一种长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及高分子材料领域的一种长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。所述的长玻纤增强聚丙烯复合材料，包含以重量份数计的以下组分制成：聚丙烯100份；相容剂组合物3～15份；玻璃纤维20～60份；表面改性剂3～25份；所述的聚丙烯在230℃、负载为2.16kg的条件下，其熔体流动速率为40～150g/10min；本发明专利技术所述的长玻纤增强聚丙烯复合材料，在保持玻纤材料的抗腐、抗拉强度高特性的基础上、降低玻纤浮纤现象，提高材料的冲击强度与流动性能，加快了材料的熔化过程，加工性能得到很好地优化。化。

【技术实现步骤摘要】
一种长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，更进一步说，涉及一种长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定，成型性好，但因收缩率大厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零件，很难于达到要求，制品表面光泽好。聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能。聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定。具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，但低温时变脆，不耐磨、易老化。适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。
[0003]聚丙烯玻纤复合材料是在原有的聚丙烯基础上，加入玻璃纤维和其他助剂，从而提高材料得适用范围。玻纤增强以后，玻纤是耐高温材料，因此，聚丙烯的耐热温度比不加玻纤以前提高很多。玻纤增强以后，由于玻纤的加入，限制了高分子链间的相互移动，因此，聚丙烯的收缩率下降了很多，刚性也大大提高。玻纤增强以后，聚丙烯不会应力开裂，同时抗冲性能提高了很多。玻纤增强以后也大大提高了塑料的强度。随着现代汽车工业发展迅猛，环保低碳的趋势愈专利技术显，汽车轻量化已经上升到国家战略层面。汽车轻量化目标的达成离不开轻量化材料的应用，利用以塑代钢技术实现汽车轻量化，是当前汽车新材料应用研究的热点，也是汽车发展的必然趋势。长玻纤增强聚丙烯复合材料凭借优异的材料性能、卓越的减重效果以及较高的性价比，已成为汽车行业以塑代钢的主要材料之一。在实际应用中可以以塑代钢和取代增强工程塑料，满足包装箱、家电、电子电气、交通运输等领域使用要求。
[0004]然而，现有的长玻纤増强聚丙烯材料在实际应用过程中存在着一些不足。如长玻璃纤维增强聚丙烯材料制品表面质量不高，即表面浮纤的问题；尤其在汽车大型复杂零部件应用中，面临高强度、高冲击等材料性能要求，高流动、易成型的加工要求以及成型后制品的高表面质量等问题。以上问题的出现，直接限制了玻纤増强聚丙烯材料的应用范围。
[0005]中国专利CN201110008670公布了一种高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其优点在于其制备的聚丙烯材料表面光泽高、浮纤现象少、耐跌落性好。中国专利CN201610207016公布了一种高光洁长玻纤阻燃增韧聚丙烯共混材料，其适用于对产品结构和外观、成本及加工性有较高要求的中高端家具用品上。上述专利均主要是通过抗浮纤剂降低模具表面与熔体间相互作用力尽可能降低零件表面浮纤现象。中国专利CN201510681645公开了一种低浮纤长玻纤、包含该长玻纤的高抗冲PP复合材料，采用过氧化氢和硝酸钾对玻璃纤维进行预处理后再使用，其优点在于抗冲性能优异，且表面光滑无浮纤，尤其适用于制备汽车零部件、电子产品外壳等产品。但其所制备材料中玻璃纤维含量均较低为5-10份。
[0006]目前市场上需要一种能在实现提高制件表面质量的同时兼顾材料综合力学性能以及成型加工性能的复合材料。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提出一种长玻纤增强聚丙烯复合材料。具体地说涉及一种长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
[0008]本专利技术方法制得的长玻纤增强聚丙烯复合材料，在保持玻纤材料的抗腐、抗拉强度高特性的基础上、降低玻纤浮纤现象，提高材料的冲击强度与流动性能，优化了材料的加工性能。
[0009]本专利技术目的之一是提供一种长玻纤增强聚丙烯复合材料，可包含以重量份数计的以下组分制成：
[0010]聚丙烯100份；
[0011]相容剂组合物3-15份；优选3-10份；
[0012]玻璃纤维20-60份；优选30-50份；
[0013]表面改性剂3-25份；优选5-10份。
[0014]其中，
[0015]所述的聚丙烯可为高流动聚丙烯；
