[发明专利]一种纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法及其产品

说明书

本发明公开了一种纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法及其产品，纤维增强聚丙烯复合材料由聚丙烯基体、聚乙烯、碳纤维、改性聚丙烯腈纤维、马来酸酐接枝聚丙烯、成核剂、防老化剂、抗氧化剂和除味剂经高温搅拌均匀、熔融共混挤出造粒后制备得到，通过碳纤维和改性聚丙烯腈纤维实现增强聚丙烯复合材料的强度，改性聚丙烯腈纤维还能起到发泡作用，加之轻质的碳纤维，实现轻量化生产的目的，聚乙烯的加入有利于提高聚丙烯复合材料的韧性，加入防老化剂能够显著提高复合材料的抗老化性，延长使用寿命，此外，还能提高复合材料的抗氧化性，能够吸附空气中的异味，提高空气质量，制备工艺简单，成本较低，可实现汽车的轻量化生产，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及聚丙烯材料技术领域，特别涉及一种纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法及其产品。

背景技术

作为当下四大通用塑料之一的聚丙烯，在工农业、交通运输及日常生活中均有着广泛的应用，如何实现聚丙烯的改性并提高聚丙烯的性能成为近年来的热点话题。

聚丙烯腈具有耐有机溶剂性、耐光性、耐气候性、耐霉菌性，良好的化学 稳定性、热稳定性和溶液纺丝制膜加工性能等，而且聚丙烯腈来源广泛、价格 便宜，是一种理想的制膜材料。如何利用聚丙烯树脂与聚丙烯腈纤维的优点并成就二者的价值值得探讨，然而现有研究仍旧不够成熟。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述技术问题而提供一种纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法及其产品。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、按重量份数称取各反应原料：聚丙烯基体、聚乙烯、碳纤维、改性聚丙烯腈纤维、马来酸酐接枝聚丙烯、成核剂、防老化剂、抗氧化剂和除味剂，聚丙烯基体为熔融指数为2-20g/10min的聚丙烯树脂；

步骤S2、将步骤S1中的聚丙烯基体、聚乙烯、碳纤维、改性聚丙烯腈纤维、马来酸酐接枝聚丙烯、成核剂和抗氧化剂依次放置于高速搅拌器中并在适当温度下进行搅拌均匀，随后向高速搅拌器内添加防老化剂和除味剂，再次搅拌均匀；

步骤S3、将步骤S2得到的混合物经由双螺杆挤出机共混、熔融、挤出、造粒，得到所需产品。

进一步的，步骤S1中，改性聚丙烯腈纤维的制备步骤为：室温下，将聚丙烯腈纤维与一定浓度的水合肼溶液混合，随后加热至85-140℃，保温反应1.5-2.5h，调节溶液的pH值至10-11，得到改性聚丙烯腈纤维，除味剂采用银离子抗菌液、醋酸与蓖麻油按质量比1:2:3的混合物。

进一步的，步骤S1中，按重量份数计，各反应原料包括：聚丙烯基体50-70份、聚乙烯15-25份、碳纤维10-20份、改性聚丙烯腈纤维10-20份、马来酸酐接枝聚丙烯10-25份、成核剂8-15份、防老化剂4-9份、抗氧化剂5-12份和除味剂3-10份。

进一步的，步骤S2中，将步骤S1中的聚丙烯基体、聚乙烯、碳纤维、改性聚丙烯腈纤维、马来酸酐接枝聚丙烯、成核剂和抗氧化剂依次放置于高速搅拌器中并在150-190℃、800-1200r/min加热搅拌条件下搅拌6-15min。

进一步的，步骤S2中，加入防老化剂和除味剂后，聚丙烯基体、聚乙烯、碳纤维、改性聚丙烯腈纤维、马来酸酐接枝聚丙烯、成核剂、抗氧化剂、防老化剂和除味剂在高速搅拌器内的搅拌温度设定为160-190℃，搅拌速度设定为800-1200r/min，搅拌10-15min。

进一步的，步骤S3中，双螺杆挤出机的挤出温度由料斗到模头的各段温度分别为：185-200℃、190-205℃、195-215℃、195-220℃、200-235℃，停留时间为2-5min，压力控制在8-18MPa。