一种低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。本发明专利技术的低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，包括以下组分：无规共聚聚丙烯、玻璃纤维、成核剂、云母粉、相容剂和助剂，所述无规共聚聚丙烯采用ISO 1133

【技术实现步骤摘要】
一种低翘曲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
，更具体地，涉及一种低翘曲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]聚丙烯材料由于其密度较低，强度、刚性和耐热性好、成本低等优点被广泛应用于汽车、家电、电子电器等领域。不过，纯聚丙烯材料难以满足汽车材料的各项要求，通常需要进行增强、增韧改性，而采用玻璃纤维增强改性聚丙烯材料是最常用的方法之一，经过玻璃纤维增强改性后的聚丙烯材料的刚性和耐热性大幅度提升，可广泛应用于汽车仪表板骨架，天窗骨架、发动机罩盖、保险杠支架、空调叶轮等制件。但是，玻璃纤维由于其针状结构，具有较高的长径比，在注塑过程中会沿着流动方向取向造成流动方向与垂直流动方向的收缩率有较大的差异，这种各向异性则会导致注塑制件发生翘曲变形。
[0003]针对玻纤增强聚丙烯复合材料的翘曲变形，现有技术中通过添加膨胀微球、滑石粉、硅灰石等来降低玻璃纤维导致的各向异性，进而改善玻纤增强聚丙烯复合材料的翘曲。例如，现有技术中公开了汽车用浅缩痕增强聚丙烯材料及其制备方法，通过添加丁苯透明抗冲树脂和改性云母粉以改善增强聚丙烯材料的翘曲，但其对增强聚丙烯材料的翘曲改善效果不佳(翘曲度为0.91～0.95mm)。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有无机填料改善玻纤增强聚丙烯复合材料翘曲变形较差的缺陷和不足，提供一种低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，以无规共聚聚丙烯为基体，同时与成核剂、云母粉相结合，从结晶度和结晶速率两方面降低玻纤增强聚丙烯复合材料的收缩率，进而改善其翘曲变形。
[0005]本专利技术的另一目的是提供所述低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法。
[0006]本专利技术的又一目的是提供所述低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料在塑料制件中的应用。
[0007]本专利技术的又一目的是提供一种由所述低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料制备得到的汽车塑料配件。
[0008]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，按重量份数计，包括以下组分：
[0010][0011]其中，所述无规共聚聚丙烯采用ISO1133
‑
2011标准，在230℃
×
2.16kg条件下的熔体质量流动速率为10～30g/10min且按照GB/T 2410
‑
2008标准测试的透光率≥80％，所述成核剂为α晶型成核剂。
[0012]本专利技术以结晶度较低的无规共聚聚丙烯为基体，相较于结晶度更高的均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯，无规共聚聚丙烯可使得玻璃纤维在聚丙烯基体中沿流动方向和垂直流动方向的玻璃纤维取向的差异程度明显减小，进而降低玻纤增强聚丙烯复合材料的各向收缩差异性，明显改善翘曲变形；云母粉的加入可以利用其刚性大片层结构，进一步抑制玻纤增强聚丙烯复合材料的翘曲；与α晶型成核剂相结合后，可以明显改善玻纤增强聚丙烯复合材料的结晶速度，有利于其在成型过程中结晶完全，降低玻纤增强聚丙烯复合材料成型后因二次结晶收缩导致其翘曲变形，从而进一步改善玻纤增强聚丙烯复合材料的翘曲变形。
[0013]由于玻璃纤维的加入，玻纤增强聚丙烯复合材料的流动性较差，采用熔体质量流动速率较大的无规共聚聚丙烯作为基体，有利于提升玻纤增强聚丙烯复合材料的流动性，从而减小其注塑成型过程中的注塑压力和注塑速度，进而减弱注塑制件的内应力，降低翘曲；而熔体质量流动速率过大的无规共聚聚丙烯会导致玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能下降。
[0014]无规共聚聚丙烯的透光率与其结晶度呈负相关，结晶度越低，结晶晶核越少，可有效减少晶体对入射光线的折射和反射，使得无规共聚聚丙烯的透光率越高，当透光率＜80％时，无规共聚聚丙烯中会有较大的结晶区域，不利于降低玻纤增强聚丙烯复合材料的翘曲；透光率测试方法参考GB/T 2410
‑
2008。
[0015]成核剂的添加量过少时，对玻纤增强聚丙烯复合材料结晶速率提升幅度有限，难以改善其成型后因二次结晶导致的收缩变形；成核剂的添加过多时，则会在一定程度上提高玻纤增强聚丙烯复合材料的结晶度，从而影响降低翘曲。
