聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚丙烯复合材料及其制备方法，所述聚丙烯复合材料如下按质量份计算的组分：19～71.5份聚丙烯；2～10份液晶聚合物；20～60份无碱连续长玻璃纤维；2～5份防翘曲剂；5～10份相容剂；0.5～6份其他助剂；其中，所述聚丙烯的熔融指数为30～120g/10min；所述液晶聚合物的热变形温度为177～210℃；所述无碱连续长玻璃纤维的单丝直径为10～25μm。本发明专利技术所制备的聚丙烯复合材料不易翘曲，耐高温性、综合力学性能优异且外观质量较好。

Polypropylene composite material and preparation method thereof

The invention discloses a polypropylene composite material and preparation method thereof, wherein the polypropylene composite material is calculated according to the quality of a component: 19 to 71.5 portions of polypropylene; 2 to 10 portions of liquid crystal polymer; 20 ~ 60 continuous alkali free glass fiber; 2 to 5 copies of the anti warping agent; 5 ~ 10 compatible agent; 0.5 to 6 portions of other additives; wherein, the polypropylene melt index is 30 ~ 120g/10min; the liquid crystal polymer thermal deformation temperature is 177 to 210 DEG C; the alkali free glass fiber continuous filament diameter is 10 ~ 25 M. The polypropylene composite material prepared by the invention has the advantages of easy warping, high temperature resistance, excellent comprehensive mechanical property and good appearance quality.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子复合材料领域，更具体的，本专利技术涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯材料作为一种低极性高结晶性高分子材料，分子间作用力为范德华力，材料的翘曲性大，耐温性较差。采用玻纤对聚丙烯增强可以在一定的程度提高材料的耐温性，但这样做会加剧材料的翘曲变形的程度。已有专利公开了一种长玻纤增强聚丙烯/尼龙复合材料及其制备，其各组份按质量百分比包括：聚丙烯：17～44％，尼龙6：2～10％，玻纤50～60％，相容剂：2～8％，热稳定剂：0.2～2％，光稳定剂：0.1～1％，加工助剂：0.1～2％。该方法中加入尼龙6虽然可以提高材料的耐温性能，但是由于尼龙6的吸水性是非常之大的，吸水后材料的尺寸稳定会变化。尺寸的大小会根据尼龙6吸水率的变化而不同，这样大大地降低材料的应用范围。液晶聚合物(LCP)是一种新型的高分子材料，在熔融态时一般呈现液晶性。最初工业化液晶聚合物是美国DuPont公司开发出来的聚对亚苯基对苯二甲酰胺。这类液晶材料由于其大分子链是取向的，它有异常规整的纤维状结构，因此其具有优异的耐温性及低翘曲变形。然而，通常液晶聚合物与聚丙烯共混时存在相容性不好的问题，所得的复合材料无法兼具聚丙烯的优异力学性能和液晶聚合物的优异耐高温性和低翘曲变形性，注塑成制件后复合材料甚至会出现分层现象，即常说的“脱皮”现象。
技术实现思路
基于此，本专利技术在于克服现有技术的缺陷，提供一种聚丙烯复合材料，所述聚丙烯复合材料不易翘曲，耐高温性好、综合力学性能优异且外观质量好。其技术方案如下：一种聚丙烯复合材料，包括如下按质量份计算的组分：聚丙烯：19～71.5份；液晶聚合物：2～10份；连续长玻璃纤维：20～60份；防翘曲剂：2～5份；相容剂：5～10份；其他助剂:0.5～6份；其中，所述聚丙烯的熔融指数为30～120g/10min；所述液晶聚合物的热变形温度为177～210℃；所述连续长玻璃纤维的单丝直径为10～25μm。专利技术人通过实验发现，当聚丙烯的熔融指数为30～120g/10min、玻璃纤维为单丝直径为10～25μm无碱连续长玻璃纤维时，用玻璃纤维和聚丙烯与热变形温度为177～210℃的液晶聚合物复合能够得到不易翘曲、耐高温性优异的聚丙烯复合材料，且复合材料的综合力学性能和外观质量也较好。原因在于：液晶聚合物热变形温度过高时，其熔融温度也会更高，从而会影响其在成型加工过程中与聚丙烯树脂之间的相容性，且液晶聚合物具有异常规整的纤维状结构特点，具有自增强性，在该配方中能起到提高材料的耐温性及降低翘曲的作用，聚丙烯的融熔指数影响着材料的加工流动性和与液晶聚合物的相容性，而选用单丝直径为10～25μm的无碱连续长玻璃纤维可得到玻璃纤维排列整齐有序、玻纤长度适宜的料粒，若玻璃纤维单丝直径过大，则其与聚丙烯树脂相容性较差，若玻璃纤维单丝直径过小，则玻纤很容易在加工的过程中断裂，大大影响材料的耐高温性，且聚丙烯分子会沿着玻纤结晶取向而造成复合材料翘曲较大。在其中一个实施例中，所述聚丙烯复合材料包括如下按质量份计算的组分：聚丙烯：19～46份；液晶聚合物：5～10份；连续长玻璃纤维：40～50份；防翘曲剂：2～5份；相容剂：5～10份；助剂：0.5～6份。当按上述比例制备聚丙烯复合材料时，聚丙烯复合材料的翘曲性、耐高温性及外观质量可得到进一步提升。在其中一个实施例中，所述聚丙烯的熔融指数为90～110g/10min。专利技术人在实验过程中发现，选用熔融指数为90～110g/10min时，所得复合材料的抗翘曲性更佳。在其中一个实施例中，所述液晶聚合物为无规共聚聚酯。