高极性玻纤增强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高极性玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，该复合材料由包括高结晶性聚丙烯树脂、短切玻纤、极性单体、含有极性基团的超支化树脂、过氧化物、抗氧剂、色母粒和润滑剂的各组分挤出造粒而得，其中极性单体为同时含有至少一个活性碳碳双键和至少一个极性基团的单体化合物，超支化树脂中极性基团的含量为每摩尔超支化树脂中至少含有3摩尔极性基团，通过超支化树脂与极性单体及过氧化物配合，能够在保证该复合材料具有较优力学强度和韧性基础上，明显改善该复合材料的极性，使其达因值能够达到35以上，使得该复合材料不需要后续处理可直接用于对极性要求很高的应用场合中，适用于生产用于粘结工艺等的塑料零件。

High polar glass fiber reinforced polypropylene composite and its preparation

【技术实现步骤摘要】
高极性玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法，尤其涉及一种高极性玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，属于复合高分子材料改性

技术介绍
普通的聚丙烯材料是没有极性的，为了改善常规聚丙烯材料表面的极性，目前常用的方法是在聚丙烯中复配使用具有一定极性的相容剂，但提供这种方法所得到的聚丙烯复合材料，尤其是玻纤增强聚丙烯复合材料表面极性的提高并不明显。尤其是当这类聚丙烯材料应用在印数、喷涂、粘接等要求高极性的应用场合时，通过具有极性的常规相容剂的加入并不能使其达到所需的极性要求，仍需要零件先进行火焰处理、等离子处理等手段来提高材料的极性。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高极性玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，由该制备方法制备所得的聚丙烯复合材料力学性能优异且产品极性较高。本专利技术的技术方案是：本专利技术公开了一种高极性玻纤增强聚丙烯复合材料，该聚丙烯复合材料包括下述按聚丙烯复合材料总质量百分比计的各组分：高结晶性聚丙烯树脂40-80wt.％、短切玻纤10-50wt.％、极性单体0.5-2.0wt.％、含有极性基团的超支化树脂1.0-5.0wt.％、过氧化物0.1-0.5wt.％、抗氧剂0.1-3.0wt.％、色母粒0-5wt.％和润滑剂0-2.0wt.％；其中所述极性单体为同时含有至少一个活性碳碳双键和至少一个极性基团的单体化合物；其中所述超支化树脂中极性基团的含量为每摩尔超支化树脂中至少含有3摩尔极性基团。其进一步的技术方案是：所述极性单体中的极性基团包括羧酸基团、酸酐基团、酯基、羟基、氨基和环氧基团中的一种。所述极性单体为马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。其进一步的技术方案是：所述超支化树脂中的极性基团为羟基、氨基和酯基中的至少一种。其进一步的技术方案是：所述高结晶性聚丙烯树脂为在230℃且2.16kg压力下的熔体流动速率为5-100g/10min的均聚聚丙烯树脂或共聚聚丙烯树脂。其中“高结晶性聚丙烯”是本领域中的常规术语，本申请中不再赘述。其进一步的技术方案是：所述短切玻纤为直径5-20μm且长度为10-50mm的短切玻璃纤维。其进一步的技术方案是：所述过氧化物为DCP、BP、HXA和HXY中的至少一种。其进一步的技术方案是：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按照质量比(1-2):1混合形成的复配抗氧剂，该抗氧剂选自1010、1076、3114和168。本专利技术还公开了一种上述高极性玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，该制备方法主要包括下述步骤：S1：准确称取高结晶性聚丙烯树脂40-80wt.％、短切玻纤10-50wt.％、极性单体0.5-2.0wt.％、含有极性基团的超支化树脂1.0-5.0wt.％、过氧化物0.1-0.5wt.％、抗氧剂0.1-3.0wt.％、色母粒0-5wt.％和润滑剂0-2.0wt.％；S2：将部分高结晶性聚丙烯树脂、极性单体、含有极性基团的超支化树脂、抗氧剂、色母粒和润滑剂投入第一混合机中共混至均匀，得到预混物1；将过氧化物和剩余部分高结晶性聚丙烯树脂投入第二混合机中共混至均匀，得到预混物2；S3：将前述预混物1和预混物2分别从双螺杆挤出机的主喂料口中喂料，将短切玻纤从侧喂料口中喂料，进行熔融混合并挤出造粒，得到高极性玻纤增强聚丙烯复合材料，其中双螺杆挤出机的螺杆长径比为(40-45):1，螺筒温度为230-250℃，螺杆转速为500-600rpm。本专利技术的有益技术效果是：本申请在聚丙烯树脂基体中加入极性单体、含有极性基团的超支化树脂和过氧化物，并限定极性单体为同时含有至少一个活性碳碳双键和至少一个极性基团的单体化合物，限定超支化树脂中极性基团的含量为每摩尔超支化树脂中至少含有3摩尔极性基团，通过超支化树脂与极性单体以及过氧化物的配合，能够在保证该玻纤增强复合材料具有较优的力学强度和韧性，优于现有材料的基础上，明显改善玻纤增强聚丙烯复合材料的极性，使其达因值能够达到35以上，使得该复合材料不需要后续处理可直接用于对极性要求很高的应用场合中，适用于生产用于粘结工艺等的塑料零件。具体实施方式为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面结合具体实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。按照下述具体实施例和对比例所述配方，并采用下述制备方法制备高极性玻纤增强聚丙烯复合材料，未提及的原料及制备方法均为本领域常规技术手段，本领域技术人员在聚丙烯组合物加工范围内可以做合乎实际情况的任意选择。下述具体实施例和对比例中：PP-1：高结晶性均聚聚丙烯，其MFR为30g/10min；PP-2：高结晶性共聚聚丙烯，其MFR为20g/10min；超支化树脂1：每摩尔超支化树脂中含有1摩尔极性基团，且该极性基团为羟基；超支化树脂2：每摩尔超支化树脂中含有10摩尔极性基团，且该极性基团为羟基；现有相容剂：马来酸酐接枝聚丙烯树脂，接枝率为1％；极性单体：均选用甲基丙烯酸甲酯缩水甘油酯；过氧化物：均选用DCP；短切玻纤：其直径为13μm，且长度为45mm；抗氧剂：抗氧剂1010和抗氧剂168按质量比为1:1混合形成。本具体实施例和对比例中不使用色母粒和润滑剂。高极性玻纤增强聚丙烯复合材料的制备：S1：按照表1中各具体实施例和对比例中各组分用量，准确称取高结晶性聚丙烯树脂、短切玻纤、极性单体、含有极性基团的超支化树脂、过氧化物、抗氧剂、色母粒和润滑剂；S2：将部分高结晶性聚丙烯树脂、极性单体、含有极性基团的超支化树脂、抗氧剂、色母粒和润滑剂投入第一混合机中共混至均匀，得到预混物1；将过氧化物和剩余部分高结晶性聚丙烯树脂投入第二混合机中共混至均匀，得到预混物2；S3：将前述预混物1和预混物2分别从双螺杆挤出机的主喂料口中喂料，将短切玻纤从侧喂料口中喂料，进行熔融混合并挤出造粒，得到高极性玻纤增强聚丙烯复合材料，其中双螺杆挤出机的螺杆长径比为(40-45):1，螺筒温度为230-250℃，螺杆转速为500-600rpm。表1具体实施例和对比例各组分用量(wt.％)对上述表1中制备所得的各玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能和达因值进行测定，测试标准及测试方法如下：密度：测试方法参照ISO1183；拉伸强度：测试方法参照ISO527；弯曲强度：测试方法参照ISO178；弯曲模量：测试方法参照ISO178；缺口冲击强度：测试方法参照ISO179；达因值：测试方法如下所述，达因值通常的简易测试方法是使用达因笔，达因笔有28、30、32、34、36、3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高极性玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，包括下述按聚丙烯复合材料总质量百分比计的各组分：高结晶性聚丙烯树脂40-80wt.％、短切玻纤10-50wt.％、极性单体0.5-2.0wt.％、含有极性基团的超支化树脂1.0-5.0wt.％、过氧化物0.1-0.5wt.％、抗氧剂0.1-3.0wt.％、色母粒0-5wt.％和润滑剂0-2.0wt.％；/n其中所述极性单体为同时含有至少一个活性碳碳双键和至少一个极性基团的单体化合物；/n其中所述超支化树脂中极性基团的含量为每摩尔超支化树脂中至少含有3摩尔极性基团。/n