[0016]需要说明的是，本专利技术具体实施方式中的相容剂可以为聚丙烯接枝马来酸酐和/或聚乙烯接枝马来酸酐；所述助剂可以为受阻酚类化合物和/或亚磷酸酯类化合物抗氧剂。
[0017]优选地，所述低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，按重量份数计，包括以下组分：
[0018][0019]优选地，所述无规共聚聚丙烯采用ISO 1133
‑
2011标准，在230℃
×
2.16kg条件下的熔体质量流动速率为12～20g/10min。
[0020]优选地，所述云母粉的目数为40～200目。
[0021]优选地，所述云母粉的目数为80～120目。
[0022]云母粉为片层结构，有利于限制玻纤增强聚丙烯复合材料的收缩变形，云母粉的目数越大，其粒径越小，形状越接近于球形，对玻纤增强聚丙烯复合材料收缩变形的限制能力减弱；云母粉的目数越小，其片层越大，对玻纤增强聚丙烯复合材料收缩变形的限制能力越强，但是云母粉片层较大时与无规共聚聚丙烯基体之间的结合力较弱，导致其限制玻纤增强聚丙烯复合材料收缩变形的效果有限。
[0023]优选地，所述无规共聚聚丙烯的透光率为85％～95％。
[0024]优选地，所述α晶型成核剂为芳香族酸金属皂类α成核剂、山梨醇类α成核剂、松香类α成核剂和有机磷酸盐类α成核剂中的一种或几种。
[0025]本专利技术还保护一种低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0026]S1.将无规共聚聚丙烯、成核剂、云母粉和助剂混合均匀后得到预混料；
[0027]S2.将S1中的预混料和玻璃纤维分别从双螺杆挤出机的主喂料口、侧喂料口加入进行熔融挤出，即可得到低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料。
[0028]其中，双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度90℃，二区温度200℃，三区温度200℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，主机转速500r/min；侧喂料螺杆转速50r/min，双螺杆挤出机的长径比为40:1。
[0029]一种上述低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料在塑料制件中的应用，也在本专利技术的保护范围之内。
[0030]本专利技术还保护一种由低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料制备得到的汽车塑料配件。
[0031]优选地，所述汽车塑料配件为汽车仪表板骨架、汽车天窗骨架、汽车发动机罩盖或保险杠支架。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0033]本专利技术提供一种低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，采用结晶度较低的无规共聚聚丙烯为基体，与云母粉搭配使用，可使得玻璃纤维在聚丙烯基体中沿流动方向和垂直流动方向的玻璃纤维取向的差异程度明显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：其中，所述无规共聚聚丙烯采用ISO 1133
‑
2011标准，在230℃
×
2.16kg条件下的熔体质量流动速率为10～30g/10min且按照GB/T 2410
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2008标准测试的透光率≥80％，所述成核剂为α晶型成核剂。2.如权利要求1所述低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：3.如权利要求1所述低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述无规共聚聚丙烯采用ISO1133
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2011标准，在230℃
×
2.16kg条件下的熔体质量流动速率为12～20g/10min。4.如权利要求1所述低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述云母粉的目数为40～200目。5.如权利要求4所述低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述云母粉的目数...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志强，王林，吴国峰，陈延安，陈锐，张宇，袁强，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：