玻璃纤维复合材料制造技术

纤维增强复合材料，包含具有高熔融温度和窄分子量分布的聚丙烯。窄分子量分布的聚丙烯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】玻璃纤维复合材料


[0001]本专利技术涉及包含聚丙烯和玻璃纤维的纤维增强复合材料，所述纤维增强复合材料的制造以及包含所述纤维增强复合材料的制品。

技术介绍

[0002]聚丙烯是一种广泛用于各种
的材料，增强聚丙烯尤其在先前完全依赖非聚合材料、特别是金属的领域中具有相关性。增强聚丙烯的一个具体实例是玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。这种材料能够通过选择聚丙烯的类型、玻璃纤维的量并且有时通过选择所使用的增容剂的类型来定制复合材料的性能。因此，目前玻璃纤维增强聚丙烯复合材料是一种成熟的材料，适用于需要高刚度、耐热变形性和抗冲击性的应用(例子包括在发动机舱中具有承载功能的机动车部件、用于聚合物主体面板的支撑部件、洗衣机和洗碗机部件)。然而，市售纤维增强聚丙烯复合材料的一个缺点是它们相当高的排放量，这是由于在聚合过程中作为副产物获得的相当高量的低聚物引起的。
[0003]因此，需要玻璃纤维增强的聚丙烯复合材料是刚性的并且具有相当高的耐热变形性和低排放量。

