的助劑選自常用的抗氧劑、潤滑劑中的一種或多種。本發(fā)明實施例中選用的 抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168的復配物；潤滑劑選用硬酯酸鈣。
[0017] 本發(fā)明中最終產品采用的制備方法為常規(guī)的長玻璃纖維增強熱塑性樹脂生產方 法。
[0018] 本發(fā)明的有益效果有：經過大量的實驗，使用四甲基氫氧化銨甲醇溶液來改性長 玻璃纖維，增加了長玻璃纖維表面的官能度和表面粗糙度，與熱塑性樹脂基體界面結合能 力強，大大的改善纖維與基質的浸潤性與相容性，最終制備的長玻璃纖維增強熱塑性樹脂 強度高、抗沖擊性能好。
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【具體實施方式】
[0020] 以下結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0021] 本發(fā)明中所有的濃度單位均指重量濃度。
[0022] 如無具體說明，本發(fā)明的各種原料均可以通過市售得到；或根據(jù)本領域常規(guī)方法得 至IJ。除另有定義或說明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學用語與本領域技術熟練人員熟悉的 意義相同。此外任何與所記載內容相似或均等的方法及材料皆可應用于本發(fā)明方法中。 [0023] 本發(fā)明中力學測試方法如下： 拉伸性能的測試：ASTM D638,塑料拉伸性能試驗方法，拉伸速度5mm/min。
[0024] 沖擊性能的測試：懸臂梁缺口沖擊強度按照ASTM D256,塑料懸臂梁沖擊試驗方法。
[0025] 實施例1 把四甲基氫氧化銨溶于甲醇中，配制四甲基氫氧化銨甲醇溶液濃度為0.8%;把表面未 經過處理的長玻璃纖維浸潤到四甲基氫氧化銨甲醇溶液中，浸潤0.8小時，取出烘干得改 性長玻璃纖維。
[0026] 稱取50份的聚對苯二甲酸乙二醇酯，0. 2份的抗氧劑1010,0. 3份的抗氧劑168, 5 份硬脂酸鈣常溫混合后，于擠出機加料口加入，經熔融擠出進入熔體槽；再將改性長玻璃纖 維從熔體槽的玻纖口加入，控制長玻璃纖維填充量為50份，經牽引、壓輥、切粒得連續(xù)長玻 璃纖維增強熱塑性樹脂。
[0027] 實施例2 把四甲基氫氧化銨溶于甲醇中，配制四甲基氫氧化銨甲醇溶液濃度為0.6%;把表面未 經過處理的玻璃纖維浸潤到四甲基氫氧化銨甲醇溶液中，浸潤0. 5小時，取出烘干得改性 長玻璃纖維。
[0028] 稱取65份的聚酰胺66,0. 1份的抗氧劑1010,0. 2份的抗氧劑168,常溫混合后，于 擠出機加料口加入，經熔融擠出進入熔體槽；再將改性長玻璃纖維從熔體槽的玻纖口加入， 控制長玻璃纖維填充量為35份，經牽引、壓輥、切粒得連續(xù)長玻璃纖維增強熱塑性樹脂。
[0029] 實施例3 把四甲基氫氧化銨溶于甲醇中，配制四甲基氫氧化銨甲醇溶液濃度為0.5%;把表面未 經過處理的玻璃纖維浸潤到四甲基氫氧化銨甲醇溶液中，浸潤1小時，取出烘干得改性長 玻璃纖維。
[0030] 稱取95份的聚酰胺6,于擠出機加料口加入，經熔融擠出進入熔體槽；再將改性長 玻璃纖維從熔體槽的玻纖口加入，控制長玻璃纖維填充量為5份；經牽引、壓輥、切粒得連 續(xù)長玻璃纖維增強熱塑性樹脂。
[0031] 實施例4 把四甲基氫氧化銨溶于甲醇中，配制四甲基氫氧化銨甲醇溶液濃度為1%;把表面未經 過處理的玻璃纖維浸潤到四甲基氫氧化銨甲醇溶液中，浸潤0. 7小時，取出烘干得改性長 玻璃纖維。
