一种高韧性玻纤增强聚合物合金及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子改性技术领域，涉及一种高韧性玻纤增强聚合物合金及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 由于强度在一定的程度上限制了聚合物的应用，所以近年来通过纤维来增强聚合 物合金的应用越来越广泛。尤其是玻璃纤维具有相对较低的价格使得玻璃纤维增强材料的 应用越来越广泛，但是玻璃纤维增强复合材料虽然具有较高的刚性，但是玻纤的加入使得 聚合物合金的韧性下降极其严重，限制了玻纤增强聚合物合金在对韧性要求较高场所的应 用，因此，玻纤增强聚合物韧性的改善成为颇需解决的问题。
[0003] 目前，增韧玻纤增强聚合物合金的主要方法为添加增韧剂，增韧剂主要为丙烯酸 酯类和弹性体等，其中丙烯酸酯类主要为MBS。但是这些增韧剂在一定的添加量之后增韧 效果提高并不理想，因此有必要开发出一种韧性保持较好的玻纤增强聚合物合金的制备方 法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高韧性玻纤增 强聚合物合金及其制备方法，该方法主要是将基体树脂和经过等离子体处理后的玻璃纤维 通过螺杆挤出来制备一种高强度高韧性的玻纤增强聚合物合金，该高韧性玻纤增强聚合物 的制备方法主要通过对未上浆的玻纤长丝进行等离子体处理，通过等离子体处理增加纤维 表面的粗糙度和提高玻璃纤维表面的极性基团（如羟基等），提高玻璃纤维和聚合物的润 湿性，通过添加偶联剂进一步提高纤维与聚合物和增韧剂的粘结强度，从而大大提高玻璃 纤维增强材料的韧性。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006] 第一方面，本发明提供一种高韧性玻纤增强聚合物合金，包括以下组分和重量 份：
[0007] 基体树脂 40~95份， 等离子体处理玻纤 5~50份， 增韧剂 1~10份，
[0008] 偶联剂 0. 1~5份， 抗氧剂 0. 1~1份， 润滑剂 0. 1~1份；
[0009] 优选地，所述等离子体处理玻纤是由直径为5~15 ym的未上浆连续玻纤经过等 离子体处理所得。
[0010] 优选地，所述未上浆的连续玻纤经等离子体处理后失重率为0. 1~1. 0%。
[0011] 优选地，所述未上浆的连续玻纤经等离子体处理后在空气中停留1~5min后直接 导入双螺杆挤出机制备所述高韧性玻纤增强聚合物合金。
[0012] 所述等离子处理具体指在反应性气体气氛为氧气、氮气或者氨气等反应性气体， 通过调整等离子体反应器的放电功率和等离子体反应器中的气压来调节玻璃纤维被刻蚀 后损失的重量分数，使刻蚀的重量分数保持在0. 1~1. 〇%，然后让处理好的长丝在空气中 停留1~5min后直接导入双螺杆挤出机；为避免玻纤过度刻蚀损坏材料的性能，玻纤的失 重率为〇. 1~1. 〇% ;通过失重率来调控等离子体反应器中的脉冲、两级电压和处理时间等 参数。
[0013] 优选地，所述基体树脂包括双酚A型聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二 甲酸乙二醇酯、聚酰胺、ABS树脂中的一种或两种及两种以上混合物。
[0014] 优选地，所述增韧剂为非交联的增韧剂，包括非交联非反应性增韧剂或非交联反 应性增韧剂；所述非交联非反应性增韧剂包括EMA、EBA、EPDM、热塑性苯乙烯弹性体；所述 非交联反应性增韧剂包括EMA-g-MAH、EMA-g-GMA、EBA-g-MAH、EBA-g-GMA、或热塑性苯乙烯 弹性体接枝活性官能团。
[0015] 优选地，所述偶联剂包括硅烷类偶联剂，其中，硅烷偶联剂的通式为RSiX3,式中R 代表氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基或甲基丙烯酰氧基等基团；硅烷偶联剂实质上是一类 具有有机官能团的硅烷，在其分子中同时具有能和无机质材料（如玻璃、硅砂、金属等）化 学结合的反应基团及与有机质材料（合成树脂等）化学结合的反应基团；这些基团和不同 的基体树脂均具有较强的反应能力，X代表能够水解的烷氧基（如甲氧基、乙氧基等）。
[0016] 优选地，所述抗氧剂包括市售的抗氧剂245、抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂 PEP-8T或S9228中的一种或多种。
[0017] 优选地，所述润滑剂包括液体石蜡、固体石蜡、硅烷聚合物、脂肪酸盐、硬脂酸酰 胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲撑双硬脂酸酰胺或N，N-乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸中 的一种或多种。
[0018] 第二方面，本发明提供一种所述高韧性玻纤增强聚合物合金的制备方法，具体包 括以下步骤：
[0019] 步骤一、按照以下组分及重量份备料：基体树脂40~95份、等离子体处理玻纤 5~50份、增韧剂1~10份、偶联剂0. 1~5份、抗氧剂0. 1~1份、润滑剂0. 1~1份；
[0020] 步骤二、将所述基体树脂、偶联剂、增韧剂以及抗氧剂和润滑剂依次加入混合搅拌 机中，充分混合后，导出，再置于双螺杆挤出机中；等离子体处理玻纤待基体树脂完全塑化 后由后段侧喂加入，控制双螺杆挤出机的温度为230~380°C，转速为300~1000r/min，挤 出造粒，即得所述高韧性玻纤增强聚合物合金；
[0021] 优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆为同向双螺杆，所述双螺杆的长径比>30。
[0022] 与现有技术相比，本发明具有如下所述的有益效果：
[0023] 1、使用的玻纤为未上浆的连续玻璃纤维，可以节省上浆和短切的工艺成本；
[0024] 2、通过对玻纤进行等离子体处理，可以提高玻璃纤维表面的粗糙度和活性基团， 从而增加玻璃纤维增韧剂对玻纤的润湿性和在聚合物中的分散性；
[0025] 3、通过偶联剂的使用进一步提高增韧剂对纤维的润湿性以及纤维和聚合物的粘 结性能，在提高玻纤增强聚合物的强度时同时极大地提高玻纤增强聚合物合金材料的韧 性。
【附图说明】
[0026] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：
[0027] 图1为本申请制备方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明 的保护范围。
[0029] 本发明中，所述的基体树脂主要包括双酚A型聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT