本发明涉及高分子
技术领域：
，特别是涉及一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法。
背景技术：
：汽车车身轻量化设计、制造和材料等技术的综合应用和集成是目前汽车行业发展一个重点。采用新型轻质材料代替传统金属材料是非常行之有效的途径。目前常见到轻质材料有铝、镁等轻质金属，高强度钢，工程塑料和高性能轻质复合材料等。其中复合材料因为比强度高、密度低、具有可设计性等特点成为代替钢铁的热门材料。尤其是关于玻璃纤维增强复合材料的技术迅猛发展，已经比较成熟并且在汽车行业获得了大量应用。挤出机的长径比、深槽比、填充比、螺杆的温度以及玻纤喂料方式是对玻纤增强聚丙烯复合材料性能、单机产能影响较大的因素。本领域技术人员普遍认为挤出机螺杆长径比40：1是生产玻璃纤维增强聚丙烯材料的最佳选择（共10节螺筒，每节螺筒长径比4:1，槽深比1.51），因为长径比48:1的螺杆的长度更长，会对短切玻璃纤维剪切过度，使产品中的玻璃纤维长度太短从而导致产品的力学性能较差。因此国内很少使用长径比48:1槽深比1.51的主机或者长径比48:1槽深比1.55的主机生产玻璃纤维增强聚丙烯材料。挤出机螺杆长径比40：1，槽深比1.51的低长径比、低槽深生产方式也影响复合材料力学性能与单机产能的发挥。技术实现要素：本发明的目的在于，克服以上技术缺陷，提供一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，具有单机产能高的优点，同时制备得到的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料具有优秀的力学性能。本发明是通过以下技术方案实现的：一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：a）按照配方将聚丙烯树脂、添加剂、加工助剂投入高速混料机中，制备预混料；b）双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1，槽深比为1.51或1.55，分为十二区，将预混料在第一区下料筒进行主喂，将短切玻璃纤维在6-9区进行侧喂，主机转速450-850转/分钟；c）挤出造粒得到玻璃纤维增强聚丙烯复合材料；螺杆第二区温度为110-130℃，第三至十一区温度为205-235℃，机头温度为215-235℃。优选的，所述的双螺杆挤出机的槽深比为1.55。优选的，所述螺杆第6-8区的温度为228-233℃，3-5区的温度为205-215℃，9-11区的温度为205-215℃，机头温度为215-235℃。所述螺杆的填充系数为0.35-0.4。优选的，所述螺杆的填充系数为0.38-0.39。所述的短切玻璃纤维长度为2.5-4.5mm；优选的短切玻璃纤维长度为3-4mm。本发明的工艺是针对短切玻璃纤维进行优化设计的，短切玻璃纤维的长度会直接影响产品的性能，短切玻璃纤维长度小于2.5mm会导致玻璃纤维在产品中保留长度太短，产品力学性能差；短切玻璃纤维长度长于4.5mm容易导致生产不顺，比如卡机等，而且短切玻璃纤维在产品中分布不均匀，也会导致产品力学性能差。优选的，将短切玻璃纤维在7-8区进行侧喂。短切玻璃纤维在6至9区侧喂，短切玻璃纤维在产品中的保留长度会依次变长；在5区侧喂，短切玻璃纤维长度保留太短，产品力学性能差；在10区侧喂，短切玻璃纤维保留长度较长，但是分布不均匀，产品力学性能差，并且容易导致生产不顺。在7-8区侧喂，短切玻璃纤维在产品中的保留长度、分布均匀度最好。双螺杆挤出机的单机产能为750-1000kg/h。优选的，双螺杆挤出机的单机产能为850-950kg/h。在不考虑产品性能的前提下，单机产能主要影响因素是原料的加料速度和螺杆的旋转速度决定的。小时单产太高，会导致产品力学性能差、甚至生产时出现卡机等故障。本发明具有如下有益效果：本发明的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，通过调整双螺杆挤出机的螺杆长径比、槽深比、螺杆各区间温度、螺杆的填充系数、单机产能、短切玻璃纤维的长度和短切玻璃纤维喂料区来得到较高的单机产能，并且玻璃纤维增强聚丙烯复合材料力学性能好。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。以下原料均来源于市售。