專利名稱：用于空調柜機離心風扇的改性聚丙烯復合材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及復合材料，更具體而言，涉及用于空調柜機離心風扇的改性聚丙烯復合材料及其制備方法，屬于高分子材料領域
背景技術：
現有空調柜機內機離心風扇材料大多采用ABS+GF或者AB+GF，其中ABS為丙烯腈、1，3_ 丁二烯和苯乙烯三種單體的接枝共聚物，其具有良好的綜合性能，即機械強度高；抗沖擊能力強，且在低溫下也不迅速下降，而GF (玻璃纖維)的引入可以提高ABS樹脂的熱變形溫度、洛式硬度、彎曲強度、拉伸強度，同時可降低材料的缺口沖擊強度和斷裂伸長率。同樣，采用AB+GF作為風扇材料，產品具有較強的強度、耐水解，尺寸穩定性好，可以廣泛應用于貫流扇葉、軸流扇葉。但是，ABS+GF或者AS+GF具有下列缺點①不耐有機溶劑，易受溶劑的影響而應力開裂；②耐候性較差，特別是耐紫外線性不好，易受陽光的作用，變色，變脆耐熱性不夠好。現有的空調柜機離心風扇材料存在上述不良特性的限制，在長期使用過程中可能出現應力開裂、變色和變脆、甚至出現耐熱不好變形的情況，影響風扇的使用壽命。而聚丙烯(PP)作為通用型熱塑性樹脂，其耐熱性優于聚乙烯(PE)，可以在100 120°C下長期使用，此外，聚丙烯還具有優良的耐腐蝕性、電絕緣性，它的力學性能(包括拉伸強度、壓縮強度、硬度)均比高密度聚乙烯(HDPE)好，并且還具有很突出的剛性。另外，聚丙烯易于加工，既可以注射成型也可以擠出和吹塑成型。因此，由于聚丙烯的綜合性良好，材料成本低，在各個行業均得到廣泛的應用。但是，由于純聚丙烯球晶粗大，晶束從中心向外輻射生長，球晶間有明顯的邊界，粗大球晶間的應力集中使聚丙烯易破裂，導致其沖擊強度低，使其應用受到了限制。因此需要使PP球晶尺寸減小，小的球晶界面結合強度更高，裂紋沿小尺寸界面擴展消耗的能量更大，晶型的層狀結構對沖擊有緩沖作用，使材料沖擊強度大幅度提高。現有研究表明P成核劑能顯著提高聚丙烯的沖擊性能，^晶明顯細化，并且其具有獨特的束狀結構，且球晶間沒有明顯分界線，邊界模糊，在受到外力沖擊時，應力容易分散，從而使韌性大大增加。但是聚丙烯的沖擊性能、拉伸強度和彎曲強度與3成核劑的濃度密切相關，控制好3成核劑的量使材料的抗沖改性和提高熱變形溫度這一矛盾得到有機統一仍面臨挑戰。玻璃纖維增強聚丙烯作為一種通用熱塑性增強復合材料，具有彈性模量高、強度高、熱變形溫度高、尺寸穩定性好、耐腐蝕、隔熱、成型收縮率小、價格低廉等優點，應用十分廣泛。但是，由于未經處理的玻璃纖維的界面粘結力較弱，所以需要對其表面進行處理，增強玻璃纖維和聚丙烯的界面粘合。因此，用聚丙烯、玻璃纖維、和P成核劑的復合材料代替現有材料，制造成空調柜機離心風扇，通過調整其中各成分的配比，可以使離心風扇的性能達到最佳狀態，并在最大程度上提高PP材料的沖擊強度和拉伸強度，增強疲勞強度，減少開裂、斷裂、變形，節省成本。
發明內容
鑒于此，本發明的目的在于，提供一種用于空調柜機離心風扇的高韌性、高強度、不變色、耐熱性好且生產成本低的改性聚丙烯復合材料。為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為一種用于空調柜機離心風扇的改性聚丙烯復合材料，其特征在于包含以下成分和重量份數比聚丙烯100份；玻璃纖維25 35份；以及P成核劑0. 03 0. 08份。本發明提供的優選技術方案為一種用于空調柜機離心風扇的改性聚丙烯復合材料，其特征在于包含以下成分和重量份數比聚丙烯100份；玻璃纖維30份；以及3成核劑0. 05份。優選地，所述P成核劑為TMB型成核劑。這類成核劑與其他結構的P晶型成核劑相比，具有3晶型轉化率高，熱穩定，不著色等特點。最優選地，所述3成核劑為TMB-5型@成核劑。另外，本發明還提供了以下技術方案用于空調柜機離心風扇的改性聚丙烯復合材料的制備方法，包括a.用硅烷偶聯劑對玻璃纖維進行預處理；b.按照重量配比將聚丙烯和成核劑在混合機中混合均勻；c.從雙螺旋桿擠出機的玻纖引入口添加預處理后的玻璃纖維；d.將步驟b得到的混合物加入雙螺桿擠出機與玻璃纖維一起混煉，雙螺桿擠出機溫度設定在180 210°C，雙螺桿擠出機螺旋桿轉速為300 350r mirT1 ；e.將得到的物料擠出后冷卻、切粒，即獲得改性聚丙烯復合材料。在所述的制備方法中，所述預處理包括將玻璃纖維在400 500°C的馬弗爐中燒蝕，使其表面有機殘留量低于1 %，然后將灼燒后的玻璃纖維放置在20 30%的硅烷偶聯劑乙醇溶液中，充分振蕩lOmin，然后浸泡lOmin，隨后取出，置于干燥烘箱內120°C下干燥。在所述的制備方法中，所述P成核劑優選為TMB-5型P成核劑。