一種泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料，由以下按重量份數(shù)計量的原料組成：高結(jié)晶均聚聚丙烯樹脂50~80份、無堿連續(xù)長玻璃纖維20~35份、相容劑3~8份、增韌劑0~5份、成核劑0.1~1份、潤滑劑0.1~1份、紫外線吸收劑0.1~1份和抗氧劑0.1~1份。本發(fā)明賦予玻纖增強聚丙烯材料較高的拉伸強度、彎曲模量、硬度的同時，還使得其兼顧了沖擊強度好、成型收縮率小、不易老化等特點，同時，該材料的熱變形溫度大，高溫條件下抗氧化性良好，成本低廉，重量輕，可代替金屬材料用于制作泳池扶梯踏板。
【專利說明】一種泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，尤其涉及一種泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料，本發(fā)明還涉及該玻纖增強聚丙烯材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚丙烯由于具有優(yōu)良的綜合性能、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、較好的加工成型性能和相對低廉的價格等特點，被廣泛運用于家電和車用領(lǐng)域。然而未經(jīng)改性的聚丙烯存在拉伸強度、彎曲模量、硬度低，耐低溫沖擊強度差，成型收縮大，易老化等缺點，嚴(yán)重影響了聚丙烯的使用范圍。
[0003]增強聚丙烯是聚丙烯與玻璃纖維、石棉或無機填料的混合物，均聚物型和共聚物型的聚丙烯材料具有較好的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性和抗溶解性，然而其對芳香烴(如苯)溶劑、氯化烴(如四氯化碳)溶劑等沒有抵抗力，且在高溫下抗氧化性較差，同時，現(xiàn)有的增強聚丙烯材料也不能很好的解決聚丙烯存在的拉伸強度、彎曲模量、硬度低，耐低溫沖擊強度差，成型收縮大，易老化等缺點，而用ABS樹脂和PBT樹脂代替增強聚丙烯用于家電和車用領(lǐng)域時，產(chǎn)品成本大幅度增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料，該材料具有較高的拉伸強度、彎曲模量、硬度，且其沖擊強度好，成型收縮率小，不易老化，同時，該材料的熱變形溫度大，高溫條件下抗氧化性良好。
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料，由以下按重量份數(shù)計量的原料組成:
高結(jié)晶均聚聚丙烯樹脂50~80份
無堿連續(xù)長玻璃纖維20~35份
相容劑3~8份
增韌劑0~5份
成核劑0.1~1份
潤滑劑0.1~1份
紫外線吸收劑0.1~1份
抗氧劑0.1^1份；
其中，所述高結(jié)晶均聚聚丙烯的熔融指數(shù)為4(T55g/10min ；
所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯或丙烯酸接枝聚丙烯；
所述增韌劑為POE、EVA、EPR、SEBS和SBS中的任一種或幾種的組合；
所述成核劑為3成核劑、納米級超細滑石粉、丁二酸鈉和磷酸酯堿金屬鹽類中的任一種或幾種的組合；
所述潤滑劑為硬脂酸、EBS、聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和硅酮粉中的任一種或幾種的組合；
所述紫外線吸收劑為紫外線吸收劑UV-234、紫外線吸收劑UV-328和紫外線吸收劑UV-531的任一種或幾種的組合；
所述抗氧化劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑1098、抗氧劑245和抗氧劑1076中的任一種或幾種的組合。
[0006]進一步地，本發(fā)明玻纖增強聚丙烯材料優(yōu)選由以下按重量份數(shù)計量的原料組成: 高結(jié)晶均聚聚丙烯樹脂65~75份
無堿連續(xù)長玻璃纖維2(T25份
相容劑5份
增韌劑3份
成核劑0.ri份
潤滑劑0.n份
紫外線吸收劑0.n份
抗氧劑0.ri份。
[0007]本發(fā)明還提供了一種泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料的制備方法，該方法包括以下步驟:` 1)將增韌劑、相容劑、潤滑劑、成核劑、紫外線吸收劑和抗氧劑按配方比配制好后，在低速攪拌機中預(yù)混合3min ；
2)將高結(jié)晶均聚聚丙烯加入低速攪拌機中，并在低速攪拌機中與經(jīng)步驟I)之后的物料混合3min,然后將物料從王喂料系統(tǒng)喂入到雙螺桿擠出機中；
