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1、(10)申请公布号 CN 103601976 A (43)申请公布日 2014.02.26 CN 103601976 A (21)申请号 201310610657.5 (22)申请日 2013.11.27 C08L 23/12(2006.01) C08L 51/06(2006.01) C08K 13/04(2006.01) C08K 7/14(2006.01) C08K 3/34(2006.01) C08K 5/098(2006.01) C08K 5/521(2006.01) C08K 5/09(2006.01) B29B 9/06(2006.01) B29C 47/92(2006.01) (。
2、71)申请人 广东聚石化学股份有限公司 地址 511500 广东省清远市高新技术产业开 发区雄兴工业城 B6 (72)发明人 沈旭渠 张翼翔 陈锐彬 姚杏梅 李玲玉 (74)专利代理机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 代理人 罗晓林 李志强 (54) 发明名称 一种泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料 及其制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种泳池扶梯踏板用的玻纤增 强聚丙烯材料， 由以下按重量份数计量的原料组 成 ： 高结晶均聚聚丙烯树脂 5080 份、 无碱连续长 玻璃纤维2035份、 相容剂38份、 增韧剂05份、 成核剂 0.11 份、 润滑剂 0.11 份、 紫外线吸。
3、收剂 0.11份和抗氧剂0.11份。 本发明赋予玻纤增强 聚丙烯材料较高的拉伸强度、 弯曲模量、 硬度的同 时， 还使得其兼顾了冲击强度好、 成型收缩率小、 不易老化等特点， 同时， 该材料的热变形温度大， 高温条件下抗氧化性良好， 成本低廉， 重量轻， 可 代替金属材料用于制作泳池扶梯踏板。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 (10)申请公布号 CN 103601976 A CN 103601976 A 1/2 页 2 1. 一种泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料， 由以下按重量。
4、份数计量的原料组成 ： 高结晶均聚聚丙烯树脂 5080 份 无碱连续长玻璃纤维 2035 份 相容剂 38 份 增韧剂 05 份 成核剂 0.11 份 润滑剂 0.11 份 紫外线吸收剂 0.11 份 抗氧剂 0.11 份 ； 其中， 所述高结晶均聚聚丙烯的熔融指数为 4055g/10min ； 所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯或丙烯酸接枝聚丙烯 ； 所述增韧剂为 POE、 EVA、 EPR、 SEBS 和 SBS 中的任一种或几种的组合 ； 所述成核剂为 成核剂、 纳米级超细滑石粉、 丁二酸钠和磷酸酯碱金属盐类中的任一 种或几种的组合 ； 所述润滑剂为硬脂酸、 EBS、 聚乙烯蜡、 硬脂酸钙、。
5、 硬脂酸锌和硅酮粉中的任一种或几种 的组合 ； 所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂 UV-234、 紫外线吸收剂 UV-328 和紫外线吸收剂 UV-531 的任一种或几种的组合 ； 所述抗氧化剂为抗氧剂1010、 抗氧剂168、 抗氧剂1098、 抗氧剂245和抗氧剂1076中的 任一种或几种的组合。 2. 根据权利要求 1 所述的泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料， 其特征在于 ： 该玻 纤增强聚丙烯材料由以下按重量份数计量的原料组成 ： 高结晶均聚聚丙烯树脂 6575 份 无碱连续长玻璃纤维 2025 份 相容剂 5 份 增韧剂 3 份 成核剂 0.11 份 润滑剂 0.11 份 紫外线吸收。
