一種玻璃纖維增強聚丙烯用潤滑劑組合物及其成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種玻璃纖維增強聚丙烯用潤滑劑組合物及其成形方法，屬于新型高分子材料的生產(chǎn)和加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]聚合物潤滑劑是一種單一的聚合物加工助劑或由聚合物和其他成分組合的潤滑劑，能夠有效降低熱塑性塑料成型加工過程中所出現(xiàn)的高剪切力和高摩擦力，提高聚合物流動性能，避免聚合物高溫受熱分解和產(chǎn)品質(zhì)量的下降。根據(jù)作用方式的不同，聚合物潤滑體系可分為“內(nèi)表面”和“外表面”兩種潤滑劑，內(nèi)表面潤滑劑具有良好的界面相容性，在熔融聚合物材料內(nèi)部產(chǎn)生作用，它只溶解于球狀聚合物的外緣，使球狀聚合物顆粒在一層潤滑劑上潤滑，從而降低聚合物熔體的粘度;外表面潤滑劑在加工機械的表面形成一層膜，有效降低摩擦力和熱負荷，從而改善加工性能。聚合物潤滑劑主要應用于塑料高溫成型加工、航空航天及精密機械等領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)有的聚合物潤滑劑在制備玻璃纖維增強聚丙烯復合材料時，摩擦力和剪切應力過大，導致玻璃纖維的長度和玻璃纖維在基體樹脂中分散性大幅下降，同時，在較高的溫度下，無法同玻璃纖維進行復合反應，不能有效提高復合材料的強度和流動性，所以需要一種三層組合結(jié)構(gòu)的，霧化制備的潤滑劑很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:針對在制備玻璃纖維增強聚丙烯復合材料時，摩擦力和剪切應力過大，導致玻璃纖維的長度和玻璃纖維在基體樹脂中分散性大幅下降，同時，在較高的溫度下，無法同玻璃纖維進行復合反應，不能有效提高復合材料的強度和流動性的問題，提供了一種以硅烷混合液為核心，極性聚丙烯蠟霧化顆粒為間層，脂肪酸雙酰胺共混為外層結(jié)構(gòu)的潤滑劑，這種結(jié)構(gòu)可以有效地保護硅烷不易析出和水解。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是:
(1)按固液質(zhì)量比1:10，將二氧化硅顆粒置于高壓碾磨裝置中，碾壓10?15min并對其過篩，制備得粒徑大小為0.5?2.0ym二氧化硅顆粒，隨后按固液質(zhì)量比1:2，將上述制備的二氧化硅顆粒與環(huán)氧丙氧基三甲基硅烷攪拌混合，并將其置于60?80°C水浴加熱35?40min，制備得硅烷混合液，備用；
(2)按重量份數(shù)計，選取20?40份的馬來酸酐、25?30份的丙烯酸單體和35?50份丙酮，將其置于300?500r/min下攪拌混合10?15min，使其完全溶解制備的丙酮極性混合液；
(3)按固液質(zhì)量比1:5，將上述制備的丙酮極性混合液和聚丙烯蠟混合，并置于1200?1500r/min的高速攪拌機中攪拌混合10?15min，待混合完成后，將混合物料添加至雙螺桿擠出機的進料口中，擠出制備得極性聚丙烯蠟；
(4)按固液質(zhì)量比1:4，將步驟(I)制備的硅烷混合液和上述制備的極性聚丙烯蠟攪拌混合并置于玻璃纖維增強聚丙烯用潤滑劑組合物雙螺桿擠出機中，在150?200°C下霧化造粒，制備得粒徑大小為3?ΙΟμ??的混合中間層；
(5)待混合中間層制備完成后，按重量份數(shù)計，選取40?60份的上述制備的混合中間層、10?15份的亞乙基雙硬脂酰胺、20?30份的亞乙基雙棕櫚酸酰胺和10?15份的亞己基雙硬脂酰胺，在880?900r/min下攪拌混合10?15min后，將其置于140?145°C的玻璃纖維增強聚丙烯用潤滑劑組合物雙螺桿擠出機，使其噴霧造粒，即可制備得一種粒徑為15?25μm的玻璃纖維增強聚丙烯用潤滑劑。
[0006]所述的聚丙烯蠟分子量為1000?5000，熔點? 150°C。
[0007]所述的步驟(4)霧化造粒擠出機參數(shù)為一區(qū):155°C，二區(qū):165°C，三區(qū):185°C，四區(qū):190°C，五區(qū):195°C，六區(qū):190°C，七區(qū):180°C，擠出機轉(zhuǎn)速為30r/min機頭溫度為170°C。