[0016]所述的聚丙烯具体可为等规聚丙烯、间规聚丙烯、无规聚丙烯中的至少一种。所述的聚丙烯可为共聚或是均聚聚丙烯。
[0017]进一步，所述的聚丙烯在230℃、负载为2.16kg的条件下，其熔体流动速率可为40-150g/10min，优选为100-150g/10min。
[0018]所述的相容剂组合物可包含马来酸酐接枝聚丙烯和双酚A二缩水甘油醚的混合物，其中马来酸酐接枝聚丙烯和双酚A二缩水甘油醚的重量比例可为1:2～5:1，优选为1:1～3:1，更优选为1:1～2:1。所述双酚A二缩水甘油醚具体可选自903H。
[0019]所述的相容剂组合物的制备方法，具体可包括以下步骤：将包含所述马来酸酐接枝聚丙烯与双酚A二缩水甘油醚(固态)按所述用量进行混合即得。可在常温下混合，具体可在30～50℃下进行混合。
[0020]其中，所述的马来酸酐接枝聚丙烯密度可为0.89～0.91g/cm3，熔点可为160～180℃，熔体流动速率(230℃，2.16Kg)可为100～200g/10min，马来酸酐的接枝率可为0.8～1.2％。
[0021]所述的双酚A二缩水甘油醚的熔融粘度可为3000～15000mPa.s，软化点温度可为88～98℃。
[0022]所述的表面改性剂可为超高熔指聚丙烯中的至少一种；
[0023]优选地，所述的超高熔指聚丙烯，其熔体流动速率为150-10000g/10min，优选为400-3800g/10min，更优选为1000-2000g/10min。
[0024]更优选地，所述表面活性剂可为：熔融指数为1000～10000g/10min的聚丙烯与熔融指数为150～999g/10min的聚丙烯混合而得，其中所述熔融指数为1000～10000g/10min的聚丙烯与熔融指数为150～999g/10min的聚丙烯的用量范围为(5～1)：(1～5)，优选(2～1)：(1～2)。
[0025]所述的玻璃纤维可为无碱高强连续玻璃纤维，强度＞2300MPa，直径为10～24um，线密度为1200～4800TEX；具体地，所述玻璃纤维可选自型号为362J、T838T、362K、SE4805D、ER4305中的至少一种。
[0026]优选地，本申请所述的长玻纤增强聚丙烯复合材料，还可包含润滑剂；其中，以所述聚丙烯为100重量份数计，所述润滑剂的用量为0.5～1重量份；和/或，所述的润滑剂可为氧化聚乙烯蜡、微晶石蜡的至少一种。
[0027]优选地，本专利技术中还可加入抗氧剂，以所述聚丙烯为100重量份数计，所述抗氧剂的用量可为0.1～3重量份；具体地，所述的抗氧剂可为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂2246、抗氧剂CA、抗氧剂626或抗氧剂636中的一种或两种。
[0028]本专利技术加入了马来酸酐接枝聚丙烯和双酚A二缩水甘油醚的组合物作为相容剂，双酚A二缩水甘油醚中高活性的环氧基可以与马来酸酐接枝聚丙烯的羟基、氨基等基团进行耦合，从而共同增强玻纤与聚丙烯树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长玻纤增强聚丙烯复合材料，包含以重量份数计的以下组分制成：聚丙烯100份；相容剂组合物3～15份；优选3～10份；玻璃纤维20～60份；优选30～50份；表面改性剂3～25份；优选5～10份。2.根据权利要求1所述的长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯为高流动聚丙烯；所述的聚丙烯在230℃、负载为2.16kg的条件下，其熔体流动速率为40～150g/10min，优选为100～150g/10min；优选地，所述聚丙烯选自等规聚丙烯、间规聚丙烯、无规聚丙烯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的相容剂组合物包含马来酸酐接枝聚丙烯和双酚A二缩水甘油醚的组合；其中马来酸酐接枝聚丙烯和双酚A二缩水甘油醚的重量比例为1:2～5:1，优选为1:1～3:1。4.根据权利要求3所述的长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的马来酸酐接枝聚丙烯密度为0.89～0.91g/cm3，熔点为160～180℃，马来酸酐的接枝率为0.8～1.2％；优选地，所述马来酸酐接枝聚丙烯的熔体流动速率为100～200g/10min。5.根据权利要求3所述的长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的双酚A二缩水甘油醚的熔融粘度为3000～15000mPa.s，软化点温度为88～98℃。6.根据权利要求1所述的长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的表面改性剂为超高熔指聚丙烯；优选地，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长金，张师军，高达利，徐凯，尹华，邵静波，孙昌辉，谭以纲，侴白舸，王宇韬，任月明，吕芸，白弈青，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：