6、剂 0.11 份 抗氧剂 0.11 份。 3. 一种根据权利要求 1 或 2 所述的泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料的制备方 法， 该方法包括以下步骤 ： 1） 将增韧剂、 相容剂、 润滑剂、 成核剂、 紫外线吸收剂和抗氧剂按配方比配制好后， 在低 速搅拌机中预混合 3min ； 2） 将高结晶均聚聚丙烯加入低速搅拌机中， 并在低速搅拌机中与经步骤 1） 之后的物料 混合 3min， 然后将物料从主喂料系统喂入到双螺杆挤出机中 ； 3） 将无碱连续长玻璃纤维从双螺杆挤出机的加纤口加入双螺杆挤出机中 ； 4） 将经步骤 3） 之后的物料通过螺杆直径为 3075mm、 长径比为 3640 ： 1。
7、 的双螺杆挤出 机中进行混炼， 双螺杆挤出机温度为 ： 第一区为 120135， 第二区 第四区为 180185， 权 利 要 求 书 CN 103601976 A 2 2/2 页 3 第五区 第九区为 185195， 机头温度为 200， 同时通过水冷却后拉条、 切粒， 经振动筛 分离出粒子， 混合均匀后包装， 得到泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料。 权 利 要 求 书 CN 103601976 A 3 1/7 页 4 一种泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及高分子材料领域， 尤其涉及一种泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材 料， 本发明还涉及该玻纤增。
8、强聚丙烯材料的制备方法。 背景技术 0002 聚丙烯由于具有优良的综合性能、 良好的化学稳定性、 较好的加工成型性能和相 对低廉的价格等特点， 被广泛运用于家电和车用领域。然而未经改性的聚丙烯存在拉伸强 度、 弯曲模量、 硬度低， 耐低温冲击强度差， 成型收缩大， 易老化等缺点， 严重影响了聚丙烯 的使用范围。 0003 增强聚丙烯是聚丙烯与玻璃纤维、 石棉或无机填料的混合物， 均聚物型和共聚物 型的聚丙烯材料具有较好的抗吸湿性、 抗酸碱腐蚀性和抗溶解性， 然而其对芳香烃 （如苯） 溶剂、 氯化烃 （如四氯化碳） 溶剂等没有抵抗力， 且在高温下抗氧化性较差， 同时， 现有的增 强聚丙烯材料也不。
9、能很好的解决聚丙烯存在的拉伸强度、 弯曲模量、 硬度低， 耐低温冲击强 度差， 成型收缩大， 易老化等缺点， 而用 ABS 树脂和 PBT 树脂代替增强聚丙烯用于家电和车 用领域时， 产品成本大幅度增加。 发明内容 0004 本发明的目的在于提出一种泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料， 该材料具有 较高的拉伸强度、 弯曲模量、 硬度， 且其冲击强度好， 成型收缩率小， 不易老化， 同时， 该材料 的热变形温度大， 高温条件下抗氧化性良好。 0005 为了解决现有技术问题， 本发明通过以下技术方案实现 ： 一种泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料， 由以下按重量份数计量的原料组成 ： 高结晶均聚聚。
10、丙烯树脂 5080 份 无碱连续长玻璃纤维 2035 份 相容剂 38 份 增韧剂 05 份 成核剂 0.11 份 润滑剂 0.11 份 紫外线吸收剂 0.11 份 抗氧剂 0.11 份 ； 其中， 所述高结晶均聚聚丙烯的熔融指数为 4055g/10min ； 所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯或丙烯酸接枝聚丙烯 ； 所述增韧剂为 POE、 EVA、 EPR、 SEBS 和 SBS 中的任一种或几种的组合 ； 所述成核剂为 成核剂、 纳米级超细滑石粉、 丁二酸钠和磷酸酯碱金属盐类中的任一 种或几种的组合 ； 所述润滑剂为硬脂酸、 EBS、 聚乙烯蜡、 硬脂酸钙、 硬脂酸锌和硅酮粉中的任一种或几种 。
11、说 明 书 CN 103601976 A 4 2/7 页 5 的组合 ； 所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂 UV-234、 紫外线吸收剂 UV-328 和紫外线吸收剂 UV-531 的任一种或几种的组合 ； 所述抗氧化剂为抗氧剂1010、 抗氧剂168、 抗氧剂1098、 抗氧剂245和抗氧剂1076中的 任一种或几种的组合。 0006 进一步地， 本发明玻纤增强聚丙烯材料优选由以下按重量份数计量的原料组成 ： 高结晶均聚聚丙烯树脂 6575 份 无碱连续长玻璃纤维 2025 份 相容剂 5 份 增韧剂 3 份 成核剂 0.11 份 润滑剂 0.11 份 紫外线吸收剂 0.11 份 抗氧剂 0.。