3)將無堿連續(xù)長玻璃纖維從雙螺桿擠出機的加纖口加入雙螺桿擠出機中；
4)將經(jīng)步驟3)之后的物料通過螺桿直徑為3(T75mm、長徑比為36~40:1的雙螺桿擠出機中進行混煉，雙螺桿擠出機溫度為:第一區(qū)為12(T135°C，第二區(qū)~第四區(qū)為18(T185°C，第五區(qū)~第九區(qū)為185~195°C，機頭溫度為200°C，同時通過水冷卻后拉條、切粒，經(jīng)振動篩分離出粒子，混合均勻后包裝，得到泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料。
[0008]本發(fā)明選用高流動性的高結(jié)晶均聚聚丙烯作為樹脂基材，可降低加工難度，同時賦予材料較高的彎曲模量和綜合性能。無堿連續(xù)長玻璃纖維的添加則進一步增強了材料的彎曲模量，同時還提高了材料的拉伸強度、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性。
[0009]本發(fā)明使用的相容劑自身帶有的反應(yīng)型基團，可改善玻璃纖維與聚丙烯樹脂之間的相容性，提高產(chǎn)品的拉伸強度、彎曲強度和表面光潔度。增韌劑的添加，可在原有的基礎(chǔ)上，提高玻纖增強聚丙烯的懸臂梁缺口沖擊強度，使注塑出來的制件不易破裂。成核劑的添加，可細化晶粒，提高結(jié)晶速率，達到縮短成型周期、提高制品透明性、表面光澤、抗拉強度、剛性、熱變形溫度、抗沖擊性、抗蠕變性等物理機械性能。
[0010]此外，本發(fā)明潤滑劑、紫外線吸收劑和抗氧劑的添加，可以進一步改善玻纖增強聚丙烯材料的的加工性能，提高產(chǎn)品的耐熱性和耐老化性，降低制件受紫外線的破環(huán)，保持產(chǎn)品的物理性能。
[0011]本發(fā)明賦予玻纖增強聚丙烯材料較高的拉伸強度、彎曲模量、硬度的同時，還使得其兼顧沖擊強度好、成型收縮率小、不易老化等特點，同時，該材料的熱變形溫度大，高溫條件下抗氧化性良好，成本低廉，重量輕，可代替金屬材料用于制作泳池扶梯踏板。【具體實施方式】
[0012]本發(fā)明揭示了一種泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料，由以下按重量份數(shù)計量的原料組成:
高結(jié)晶均聚聚丙烯樹脂5(T80份
無堿連續(xù)長玻璃纖維2(T35份
相容劑3~8份
增韌劑(T5份
成核劑0.ri份
潤滑劑0.n份
紫外線吸收劑0.n份
抗氧劑0.1^1份。
[0013]其中，高結(jié)晶均聚聚丙烯的熔融指數(shù)為4(T55g/10min，彎曲模量為170(T2200MPa，具有高結(jié) 晶度和高剛性。本發(fā)明所提及的無堿連續(xù)玻璃纖維經(jīng)過偶聯(lián)劑改性處理，和高結(jié)晶均聚聚丙烯混合后可得到取向，且易分散，從而提高材料的拉伸強度、彎曲模量、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性等。
[0014]為了提高材料的相容性，所提及的相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯或丙烯酸接枝聚丙烯，該種相容劑自身帶有反應(yīng)型基團，可改善玻璃纖維與聚丙烯樹脂之間的相容性，提高產(chǎn)品的拉伸強度、彎曲強度和表面光潔度。
[0015]為了提高材料的抗應(yīng)力開裂性能，本發(fā)明中添加了增韌劑，所述增韌劑為P0E、EVA、EPR、SEBS和SBS中的任一種或幾種的組合，具有良好的韌性、撓曲性和耐應(yīng)力開裂性，可使玻纖增強聚丙烯的缺口沖擊強度得到提高。所述潤滑劑為硬脂酸、EBS、聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和硅酮粉中的任一種或幾種的組合，可降低擠出的玻纖增強聚丙烯的表面粗糙度，提高注塑件的脫模性。
[0016]本發(fā)明成核劑為P成核劑、納米級超細滑石粉、丁二酸鈉和磷酸酯堿金屬鹽類中的任一種或幾種的組合，可改變聚丙烯樹脂的結(jié)晶行為，加快結(jié)晶速率、增加結(jié)晶密度和促使晶粒尺寸微細化，達到縮短成型周期、提高制品透明性、表面光澤、抗拉強度、剛性、熱變形溫度、抗沖擊性、抗蠕變性等物理機械性能。
[0017]為了進一步提高材料的使用壽命及延緩產(chǎn)品發(fā)生發(fā)黃等的現(xiàn)象，保證制件的外觀及耐老化性能，本發(fā)明中還添加了紫外線吸收劑和抗氧劑，所述紫外線吸收劑為紫外線吸收劑UV-234、紫外線吸收劑UV-328和紫外線吸收劑UV-531的任一種或幾種的組合；抗氧化劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑1098、抗氧劑245和抗氧劑1076中的任一種或幾種的組合。
[0018]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，該玻纖增強聚丙烯材料由以下按重量份數(shù)計量的原料組成:
高結(jié)晶均聚聚丙烯樹脂65~75份
無堿連續(xù)長玻璃纖維2(T25份
相容劑5份
增韌劑3份成核劑0.ri份
潤滑劑0.n份
紫外線吸收劑0.n份
抗氧劑0.ri份。
[0019]本發(fā)明還提供了一種泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料的制備方法，該方法包括以下步驟:
1)將增韌劑、相容劑、潤滑劑、成核劑、紫外線吸收劑和抗氧劑按配方比配制好后，在低速攪拌機中預(yù)混合3min ；
2)將高結(jié)晶均聚聚丙烯加入低速攪拌機中，并在低速攪拌機中與經(jīng)步驟I)之后的物料混合3min,然后將物料從王喂料系統(tǒng)喂入到雙螺桿擠出機中；
3)將無堿連續(xù)長玻璃纖維從雙螺桿擠出機的加纖口加入雙螺桿擠出機中；
4)將經(jīng)步驟3)之后的物料通過螺桿直徑為3(T75mm、長徑比為36~40:1的雙螺桿擠出機中進行混煉，雙螺桿擠出機溫度為:第一區(qū)為12(T135°C，第二區(qū)~第四區(qū)為18(T185°C，第五區(qū)~第九區(qū)為185~195°C，機頭溫度為200°C，同時通過水冷卻后拉條、切粒，經(jīng)振動篩分離出粒子，混合均勻后包裝，得到泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料。
[0020]為了本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，以下通過具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細的描述。
[0021]實施例1
本實施例泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料由以下按重量份數(shù)計量的原料組成:
高結(jié)晶均聚聚丙烯樹脂77份
無堿連續(xù)長玻璃纖維20份
相容劑2份
成核劑0.3份
潤滑劑0.3份
紫外線吸收劑0.1份
抗氧劑0.3份。
[0022]實施例2
本實施例泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料由以下按重量份數(shù)計量的原料組
成:
高結(jié)晶均聚聚丙烯樹脂74份
無堿連續(xù)長玻璃纖維20份
相容劑5份
成核劑0.3份
潤滑劑0.3份
紫外線吸收劑0.1份
抗氧劑0.3份。
[0023]實施例3
本實施例泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料由以下按重量份數(shù)計量的原料組成:
高結(jié)晶均聚聚丙烯樹脂64份
無堿連續(xù)長玻璃纖維30份
相容劑5份
成核劑0.3份
潤滑劑0.3份
紫外線吸收劑0.1份
抗氧劑0.3份。
[0024]實施例4
本實施例泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料由以下按重量份數(shù)計量的原料組
成:
高結(jié)晶均聚聚丙烯樹脂61份
無堿連續(xù)長玻璃纖維30份
相容劑5份
增韌劑3份
成核劑0.3份
潤滑劑0.3份
紫外線吸收劑0.1份
抗氧劑0.3份。
[0025]對比例I
本實施例泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料由以下按重量份數(shù)計量的原料組
成:
普通均聚聚丙烯樹脂74份
無堿連續(xù)長玻璃纖維20份
相容劑5份
成核劑0.3份
潤滑劑0.3份
紫外線吸收劑0.1份
抗氧劑0.3份。
[0026]對比例2
本實施例泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料由以下按重量份數(shù)計量的原料組
成:
聚丙烯樹脂64份
無堿連續(xù)長玻璃纖維30份
相容劑5份
成核劑0.3份
潤滑劑0.3份
紫外線吸收劑0.1份
抗氧劑0.3份。[0027]對比例3
本實施例泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料由以下按重量份數(shù)計量的原料組