本發明的技術方案帶來的有益效果是本發明通過用硅烷偶聯劑處理玻璃纖維表面，提高復合材料界面的粘結能力，從而更為明顯地提高了復合材料的力學性能，并且本發明通過調整聚丙烯、玻璃纖維、和TMB-5型3成核劑的配比，使復合材料的性能達到最佳狀態，并在最大程度上提高聚丙烯材料的沖擊強度和拉伸強度，增強疲勞強度，減少開裂、斷裂、變形，節省成本。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是用于舉例說明本發明，而不以任何形式限制本發明的保護范圍。本發明所用聚丙烯為均聚聚丙烯，購自燕山石化公司；所用玻璃纖維購自江西大華玻纖集團有限公司；所用TMB-5型P成核劑購自山西省化工研究院；所用硅烷偶聯劑購自揚州立達偶聯劑生產廠家。實施例I所用原材料的組分及重量份數比均聚聚丙烯100份，玻璃纖維30份，TMB-5型3成核劑0. 03份。玻璃纖維預處理在400°C的馬弗爐中燒蝕，使其表面有機殘留量低于I %。將硅烷偶聯劑乙烯基三(P -甲氧基乙氧基硅烷)與烷基二苯醚二磺酸鈉溶于乙醇中，形成25 %的乙醇溶液，調節pH為5，然后將灼燒后的玻璃纖維放置在25 %的硅烷偶聯劑乙醇溶液中，充分振蕩lOmin，然后浸泡lOmin，隨后取出，置于干燥烘箱內120°C下干燥。 將聚丙烯和TMB-5型P成核劑在高混機中混合5分鐘，從雙螺旋桿擠出機的玻纖引入口添加預處理后的玻璃纖維；將得到的聚丙烯和TMB-5型3成核劑混合物加入雙螺桿擠出機與玻璃纖維一起混煉，雙螺桿擠出機每段溫度分別設定為180°C、190°C、195°C、200°C、205°C和210°C，雙螺桿擠出機螺旋桿轉速為300r mirT1，反應物在雙螺桿擠出機中總停留時間為6min ;然后將得到的物料擠出，冷卻后切粒，得到改性聚丙烯復合材料。實施例2所用原材料的組分及重量份數比均聚聚丙烯100份，玻璃纖維30份，TMB-5型3成核劑0. 05份。采用與實施例I中相同的方法制備得到改性聚丙烯復合材料。實施例3所用原材料的組分及重量份數比均聚聚丙烯100份，玻璃纖維30份，TMB-5型3成核劑0. 08份。采用與實施例I中相同的方法制備得到改性聚丙烯復合材料。實施例4所用原材料的組分及重量份數比均聚聚丙烯100份，玻璃纖維25份，TMB-5型3成核劑0. 05份。采用與實施例I中相同的方法制備得到改性聚丙烯復合材料。實施例5所用原材料的組分及重量份數比均聚聚丙烯100份，玻璃纖維35份，TMB-5型3成核劑0. 05份。采用與實施例I中相同的方法制備得到改性聚丙烯復合材料。將以上實施例所得粒料干燥后注塑成標準樣條，按國家標準測試其性能，所得結果如表I所示。表I實施例測試結果
權利要求
1.一種用于空調柜機離心風扇的改性聚丙烯復合材料，其特征在于包含以下成分和重量份數比聚丙烯100份；玻璃纖維25 35份；以及β成核劑O. 03 O. 08份。
2.根據權利要求I所述的用于空調柜機離心風扇的改性聚丙烯復合材料，其特征在于包含以下成分和重量份數比聚丙烯100份；玻璃纖維30份；以及β成核劑O. 05份。
3.根據權利要求I或2所述的用于空調柜機離心風扇的改性聚丙烯復合材料，其中，所述β成核劑為ΤΜΒ-5型β成核劑。
4.根據權利要求I或2所述的用于空調柜機離心風扇的改性聚丙烯復合材料的制備方法，包括 a.用硅烷偶聯劑對玻璃纖維進行預處理； b.按照重量配比將聚丙烯和成核劑在混合機中混合均勻； c.從雙螺旋桿擠出機的玻纖引入口添加預處理后的玻璃纖維； d.將步驟b得到的混合物加入雙螺桿擠出機與玻璃纖維一起混煉，雙螺桿擠出機溫度設定在180 210°C，雙螺桿擠出機螺旋桿轉速為300 350r · mirT1 ； e.將得到的物料擠出后冷卻、切粒，即獲得改性聚丙烯復合材料。
5.根據權利要求4所述的制備方法中，所述預處理包括將玻璃纖維在400 500°C的馬弗爐中燒蝕，使其表面有機殘留量低于I %，然后將灼燒后的玻璃纖維放置在20 30%的硅烷偶聯劑乙醇溶液中，充分振蕩lOmin，然后浸泡lOmin，隨后取出，置于干燥烘箱內120°C下干燥。
6.根據權利要求4或5所述的制備方法，其中，所述β成核劑為ΤΜΒ-5型β成核劑。
全文摘要
本發明提供了一種用于空調柜機離心風扇的改性聚丙烯復合材料，其包含以下成分和重量份數比聚丙烯100份；玻璃纖維25～35份；以及β成核劑0.03～0.08份。該改性聚丙烯復合材料能夠使離心風扇的性能達到最佳狀態，并在最大程度上提高PP材料的沖擊強度和拉伸強度，增強疲勞強度，減少開裂、斷裂、變形，節省成本。
文檔編號C08K7/14GK102617928SQ20121006862
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者余勇, 關婷婷, 王友寧, 王永濤 申請人:海爾集團公司, 青島海爾空調器有限總公司