实施例和对比例玻璃纤维增强聚丙烯材料所用的原料及配比：聚丙烯70重量份、短切玻璃纤维30重量份、偶联剂0.5重量份、热稳定剂0.1重量份、光稳定剂0.1重量份。实施例1-12玻璃纤维增强聚丙烯材料制备方法：按照配方将聚丙烯树脂、偶联剂、加工助剂投入高速混料机中，制备预混料；螺杆分为十二区，将预混料在第一区下料筒进行主喂，将短切玻璃纤维进行侧喂；螺杆的转速为450-850转/分钟；其中，实施例1-11螺杆各区间温度为第二区的温度为120℃，第6-8区的温度为230℃，3-5区的温度为210℃，9-11区的温度为210℃，机头温度为230℃；实施例12螺杆各区间温度为第二区的温度为120℃，第6-8区的温度为220℃，3-5区的温度为220℃，9-11区的温度为220℃，机头温度为230℃；挤出造粒得到玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。其中，螺杆长径比、槽深比、填充系数、玻璃纤维进料区、小时单产在表格中标明。对比例1玻璃纤维增强聚丙烯材料制备方法：按照配方将聚丙烯树脂、偶联剂、加工助剂投入高速混料机中，制备预混料；螺杆长径比为40:1、槽深比为1.51，分为10个区，填充系数为0.386，各区温度分别是第2区120℃、第3-5区210℃、第6-8区230℃、第8-10区210℃，螺杆转速为450转/分钟，将预混料在第一区下料筒进行主喂，将短切玻璃纤维进行侧喂，挤出造粒得到玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。其中，螺杆长径比、槽深比、填充系数、玻璃纤维进料区、小时单产在表格中标明。各性能测试方法：拉伸强度：按照gb/t1040-2006进行测试，拉伸速度为10mm/min；弯曲强度：按照gb/t9341-2000进行测试、弯曲速度2mm/min；弯曲模量：按照gb/t9341-2000进行测试、弯曲速度2mm/min；悬臂梁冲击强度：按照gb/t1843-2008进行测试，a型缺口；表1：实施例和对比例各参数设置以及产品性能参数实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7实施例8实施例9长径比48:148:148:148:148:148:148:148:148:1槽深比1.511.551.551.551.551.551.551.551.55填充系数0.3860.3860.350.390.40.3860.3860.3860.386短切玻璃纤维长度333333332.5短玻璃纤维进料区888886798小时单产kg/h800950800900950950950950850拉伸强度，mpa91.297.689.192.188.790.195.394.388.1弯曲模量，mpa588360935808589856815843593159015723弯曲强度，mpa129.4135.3112.2121.1108.3120.1128.4129.1109.2悬臂梁冲击强度，kj/m213.915.010.212.99.712.113.713.49.8续表1:实施例10实施例11实施例12对比例1长径比48:148:148:140:1槽深比1.551.551.551.51填充系数0.3860.3860.3860.386短切玻璃纤维长度4.04.533短玻璃纤维进料区8886小时单产kg/h850850950750拉伸强度，mpa93.390.195.888弯曲模量，mpa5987588758985658弯曲强度，mpa123.2119.3133.6111.2悬臂梁冲击强度，kj/m213.912.214.510.6从实施例1和2可以看出，螺杆长径比为48:1时槽深比为1.55时最好；对比例1为螺杆长径比为40:1时各参数调节优化后得到小时单产及产品力学性能较高的例子，但是其与实施例1-12相比，小时单产低且产品力学性能较低；从实施例2-5可以看出，填充系数为0.38-0.39时，小时单产较高且产品力学性能高；从实施例2/6-8可以看出，短切玻璃纤维进料口在7/8区时产品力学性能高；从实施例9-11可以看出，短切玻璃纤维的长度在3-4mm时，产品力学性能高；从实施例2和实施例12可以看出，螺杆各区间的温度为“第6-8区的温度为228-233℃，3-5区的温度为205-215℃，9-11区的温度为205-215℃”时产品力学性能较高。当前第1页12