一种低翘曲增强聚丙烯组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种低翘曲增强聚丙烯组合物及其制备方法和应用。所述低翘曲增强聚丙烯组合物，包括如下组分：共聚聚丙烯，玻璃纤维，界面改善剂，抗氧剂，玻璃纤维满足：0.1mm<A<1.5mm；在低翘曲增强聚丙烯组合物的不同位置抽取聚丙烯组合物样品，将聚丙烯组合物样品灼烧、冷却后得到待测样品；采用显微镜进行观察；A为每份待测样品中单根玻璃纤维长度。本发明专利技术通过控制聚丙烯组合物中玻璃纤维的情况，使得玻璃纤维在聚丙烯组合物中，分散更加均一，各个部位的玻璃纤维对聚丙烯结晶的影响程度非常接近，从而聚丙烯组合物中各向异性极小，收缩均匀，极大程度地降低聚丙烯组合物的翘曲。极大程度地降低聚丙烯组合物的翘曲。

【技术实现步骤摘要】
一种低翘曲增强聚丙烯组合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，更具体的，涉及一种低翘曲增强聚丙烯组合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚丙烯(PP)材料具有密度低、耐酸碱、价格便宜等优势，广泛应用于各行各业中。随着汽车行业的蓬勃发展，汽车轻量化技术正在深入应用于汽车行业的各个材料中，目前汽车行业中越来越多的金属材料替换成密度更低的非金属材料，又有越来越多的非金属材料切换成烯烃化材料，如汽车尾门、扰流尾翼、散热风扇、护风圈等零件正朝着材料烯烃化发展。
[0003]对于应用在汽车发动机舱内的PP材料而言，需要较高的耐热温度和强度。通常会在聚烯烃中加入一定的玻璃纤维进行改性，以满足材料物性的要求。聚丙烯属于半结晶性热塑性塑料，结晶的差异容易导致翘曲变形情况的发生，特别是添加玻璃纤维后，玻璃纤维的柱状结构更容易使零件出现翘曲变形的情况。
[0004]目前增强聚丙烯材料的翘曲问题改善方向主要有两种，一种是通过外加其他树脂进行共混改性，阻碍聚丙烯材料自身的结晶行为，降低聚丙烯因结晶导致的取向问题。中国专利申请CN 108276657A公开了在聚丙烯和玻璃纤维的复合材料中引入高抗冲聚苯乙烯；但高抗冲聚苯乙烯树脂的价格大于聚丙烯的价格，高抗冲聚苯乙烯的加入大幅提高了产品的成本，更重要的是聚苯乙烯和聚丙烯的不相容性容易导致产品注塑成型缺陷。另一种改善方向是通过外加其他矿物，如云母、晶须等，降低玻璃纤维在聚合物材料中的取向性，从而实现改善翘曲的效果。中国专利申请CN 102807710A公开了一种聚丙烯复合材料，通过共聚聚丙烯和云母及玻璃纤维共填充，在保持高耐热性和高刚度的前提下，实现低翘曲的特性；但云母的加入提高了材料的密度，违背了轻量化技术的初衷，同时也降低了材料的冲击强度。
[0005]中国专利申请CN112480553A公开了一种聚丙烯组合物，通过限定玻璃纤维的长度获得高耐蠕变性能的聚丙烯组合物。虽然耐蠕变特性和抗翘曲特性均属于玻璃纤维增强聚丙烯关注的形变特性之一，但耐蠕变考察的是在固定温度下对材料样品施加恒定外力，测量其固定时间的形变量或发生断裂的长度和时间，关注的重点是应用特性；抗翘曲考察的是零件加工成型脱模后，在一定调节温度和湿度下发生结晶后产生的宏观变形现象，关注的重点是外观特性。因此耐蠕变特性与抗翘曲特性并非直接的正相关。
[0006]因此，需要开发出一种低翘曲的增强聚丙烯组合物。