在其中一个实施例中，所述防翘曲剂为无机矿粉填料。在其中一个实施例中，所述无机矿粉填料为滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、云母、二氧化钼和玻璃微珠中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述防翘曲剂为粒径(D50)为0.6～0.8μm的沉淀硫酸钡。由于沉淀硫酸钡是圆形球状的，其与玻纤的棒状有很大区别，在塑料中硫酸钡会破坏聚丙烯沿着玻纤的方向结晶收缩，从而降低材料的翘曲度。在其中一个实施例中，所述相容剂为极性单体接技聚合物。在其中一个实施例中，所述极性单体接技聚合物的聚合基体为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-ɑ-乙烯-辛烯其聚物、苯乙烯与丁二烯的共聚物、聚乙烯-聚苯乙烯-聚丙烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物和乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的任意一种或多种，所述极性单体接技聚合物的极性单体为马来酸酐及其类似物和丙烯酸及其酯类衍生物中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述相容剂为PP-g-MAH。活性反应基团酸酐的引入，能够显著提高PP与玻纤之间的粘接力，明显提高材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等力学性能。在其中一个实施例中，所述助剂为热稳定剂、抗氧化剂、润滑剂中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述助剂为0.5～2份热稳定剂、0.5～2份抗氧化剂、0.5～2份润滑剂。在其中一个实施例中，所述热稳定剂为二苯基对苯二胺、4-羟基十八烷酰替苯胺、亚磷酸三苯酯、亚磷酸辛二苯酯和硫代二丙酸二月桂酯中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂1076、抗氧化剂B225、抗氧化剂1098、抗氧化剂168、抗氧化剂626中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述硬酯酸钙、硬酯酸锌、PE蜡、硅酮粉中的一种或多种。所述的聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将聚丙烯、液晶聚合物、防翘曲剂、相容剂、助剂按比例混合均匀得到混合料；S2、混合料经挤出机塑化熔融，熔体输入模头温度为230～300℃的浸渍模具，将连续长玻璃纤维输入浸渍模具，浸渍熔体后，将其牵引出浸渍模具，冷却、切粒，即得聚丙烯复合材料。在其中一个实施例中，切粒为切成10～25mm长的粒子。切成10～25mm长的粒子则可使复合材料的玻璃纤维长度为10～25mm，玻璃纤维长度过长或过短都会较大的影响复合材料的性能，当玻纤的长度小于10mm时，材料的翘曲会增加，这是由于聚丙烯分子沿着玻纤结晶取向而造成的，当玻纤长度过长时，材料的加工成型难度增大。本专利技术的有益效果在于：本专利技术将聚丙烯、玻璃纤维、液晶聚合物等复合，通过选择特定熔融指数的聚丙烯、特定单丝长度的无碱连续长玻璃纤维及特定热变形温度的液晶聚合物，得到了不易翘曲，耐高温、综合力学性能优异且外观质量佳的聚丙烯复合材料。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术的保护范围。以下实施例所用原料如下：聚丙烯：YPJ-3100H，熔融指数为100g/10min，扬子石化公司；聚丙烯：PPMM50S，熔融指数为50g/10min，茂名石化公司；液晶聚合物：RudrumLC3000：热变形温度200℃，日本UNITIKA公司；无碱连续长玻璃纤维：EDR240-T838T，单丝直径为10～25μm，泰山玻璃纤维有限公司；防翘曲剂：沉淀硫酸钡，平均粒径(D50)为0.6～0.8μm，广州添友化工有限公司；相容剂：CMG9801，PP-g-MAH，佳易容相容剂江苏有限公司；热稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯复合材料，其特征在于，包括如下按质量份计算的组分：聚丙烯：19～71.5份；液晶聚合物：2～10份；无碱连续长玻璃纤维：20～60份；防翘曲剂：2～5份；相容剂：5～10份；助剂：0.5～6份；其中，所述聚丙烯的熔融指数为30～120g/10min；所述液晶聚合物的热变形温度为177～210℃；所述无碱连续长玻璃纤维的单丝直径为10～25μm。

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯复合材料，其特征在于，包括如下按质量份计算的组分：聚丙烯：19～71.5份；液晶聚合物：2～10份；无碱连续长玻璃纤维：20～60份；防翘曲剂：2～5份；相容剂：5～10份；助剂：0.5～6份；其中，所述聚丙烯的熔融指数为30～120g/10min；所述液晶聚合物的热变形温度为177～210℃；所述无碱连续长玻璃纤维的单丝直径为10～25μm。2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，包括如下按质量份计算的组分：聚丙烯：19～46份；液晶聚合物：5～10份；连续长玻璃纤维：40～50份；防翘曲剂：2～5份；相容剂：5～10份；助剂：0.5～6份。3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯的熔融指数为90～110g/10min。4.根据权利要求1或2所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述防翘曲剂为无机矿粉填料。5.根据权利要求4所述的聚丙烯复合材料，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张扬，欧德培，陈玉平，针涛，熊平，
申请(专利权)人：广州科苑新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44