成:
聚丙烯樹脂61份
無堿連續(xù)長玻璃纖維30份
相容劑5份
增韌劑3份
成核劑0.3份
潤滑劑0.3份
紫外線吸收劑0.1份
抗氧劑0.3份。
[0028]上述提及的對比例I是參照實施例2作對比,對比例2是參照實施例3作對比,對比例3是參照實施例4作對比，對比例與實施例的區(qū)別在于使用不同聚丙烯樹脂。實施例r4和對比例f 3所得的泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料均是采用以下方法制備得到，該方法包括以下具體步驟:
1)將增韌劑、相容劑、潤`滑劑、成核劑、紫外線吸收劑和抗氧劑按配方比配制好后，在低速攪拌機中預(yù)混合3min ；
2)將高結(jié)晶均聚聚丙烯加入低速攪拌機中，并在低速攪拌機中與經(jīng)步驟I)之后的物料混合3min,然后將物料從王喂料系統(tǒng)喂入到雙螺桿擠出機中；
3)將無堿連續(xù)長玻璃纖維從雙螺桿擠出機的加纖口加入雙螺桿擠出機中；
4)將經(jīng)步驟3)之后的物料通過螺桿直徑為3(T75mm、長徑比為36~40:1的雙螺桿擠出機中進行混煉，同時通過水冷卻后拉條、切粒，經(jīng)振動篩分離出粒子，混合均勻后包裝，得到泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料。其中，雙螺桿擠出機造粒工藝時各區(qū)的溫度如表I所示:
【權(quán)利要求】
1.一種泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料，由以下按重量份數(shù)計量的原料組成: 高結(jié)晶均聚聚丙烯樹脂5(T80份 無堿連續(xù)長玻璃纖維2(T35份相容劑3~8份增韌劑(T5份 成核劑0.ri份 潤滑劑0.n份 紫外線吸收劑0.n份 抗氧劑0.1^1份； 其中，所述高結(jié)晶均聚聚丙烯的熔融指數(shù)為4(T55g/10min ； 所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯或丙烯酸接枝聚丙烯； 所述增韌劑為POE、EVA、EPR、SEBS和SBS中的任一種或幾種的組合； 所述成核劑為3 成核劑、納米級超細滑石粉、丁二酸鈉和磷酸酯堿金屬鹽類中的任一種或幾種的組合； 所述潤滑劑為硬脂酸、EBS、聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和硅酮粉中的任一種或幾種的組合； 所述紫外線吸收劑為紫外線吸收劑UV-234、紫外線吸收劑UV-328和紫外線吸收劑UV-531的任一種或幾種的組合； 所述抗氧化劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑1098、抗氧劑245和抗氧劑1076中的任一種或幾種的組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于:該玻纖增強聚丙烯材料由以下按重量份數(shù)計量的原料組成: 高結(jié)晶均聚聚丙烯樹脂65~75份 無堿連續(xù)長玻璃纖維2(T25份相容劑5份增韌劑3份 成核劑0.ri份 潤滑劑0.n份 紫外線吸收劑0.n份 抗氧劑0.ri份。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料的制備方法，該方法包括以下步驟: 1)將增韌劑、相容劑、潤滑劑、成核劑、紫外線吸收劑和抗氧劑按配方比配制好后，在低速攪拌機中預(yù)混合3min ； 2)將高結(jié)晶均聚聚丙烯加入低速攪拌機中，并在低速攪拌機中與經(jīng)步驟I)之后的物料混合3min,然后將物料從王喂料系統(tǒng)喂入到雙螺桿擠出機中； 3)將無堿連續(xù)長玻璃纖維從雙螺桿擠出機的加纖口加入雙螺桿擠出機中； 4)將經(jīng)步驟3)之后的物料通過螺桿直徑為3(T75mm、長徑比為36~40:1的雙螺桿擠出機中進行混煉，雙螺桿擠出機溫度為:第一區(qū)為12(T135°C，第二區(qū)~第四區(qū)為18(T185°C，第五區(qū)~第九區(qū)為185~195°C，機頭溫度為200°C，同時通過水冷卻后拉條、切粒，經(jīng)振動篩分離出粒子，混合均勻后包裝，得到泳池扶梯踏板用的玻纖增強聚丙烯材料 。
【文檔編號】C08K13/04GK103601976SQ201310610657
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】沈旭渠, 張翼翔, 陳銳彬, 姚杏梅, 李玲玉 申請人:廣東聚石化學(xué)股份有限公司