[发明专利]一种耐低温增强聚丙烯复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚丙烯材料制备技术领域，具体涉及一种耐低温增强聚丙烯复合材料的制备方法。

背景技术

聚丙烯树脂是一种结构规整的结晶性聚合物，为淡乳白色粒料、无味、无毒、质轻的热塑性树脂，可用注塑、挤塑、吹塑和抽丝等方法进行加工，适用范围广，具有较好的耐化学腐蚀性、机械性能、良好的成型加工性能，加入玻璃纤维增强后能够用于制备包装箱、洗衣盆、椅子等家庭用品，不仅能够满足现代风格的设计要求，还有方便移动、便于清洗、制造快捷等优点，但现有的聚丙烯树脂用品没有耐低温性能，如果在低温条件下使用不当，容易造成损坏，因此，制备在低温条件下具有较好的力学性能的材料成了现有技术需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种耐低温增强聚丙烯复合材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种耐低温增强聚丙烯复合材料的制备方法，其原料按重量份计包括：聚丙烯树脂100份、改性聚丙烯22-26份、改性橡胶茎叶纤维16-22份、玻璃纤维26-32份、增韧剂4-7份、润滑剂1-2份；

（1）将香蕉茎叶纤维在140-160℃的条件下烘干2-4小时后，放入可密封的箱体中，通入酸蒸汽直到酸蒸汽充满箱体时，关闭蒸汽入口，将箱体密封35-45分钟，酸蒸汽的原料酸液浓度为3N；

（2）将偶联剂与去离子水以重量比1:8-10在搅拌条件下得到均匀的混合液，然后将上述处理后的香蕉茎叶纤维与混合液以重量比18-22:1混合加入高速混合机内，搅拌20-40分钟后，取出放入60-70℃的烘箱内，烘制2小时后，升温至135-145℃，反应15-20分钟后取出，得到改性香蕉茎叶纤维备用；

（3）所述改性聚丙烯由聚丙烯树脂、马来酸酐和过氧化苯甲酰按重量比100:1.4:1混合后在温度为70-80℃的条件下干燥4-6小时，在温度为180-200℃的条件下熔融挤出，切粒即得；

（4）将上述改性香蕉茎叶纤维、聚丙烯树脂、改性聚丙烯、增韧剂和润滑剂按比例混合均匀后经双螺杆挤出机挤出并造粒；

（5）将上述颗粒与相应量的短切玻璃纤维混合，在单螺杆挤出机中挤出造粒，得到增强聚丙烯复合材料。

作为对上述方案的进一步改进，所述玻璃纤维无碱连续玻璃纤维，纤维直径为20-40μm。

作为对上述方案的进一步改进，所述香蕉茎叶纤维的制备方法为将香蕉茎、叶切割后在压力为1.2-1.6MPa的条件下维持4-6分钟进行蒸汽爆破处理，然后经漂白、清洗后得到香蕉茎叶纤维。

作为对上述方案的进一步改进，所述香蕉茎、叶在蒸汽爆破处理前原料的的水分为45-55%。

作为对上述方案的进一步改进，所述偶联剂为氨基酸硅烷类偶联剂；所述增韧剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、乙烯-1-辛烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯醋酸乙烯酯中的任意一种；所述润滑剂为聚乙烯蜡、石蜡油和硬脂酸中的任意一种。

本发明相比现有技术具有以下优点：所述香蕉茎叶纤维粗短，在改性后与填充聚合物材料的界面形成较强的粘结，可以起到增强作用，与改性聚丙烯配合使用后，其中的极性基团与改性香蕉茎叶纤维中的羟基能形成强相互作用，使所形成的分子链之间相互扩散及相互缠绕，改性香蕉茎叶纤维与聚丙烯纤维相互作用的活性点较多，界面结合强度高，能有效改善聚丙烯的机械性能和耐低温能力，具有较好的工业化前景。

具体实施方式

实施例1

一种耐低温增强聚丙烯复合材料的制备方法，其原料按重量份计包括：聚丙烯树脂100份、改性聚丙烯24份、改性橡胶茎叶纤维18份、玻璃纤维28份、增韧剂5份、润滑剂2份；

（1）将香蕉茎叶纤维在150℃的条件下烘干3小时后，放入可密封的箱体中，通入酸蒸汽直到酸蒸汽充满箱体时，关闭蒸汽入口，将箱体密封40分钟，酸蒸汽的原料酸液浓度为3N；

（2）将偶联剂与去离子水以重量比1:9在搅拌条件下得到均匀的混合液，然后将上述处理后的香蕉茎叶纤维与混合液以重量比20:1混合加入高速混合机内，搅拌30分钟后，取出放入65℃的烘箱内，烘制2小时后，升温至140℃，反应18分钟后取出，得到改性香蕉茎叶纤维备用；

（3）所述改性聚丙烯由聚丙烯树脂、马来酸酐和过氧化苯甲酰按重量比100:1.4:1混合后在温度为75℃的条件下干燥5小时，在温度为190℃的条件下熔融挤出，切粒即得；

（4）将上述改性香蕉茎叶纤维、聚丙烯树脂、改性聚丙烯、增韧剂和润滑剂按比例混合均匀后经双螺杆挤出机挤出并造粒；