[0032] 稱取30份的聚對苯二甲酸丁二醇酯，0. 2份的抗氧劑1010,0. 3份的抗氧劑168， 9. 5份硬脂酸鈣常溫混合后，于擠出機加料口加入，經熔融擠出進入熔體槽；再將改性長玻 璃纖維從熔體槽的玻纖口加入，控制長玻璃纖維填充量為70份；經牽引、壓輥、切粒得連續(xù) 長玻璃纖維增強熱塑性樹脂。
[0033] 實施例5 把四甲基氫氧化銨溶于甲醇中，配制四甲基氫氧化銨甲醇溶液濃度為1%;把表面未經 過處理的玻璃纖維浸潤到四甲基氫氧化銨甲醇溶液中，浸潤0. 7小時，取出烘干得改性長 玻璃纖維。
[0034] 稱取55份的聚丙烯，0. 2份的抗氧劑1010,0. 3份的抗氧劑168,1. 5份硬脂酸鈣常 溫混合后,于擠出機加料口加入,經熔融擠出進入熔體槽；再將改性長玻璃纖維從熔體槽的 玻纖口加入，控制長玻璃纖維填充量為45份；經牽引、壓輥、切粒得連續(xù)長玻璃纖維增強熱 塑性樹脂。
[0035] 對比例1 把玻璃纖維浸潤在濃度為5%的氫氧化鈉水溶液中，浸潤2小時，取出烘干，備用。后續(xù) 加工工藝與實施實例1相同。
[0036] 對比例2 把玻璃纖維浸潤在濃度為1%的娃燒偶聯(lián)劑Hi550中，浸潤6小時，取出烘干，備用。后 續(xù)加工工藝與實施實例1相同。
[0037] 對比例3 把玻璃纖維先進行熱處理，處理溫度為500°C，時間1個小時，備用。然后浸潤在濃度為 1%的硅烷偶聯(lián)劑KH550中，浸潤6小時，取出烘干。后續(xù)加工工藝與實施實例1相同。
[0038] 將實施例1-5制備的連續(xù)長玻璃纖維增強熱塑性樹脂與對比例1-3偶聯(lián)劑改性玻 璃纖維制備的玻璃纖維增強熱塑性樹脂，按照ASTM D638、ASTM D256對其拉伸性能與沖擊 性能進行試驗，數(shù)據(jù)如下表所示：

【權利要求】
1. 一種連續(xù)長玻璃纖維增強熱塑性樹脂，其特征在于：由以下組分按重量份制備而 成： 四甲基氫氧化銨甲醇溶液改性長玻璃纖維5-70份 熱塑性樹脂30-95份 助劑0-10份。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種連續(xù)長玻璃纖維增強熱塑性樹脂，其特征在于，所述的 四甲基氫氧化銨甲醇溶液改性長玻璃纖維是將長玻璃纖維在濃度為〇. 5%-1%的四甲基氫 氧化銨甲醇溶液中浸潤〇. 5-1小時烘干所得。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種連續(xù)長玻璃纖維增強熱塑性樹脂，其特征在于：所述的 熱塑性樹脂為聚丙烯、聚酰胺、聚酯中的一種。
4. 根據(jù)權利要求3所述的一種連續(xù)長玻璃纖維增強熱塑性樹脂，其特征在于：所述的 聚酰胺選自聚酰胺6、聚酰胺66中的一種；所述的聚酯選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯 二甲酸丁二醇酯中的一種。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種連續(xù)長玻璃纖維增強熱塑性樹脂，其特征在于：所述的 助劑為抗氧劑和/或潤滑劑。
【文檔編號】C08L77/00GK104419063SQ201310383268
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權日:2013年8月29日
【發(fā)明者】楊桂生, 李萬里, 姚晨光 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司