12、11 份。 0007 本发明还提供了一种泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料的制备方法， 该方法 包括以下步骤 ： 1） 将增韧剂、 相容剂、 润滑剂、 成核剂、 紫外线吸收剂和抗氧剂按配方比配制好后， 在低 速搅拌机中预混合 3min ； 2） 将高结晶均聚聚丙烯加入低速搅拌机中， 并在低速搅拌机中与经步骤 1） 之后的物料 混合 3min， 然后将物料从主喂料系统喂入到双螺杆挤出机中 ； 3） 将无碱连续长玻璃纤维从双螺杆挤出机的加纤口加入双螺杆挤出机中 ； 4） 将经步骤 3） 之后的物料通过螺杆直径为 3075mm、 长径比为 3640 ： 1 的双螺杆挤出 机中进行混炼， 双螺杆挤出机。
13、温度为 ： 第一区为 120135， 第二区 第四区为 180185， 第五区 第九区为 185195， 机头温度为 200， 同时通过水冷却后拉条、 切粒， 经振动筛 分离出粒子， 混合均匀后包装， 得到泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料。 0008 本发明选用高流动性的高结晶均聚聚丙烯作为树脂基材， 可降低加工难度， 同时 赋予材料较高的弯曲模量和综合性能。 无碱连续长玻璃纤维的添加则进一步增强了材料的 弯曲模量， 同时还提高了材料的拉伸强度、 耐热性和尺寸稳定性。 0009 本发明使用的相容剂自身带有的反应型基团， 可改善玻璃纤维与聚丙烯树脂之间 的相容性， 提高产品的拉伸强度、 弯曲强。
14、度和表面光洁度。增韧剂的添加， 可在原有的基础 上， 提高玻纤增强聚丙烯的悬臂梁缺口冲击强度， 使注塑出来的制件不易破裂。 成核剂的添 加， 可细化晶粒， 提高结晶速率， 达到缩短成型周期、 提高制品透明性、 表面光泽、 抗拉强度、 刚性、 热变形温度、 抗冲击性、 抗蠕变性等物理机械性能。 0010 此外， 本发明润滑剂、 紫外线吸收剂和抗氧剂的添加， 可以进一步改善玻纤增强聚 丙烯材料的的加工性能， 提高产品的耐热性和耐老化性， 降低制件受紫外线的破环， 保持产 品的物理性能。 0011 本发明赋予玻纤增强聚丙烯材料较高的拉伸强度、 弯曲模量、 硬度的同时， 还使得 其兼顾冲击强度好、 成。
15、型收缩率小、 不易老化等特点， 同时， 该材料的热变形温度大， 高温条 件下抗氧化性良好， 成本低廉， 重量轻， 可代替金属材料用于制作泳池扶梯踏板。 说 明 书 CN 103601976 A 5 3/7 页 6 具体实施方式 0012 本发明揭示了一种泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料， 由以下按重量份数计 量的原料组成 ： 高结晶均聚聚丙烯树脂 5080 份 无碱连续长玻璃纤维 2035 份 相容剂 38 份 增韧剂 05 份 成核剂 0.11 份 润滑剂 0.11 份 紫外线吸收剂 0.11 份 抗氧剂 0.11 份。 0013 其中， 高结晶均聚聚丙烯的熔融指数为4055g/10min。
16、， 弯曲模量为17002200MPa， 具有高结晶度和高刚性。本发明所提及的无碱连续玻璃纤维经过偶联剂改性处理， 和高结 晶均聚聚丙烯混合后可得到取向， 且易分散， 从而提高材料的拉伸强度、 弯曲模量、 耐热性 和尺寸稳定性等。 0014 为了提高材料的相容性， 所提及的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯或丙烯酸接枝聚 丙烯， 该种相容剂自身带有反应型基团， 可改善玻璃纤维与聚丙烯树脂之间的相容性， 提高 产品的拉伸强度、 弯曲强度和表面光洁度。 0015 为了提高材料的抗应力开裂性能， 本发明中添加了增韧剂， 所述增韧剂为 POE、 EVA、 EPR、 SEBS 和 SBS 中的任一种或几种的组合，。
17、 具有良好的韧性、 挠曲性和耐应力开裂性， 可使玻纤增强聚丙烯的缺口冲击强度得到提高。 所述润滑剂为硬脂酸、 EBS、 聚乙烯蜡、 硬脂 酸钙、 硬脂酸锌和硅酮粉中的任一种或几种的组合， 可降低挤出的玻纤增强聚丙烯的表面 粗糙度， 提高注塑件的脱模性。 0016 本发明成核剂为 成核剂、 纳米级超细滑石粉、 丁二酸钠和磷酸酯碱金属盐类中 的任一种或几种的组合， 可改变聚丙烯树脂的结晶行为， 加快结晶速率、 增加结晶密度和促 使晶粒尺寸微细化， 达到缩短成型周期、 提高制品透明性、 表面光泽、 抗拉强度、 刚性、 热变 形温度、 抗冲击性、 抗蠕变性等物理机械性能。 0017 为了进一步提高材料。