技术实现思路

[0007]本专利技术为克服上述现有技术所述的翘曲高的缺陷，提供一种低翘曲增强聚丙烯组合物，通过控制玻璃纤维的长度分布，获得低翘曲的增强聚丙烯组合物。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供上述低翘曲增强聚丙烯组合物的制备方法。
[0009]本专利技术的另一目的在于提供上述低翘曲增强聚丙烯组合物的应用。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0011]一种低翘曲增强聚丙烯组合物，包括如下重量份的组分：
[0012]共聚聚丙烯48～88份，
[0013]玻璃纤维20～50份，
[0014]界面改善剂1～5份，
[0015]抗氧剂0.2～0.6份，
[0016]所述玻璃纤维满足：0.1mm<A<1.5mm；
[0017]所述玻璃纤维中A的检测和计算方法为：
[0018]在所述低翘曲增强聚丙烯组合物的不同位置抽取至少两份聚丙烯组合物样品，每份聚丙烯组合物样品为1～2g；
[0019]将聚丙烯组合物样品在850℃下加热1h后，静置冷却至23℃，得到玻璃纤维灰分，即为待测样品；
[0020]取待测样品至表面皿中，用溶液分散后，采用显微镜进行观察；
[0021]A为每份待测样品中的单根玻璃纤维的长度。
[0022]优选地，所述玻璃纤维满足：0.6mm<B<0.8mm，C<0.05mm2；
[0023]所述玻璃纤维中B和C的检测和计算方法为：
[0024]在所述低翘曲增强聚丙烯组合物的不同位置抽取至少两份聚丙烯组合物样品，每份聚丙烯组合物样品为1～2g；
[0025]将聚丙烯组合物样品在850℃下加热1h后，静置冷却至23℃，得到玻璃纤维灰分，即为待测样品；
[0026]取待测样品至表面皿中，用溶液分散后，采用显微镜进行观察；
[0027]B
′
为每份待测样品中玻璃纤维的数均长度，B为B
′
的平均值；
[0028]C
′
为每份待测样品按照计算得到的方差，其中n为待测样品中玻璃纤维的根数，C为C
′
的平均值。
[0029]专利技术人研究发现，通过控制增强聚丙烯组合物中玻璃纤维的单根长度相对均匀，即单根长度范围为0.1～1.5mm，数均长度范围为0.6～0.8mm且其方差C<0.05mm2，即函数收敛，玻璃纤维分散在聚丙烯组合物中时，更加均一，各个部位的玻璃纤维对聚丙烯结晶的影响程度非常接近，从而使得聚丙烯组合物中各向异性极小，收缩均匀，从而极大程度地降低聚丙烯的翘曲。
[0030]优选地，在低翘曲增强聚丙烯组合物的不同位置随机抽取2～10份聚丙烯组合物样品。
[0031]优选地，所述显微镜的放大倍数为100～500倍。
[0032]一般来说，根据原料的玻璃纤维长度不同，聚丙烯组合物中的玻璃纤维的长度一般在0.1～25mm的范围，如果原料是长度较短的短切玻纤的话，一般玻纤的长度为0.1～6mm。专利技术人发现，选用放大倍数500倍的显微镜观察玻璃纤维的长度和根数时，已不会造成显著误差；对于某些具有较大长度的玻璃纤维，可以选用100倍放大倍数的显微镜进行观察。
[0033]若是聚丙烯组合物中，玻璃纤维的数均长度<0.6mm，则玻璃纤维过短过碎，难以达到对聚丙烯的增强效果。
[0034]优选地，所述共聚聚丙烯的分子量分布(MWD)范围为3.1～4.5。
[0035]所述分子量分布范围是指重均分子量与数均分子量的比值范围。
[0036]通常用于注塑成型的商业化共聚聚丙烯的MWD范围为3.0～12.0，专利技术人研究发现，共聚聚丙烯的MWD≤4.5时，能有效降低共聚聚丙烯中低分子量聚丙烯部分含量，有利于削弱聚丙烯聚合物结晶趋势，降低因流动的拉伸取向导致横纵向收缩差异大的串晶，从而降低聚丙烯组合物的翘曲。
[0037]更优选地，所述共聚聚丙烯的MWD范围为3.5～4.0。
[0038]共聚聚丙烯又称乙烯/丙烯无规共聚物，其中乙烯分子的加入即引入了乙丙橡胶(EPR)。
[0039]优选地，所述共聚聚丙烯中乙丙橡胶(EPR)占共聚聚丙烯的8～35wt.％。
[0040]一般来说，乙丙橡胶的M
w
范围为350k～1800k。本专利技术优选大分子量的乙丙橡胶，在保证材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低翘曲增强聚丙烯组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：共聚聚丙烯48～88份，玻璃纤维20～50份，界面改善剂1～5份，抗氧剂0.2～0.6份，所述玻璃纤维满足：0.1mm<A<1.5mm，所述玻璃纤维中A的检测和计算方法为：在所述低翘曲增强聚丙烯组合物的不同位置抽取至少两份聚丙烯组合物样品，每份聚丙烯组合物样品为1～2g；将聚丙烯组合物样品在850℃下加热1h后，静置冷却至23℃，得到玻璃纤维灰分，即为待测样品；取待测样品至表面皿中，用溶液分散后，采用显微镜进行观察；A为每份待测样品中的单根玻璃纤维的长度。2.根据权利要求1所述低翘曲增强聚丙烯组合物，其特征在于，所述玻璃纤维满足：0.6mm＜B＜0.8mm，C＜0.05mm2；所述玻璃纤维中B和C的检测和计算方法为：在所述低翘曲增强聚丙烯组合物的不同位置抽取至少两份聚丙烯组合物样品，每份聚丙烯组合物样品为1～2g；将聚丙烯组合物样品在850℃下加热1h后，静置冷却至23℃，得到玻璃纤维灰分，即为待测样品；取待测样品至表面皿中，用溶液分散后，采用显微镜进行观察；B
′
为每份待测样品中玻璃纤维的数均长度，B为B
′
的平均值；C
′
为每份待测样品按照计算得到的方差，其中n为待测样品中玻璃纤维的根数，C为C

【专利技术属性】
技术研发人员：陈嘉杰，俞飞，杨波，吴国峰，罗忠富，陈延安，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：