[0008]所述的步驟(5)霧化造粒擠出機參數(shù)為一區(qū):125°(:，二區(qū):135°(:，三區(qū):155°(:，四區(qū):160°C，五區(qū):165°C，六區(qū):160°C，七區(qū):150°C，擠出機轉(zhuǎn)速為30r/min機頭溫度為140 V。
[0008]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是:
(1)在制備玻璃纖維增強聚丙烯復合材料時，最外層先融化，起到潤滑作用，有利于減少摩擦和過度剪切，有利于保持玻璃纖維的長度和玻璃纖維在基體樹脂中的均勻分散。
(2)在第二層和內(nèi)層物質(zhì)在較高的溫度下，可以與玻璃纖維發(fā)生的反應。有利提高復合材料的強度。
(3)有利于提高玻纖增強聚丙烯復合材料的流動性。
【具體實施方式】
[0009]首先按固液質(zhì)量比1:10，將二氧化硅顆粒置于高壓碾磨裝置中，碾壓10?15min并對其過篩，制備得粒徑大小為0.5?2.0ym 二氧化硅顆粒，隨后按固液質(zhì)量比1:2，將上述制備的二氧化硅顆粒與環(huán)氧丙氧基三甲基硅烷攪拌混合，并將其置于60?80°C水浴加熱35?40min，制備得硅烷混合液，備用；按重量份數(shù)計，選取20?40份的馬來酸酐、25?30份的丙烯酸單體和35?50份丙酮，將其置于300?500r/min下攪拌混合10?15min，使其完全溶解制備的丙酮極性混合液;按固液質(zhì)量比1: 5，將上述制備的丙酮極性混合液和聚丙烯蠟混合，并置于1200?1500r/min的高速攪拌機中攪拌混合10?15min，待混合完成后，將混合物料添加至雙螺桿擠出機的進料口中，擠出制備得極性聚丙烯蠟;按固液質(zhì)量比1:4，將步驟
(I)制備的硅烷混合液和上述制備的極性聚丙烯蠟攪拌混合并置于玻璃纖維增強聚丙烯用潤滑劑組合物雙螺桿擠出機中，在150?200°C下霧化造粒，制備得粒徑大小為3?ΙΟμπι的混合中間層;待混合中間層制備完成后，按重量份數(shù)計，選取40?60份的上述制備的混合中間層、10?15份的亞乙基雙硬脂酰胺、20?30份的亞乙基雙棕櫚酸酰胺和10?15份的亞己基雙硬脂酰胺，在880?900r/min下攪拌混合10?15min后，將其置于140?145°C的玻璃纖維增強聚丙烯用潤滑劑組合物雙螺桿擠出機，使其噴霧造粒，即可制備得一種粒徑為15?25μm的玻璃纖維增強聚丙烯用潤滑劑。其中聚丙烯蠟分子量為1000?5000，熔點2 150°C。第一次霧化造粒擠出機參數(shù)為一區(qū):155°C，二區(qū):165°C，三區(qū):185°C，四區(qū):190°C，五區(qū):195°C，六區(qū):190°C，七區(qū):180°C，擠出機轉(zhuǎn)速為30r/min機頭溫度為170°C。第二次霧化造粒擠出機參數(shù)為一區(qū):125°C，二區(qū):135°C，三區(qū):155°C，四區(qū):160°C，五區(qū):165°C，六區(qū):160°C，七區(qū):150°C，擠出機轉(zhuǎn)速為30r/min機頭溫度為140°C。
實例I
[0010]首先按固液質(zhì)量比1:10，將二氧化硅顆粒置于高壓碾磨裝置中，碾壓1min并對其過篩，制備得粒徑大小為0.5μπι 二氧化硅顆粒，隨后按固液質(zhì)量比1:2，將上述制備的二氧化硅顆粒與環(huán)氧丙氧基三甲基硅烷攪拌混合，并將其置于60°C水浴加熱35min，制備得硅烷混合液，備用；按重量份數(shù)計，選取20份的馬來酸酐、30份的丙烯酸單體和50份丙酮，將其置于300r/min下攪拌混合1min，使其完全溶解制備的丙酮極性混合液;按固液質(zhì)量比1:5，將上述制備的丙酮極性混合液和聚丙烯蠟混合，并置于1200r/min的高速攪拌機中攪拌混合lOmin，待混合完成后，將混合物料添加至雙螺桿擠出機的進料口中，擠出制備得極性聚丙烯蠟;按固液質(zhì)量比1:4，將制備的硅烷混合液和上述制備的極性聚丙烯蠟攪拌混合并置于玻璃纖維增強聚丙烯用潤滑劑組合物雙螺桿擠出機中，在150°C下霧化造粒，制備得粒徑大小為3μπι的混合中間層;待混合中間層制備完成后，按重量份數(shù)計，選取40份的上述制備的混合中間層、15份的亞乙基雙硬脂酰胺、30份的亞乙基雙棕櫚酸酰胺和15份的亞己基雙硬脂酰胺，在880r/min下攪拌混合1min后，將其置于140°C的玻璃纖維增強聚丙烯用潤滑劑組合物雙螺桿擠出機，使其噴霧造粒，即可制備得一種粒徑為15μπι的玻璃纖維增強聚丙烯用潤滑劑。其中聚丙烯蠟分子量為1000，熔點150°C。第一