18、的使用寿命及延缓产品发生发黄等的现象， 保证制件的外观 及耐老化性能， 本发明中还添加了紫外线吸收剂和抗氧剂， 所述紫外线吸收剂为紫外线吸 收剂 UV-234、 紫外线吸收剂 UV-328 和紫外线吸收剂 UV-531 的任一种或几种的组合 ； 抗氧 化剂为抗氧剂1010、 抗氧剂168、 抗氧剂1098、 抗氧剂245和抗氧剂1076中的任一种或几种 的组合。 0018 作为本发明的一种优选方案， 该玻纤增强聚丙烯材料由以下按重量份数计量的原 料组成 ： 高结晶均聚聚丙烯树脂 6575 份 无碱连续长玻璃纤维 2025 份 相容剂 5 份 增韧剂 3 份 说 明 书 CN 103601976。
19、 A 6 4/7 页 7 成核剂 0.11 份 润滑剂 0.11 份 紫外线吸收剂 0.11 份 抗氧剂 0.11 份。 0019 本发明还提供了一种泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料的制备方法， 该方法 包括以下步骤 ： 1） 将增韧剂、 相容剂、 润滑剂、 成核剂、 紫外线吸收剂和抗氧剂按配方比配制好后， 在低 速搅拌机中预混合 3min ； 2） 将高结晶均聚聚丙烯加入低速搅拌机中， 并在低速搅拌机中与经步骤 1） 之后的物料 混合 3min， 然后将物料从主喂料系统喂入到双螺杆挤出机中 ； 3） 将无碱连续长玻璃纤维从双螺杆挤出机的加纤口加入双螺杆挤出机中 ； 4） 将经步骤 3） 之。
20、后的物料通过螺杆直径为 3075mm、 长径比为 3640 ： 1 的双螺杆挤出 机中进行混炼， 双螺杆挤出机温度为 ： 第一区为 120135， 第二区 第四区为 180185， 第五区 第九区为 185195， 机头温度为 200， 同时通过水冷却后拉条、 切粒， 经振动筛 分离出粒子， 混合均匀后包装， 得到泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料。 0020 为了本领域技术人员的理解， 以下通过具体实施例对本发明做进一步详细的描 述。 0021 实施例 1 本实施例泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料由以下按重量份数计量的原料组 成 ： 高结晶均聚聚丙烯树脂 77 份 无碱连续长玻璃纤维 20。
21、 份 相容剂 2 份 成核剂 0.3 份 润滑剂 0.3 份 紫外线吸收剂 0.1 份 抗氧剂 0.3 份。 0022 实施例 2 本实施例泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料由以下按重量份数计量的原料组 成 ： 高结晶均聚聚丙烯树脂 74 份 无碱连续长玻璃纤维 20 份 相容剂 5 份 成核剂 0.3 份 润滑剂 0.3 份 紫外线吸收剂 0.1 份 抗氧剂 0.3 份。 0023 实施例 3 本实施例泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料由以下按重量份数计量的原料组 说 明 书 CN 103601976 A 7 5/7 页 8 成 ： 高结晶均聚聚丙烯树脂 64 份 无碱连续长玻璃纤维 30 。
22、份 相容剂 5 份 成核剂 0.3 份 润滑剂 0.3 份 紫外线吸收剂 0.1 份 抗氧剂 0.3 份。 0024 实施例 4 本实施例泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料由以下按重量份数计量的原料组 成 ： 高结晶均聚聚丙烯树脂 61 份 无碱连续长玻璃纤维 30 份 相容剂 5 份 增韧剂 3 份 成核剂 0.3 份 润滑剂 0.3 份 紫外线吸收剂 0.1 份 抗氧剂 0.3 份。 0025 对比例 1 本实施例泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料由以下按重量份数计量的原料组 成 ： 普通均聚聚丙烯树脂 74 份 无碱连续长玻璃纤维 20 份 相容剂 5 份 成核剂 0.3 份 润滑剂 0。