【技术特征摘要】
1.一种高极性玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，包括下述按聚丙烯复合材料总质量百分比计的各组分：高结晶性聚丙烯树脂40-80wt.％、短切玻纤10-50wt.％、极性单体0.5-2.0wt.％、含有极性基团的超支化树脂1.0-5.0wt.％、过氧化物0.1-0.5wt.％、抗氧剂0.1-3.0wt.％、色母粒0-5wt.％和润滑剂0-2.0wt.％；
其中所述极性单体为同时含有至少一个活性碳碳双键和至少一个极性基团的单体化合物；
其中所述超支化树脂中极性基团的含量为每摩尔超支化树脂中至少含有3摩尔极性基团。


2.根据权利要求1所述的高极性玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述极性单体中的极性基团包括羧酸基团、酸酐基团、酯基、羟基、氨基和环氧基团中的一种。


3.根据权利要求2所述的高极性玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述极性单体为马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的高极性玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述超支化树脂中的极性基团为羟基、氨基和酯基中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的高极性玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述高结晶性聚丙烯树脂为在230℃且2.16kg压力下的熔体流动速率为5-100g/10min的均聚聚丙烯树脂或共聚聚丙烯树脂。


6.根据权利要求1所述的高极性玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述短切玻纤为直径5-20μm且长度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭彪，宋文琦，陈伟云，陈劲彬，王春，张炜，
申请(专利权)人：昆山禾振瑞新复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32