23、.3 份 紫外线吸收剂 0.1 份 抗氧剂 0.3 份。 0026 对比例 2 本实施例泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料由以下按重量份数计量的原料组 成 ： 聚丙烯树脂 64 份 无碱连续长玻璃纤维 30 份 相容剂 5 份 成核剂 0.3 份 润滑剂 0.3 份 紫外线吸收剂 0.1 份 抗氧剂 0.3 份。 说 明 书 CN 103601976 A 8 6/7 页 9 0027 对比例 3 本实施例泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料由以下按重量份数计量的原料组 成 ： 聚丙烯树脂 61 份 无碱连续长玻璃纤维 30 份 相容剂 5 份 增韧剂 3 份 成核剂 0.3 份 润滑剂 0.3 。
24、份 紫外线吸收剂 0.1 份 抗氧剂 0.3 份。 0028 上述提及的对比例 1 是参照实施例 2 作对比， 对比例 2 是参照实施例 3 作对比， 对 比例 3 是参照实施例 4 作对比， 对比例与实施例的区别在于使用不同聚丙烯树脂。实施例 14 和对比例 13 所得的泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料均是采用以下方法制备得 到， 该方法包括以下具体步骤 ： 1） 将增韧剂、 相容剂、 润滑剂、 成核剂、 紫外线吸收剂和抗氧剂按配方比配制好后， 在低 速搅拌机中预混合 3min ； 2） 将高结晶均聚聚丙烯加入低速搅拌机中， 并在低速搅拌机中与经步骤 1） 之后的物料 混合 3min， 然。
25、后将物料从主喂料系统喂入到双螺杆挤出机中 ； 3） 将无碱连续长玻璃纤维从双螺杆挤出机的加纤口加入双螺杆挤出机中 ； 4） 将经步骤 3） 之后的物料通过螺杆直径为 3075mm、 长径比为 3640 ： 1 的双螺杆挤出 机中进行混炼， 同时通过水冷却后拉条、 切粒， 经振动筛分离出粒子， 混合均匀后包装， 得到 泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料。其中， 双螺杆挤出机造粒工艺时各区的温度如表 1 所示 ： 表 1 ： 双螺杆挤出机造粒工艺时各区的温度。 0029 对实施例14及对比例13所得的泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料的性能 进行测试， 并采用 CG110E 卧式注射机注射成型标准。
26、试样， 成型工艺条件 ： 注射温度 ( 加料 口 )160/165/175/180 ( 喷嘴 ) ； 注射压力 60MPa， 保压时间 8s ； 冷却时间 8s。各项性能的 测试方法如下 ： 拉伸强度及断裂伸长率 ： 按照 ASTM D-638 标准进行测试 ； 弯曲强度和弯曲模量 ： 按照 ASTM D-790 标准进行测试 ； 缺口冲击性能 ： 按照 ASTM D-256 标准进行测试 ； 成型收缩率 ： 按 GB/T 15585-1995 标准进行测试 ； 熔融指数 ： 按 ASTM D-1238 标准进行测试 ； 说 明 书 CN 103601976 A 9 7/7 页 10 灰分 ：。
27、 按 GB/T9345.1-2008 标准进行测试， 测试结果如表 2 所示 ： 表 2 ： 不同均聚聚丙烯的玻纤增强聚丙烯塑料的性能对比表。 0030 由表 2 可知， 对比于用普通均聚聚丙烯， 使用高结晶的均聚聚丙烯的弯曲强度、 模量和拉伸强度更高， 缺口冲击强度略有降低， 弯曲模量增加 8001200MPa， 拉伸强度增加 10MPa， 熔融指数高， 更有利于注塑成型。 0031 本发明泳池扶梯踏板用的玻纤增强聚丙烯材料的拉伸强度比聚丙烯树脂提高 23 倍， 弯曲模量提高 34 倍， 添加增韧剂之后， 冲击强度提高 12 倍， 热变形温度也大幅度上 升， 尺寸稳定性得到改善， 收缩率减小。另外， 产品的尺寸稳定性， 耐挠曲性好， 可代替不锈 钢金属材料在泳池扶梯踏板等建筑领域的使用材料中应用。 0032 根据以上说明书中的阐述， 本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进 行适当的变更和修改。 因此， 上述实施例中提到的内容并非是对本发明的限定， 在不脱离本 发明的发明构思的前提下， 任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103601976 A 10 。