技术实现思路

[0004]本专利技术的发现是纤维增强聚丙烯复合材料必须包含具有低分子量分布和相当高的熔融温度的聚丙烯。优选地，聚丙烯未被减粘裂化，即未在自由基诱导的方法中改性以降低分子量。
[0005]因此，本专利技术涉及一种纤维增强聚丙烯复合材料，其包含：
[0006](a)以所述纤维增强复合材料为基准计，59至90wt％的聚丙烯，
[0007](b)以所述纤维增强复合材料为基准计，9.0至40wt％的玻璃纤维，以及
>[0008](c)以所述纤维增强复合材料为基准计，0.05至5.0wt％的增容剂，
[0009]其中，
[0010]纤维增强复合材料中，聚丙烯、玻璃纤维和增容剂的总量为至少95wt％，
[0011]聚丙烯具有：
[0012](i)根据ISO 11357
‑
3通过DSC(加热和冷却速率为10℃/min)测定的熔融温度Tm在152至160℃的范围内，
[0013](ii)通过
13
C
‑
NMR光谱测定的共聚单体含量不超过0.5wt％，该共聚单体是乙烯，
[0014](iii)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的分子量分布(MWD)在1.0至低于4.0的范围内，以及
[0015](iv)通过
13
C
‑
NMR光谱测定的2,1区域缺陷在0.10至0.90％范围内。
[0016]本专利技术尤其涉及一种纤维增强聚丙烯复合材料，其由以下组分构成：
[0017](a)以所述纤维增强复合材料为基准计，59至90wt％的丙烯均聚物，
[0018](b)以所述纤维增强复合材料为基准计，9.0至40wt％的玻璃纤维，
[0019](c)以所述纤维增强复合材料为基准计，0.05至5.0wt％的增容剂，以及
[0020](d)以所述纤维增强复合材料为基准计，0.1至5.0wt％的添加剂，
[0021]其中，
[0022]丙烯均聚物具有：
[0023](i)根据ISO11357
‑
3通过DSC(加热和冷却速率为10℃/min)测定的熔融温度Tm在152至160℃的范围内，
[0024](ii)通过
13
C
‑
NMR光谱测定的共聚单体含量不超过0.5wt％，该共聚单体是乙烯，
[0025](iii)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的分子量分布(MWD)为1.0至低于4.0的范围内，以及
[0026](iv)通过
13
C
‑
NMR光谱测定的2,1区域缺陷在0.10至0.90％范围内。
[0027]纤维增强复合材料的优选实施方式在本专利技术的从属权利要求中限定。
[0028]本专利技术还涉及一种用于制造如本专利技术中所限定的纤维增强复合材料的方法，所述方法包括向挤出机中添加以下组分、并获得纤维增强复合材料的步骤：
[0029](a)所述聚丙烯，
[0030](b)玻璃纤维，
[0031](c)增容剂，以及
[0032](d)可选的添加剂，
[0033]以及挤出所述纤维增强复合材料的步骤。
[0034]优选地，根据本专利技术的聚丙烯通过在具有式(I)的茂金属催化剂的存在下聚合丙烯和可选的乙烯，更优选仅聚合丙烯来获得：
[0035][0036]其中各个R1独立地是相同的或不同的并且是氢或直链或支链的C1‑
C6烷基，其中每个苯基上至少一个R1不是氢，
[0037]R
’
是C1‑
C
10
烃基，优选为C1‑
C4烃基，更优选为甲基，以及
[0038]X独立地是氢原子、卤素原子、C1‑
C6烷氧基、C1‑
C6烷基、苯基或苄基。
[0039]最优选地，X是氯、苄基或甲基。优选地，两个X基团是相同的。X的最优选择是两个氯化物、两个甲基或两个苄基，尤其是两个氯化物。
[0040]此外，本专利技术涉及一种制品，优选机动车用制品，其包含至少90wt％的根据本专利技术的纤维增强复合材料。
[0041]在下文中，将更详细地描述本专利技术。
具体实施方式
[0042]纤维增强复合材料
[0043]本专利技术涉及包含聚丙烯、玻璃纤维和增容剂的纤维增强复合材料。该纤维增强复合材料按本领域已知的那样理解。即，聚丙烯形成连续相，该连续相中嵌入玻璃纤维。在玻璃纤维是短玻璃纤维的情况下，所述纤维分散在聚丙烯中，其中聚丙烯充当连续相。增容剂提高非极性聚丙烯和极性玻璃纤维之间的粘合性。
[0044]因此，本专利技术涉及一种纤维增强聚丙烯复合材料，其包含：
[0045](a)以所述纤维增强复合材料为基准计，59至90wt％的聚丙烯，
[0046](b)以所述纤维增强复合材料为基准计，9.0至40wt％的玻璃纤维，以及
[0047](c)以所述纤维增强复合材料为基准计，0.05至5.0wt％的增容剂，
[0048]其中，
[0049]纤维增强复合材料中，聚丙烯、玻璃纤维和增容剂的总量为至少95wt％，优选至少98wt％。
[0050]除了上述三种组分之外，可以包含典型的添加剂，例如其被添加以提高聚丙烯的寿命，即抗氧化剂(参见以下添加剂的定义)。
[0051]因此，在优选的实施方案中，根据本专利技术的纤维增强复合材料优选包含：
[0052](a)以所述纤维增强复合材料为基准计，59至90wt％的聚丙烯，
[0053](b)以所述纤维增强复合材料为基准计，9.0至40wt％的玻璃纤维，
[0054](c)以所述纤维增强复合材料为基准计，0.05至5.0wt％的增容剂，以及
[0055](d)以所述纤维增强复合材料为基准计，0.1至5.0wt％的添加剂，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.纤维增强复合材料，其包含：(a)以所述纤维增强复合材料为基准计，59至90wt％的聚丙烯，(b)以所述纤维增强复合材料为基准计，9.0至40wt％的玻璃纤维，以及(c)以所述纤维增强复合材料为基准计，0.05至5.0.0wt％的增容剂，其中，所述纤维增强复合材料中，聚丙烯、玻璃纤维和增容剂的总量为至少95wt％,所述聚丙烯具有：(i)根据ISO11357
‑
3通过DSC(加热和冷却速率为10℃/min)测定的熔融温度Tm在152至160℃的范围内，(ii)通过
13
C
‑
NMR光谱测定的共聚单体含量不超过0.5wt％，所述共聚单体是乙烯，(iii)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的分子量分布(MWD)在1.0至低于4.0的范围内，以及(iv)通过
13
C
‑
NMR光谱测定的2,1区域缺陷在0.10至0.90％的范围内。2.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料，其中，所述聚丙烯根据ISO 16152(25℃)测量的二甲苯冷可溶物(XCS)级分在0.05至1.0wt％的范围内。3.根据权利要求1或2所述的纤维增强复合材料，其中，所述聚丙烯形成连续相，所述连续相中嵌入纤维。4.根据前述权利要求中任一项所述的纤维增强复合材料，其中，所述聚丙烯根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230℃,2.16kg)在5.0至500g/10min的范围内。5.根据前述权利要求中任一项所述的纤维增强复合材料，其中，所述聚丙烯是单相聚丙烯。6.根据前述权利要求中任一项所述的纤维增强复合材料，其中，所述纤维增强复合材料由以下组分构成：(a)以所述纤维增强复合材料为基准计，59至90wt％的聚丙烯，(b)以所述纤维增强复合材料为基准计，9.0至40wt％的玻璃纤维，(c)以所述纤维增强复合材料为基准计，0.05至5.0wt％的增容剂，以及(d)以所述纤维增强复合材料为基准计，0.1至5.0wt％的添加剂。7.根据前述权利要求中任一项所述的纤维增强复合材料，其中，所述聚丙烯未被减粘裂化。8.根据权利要求5所述的纤维增强复合材料，其中，所述单相聚丙烯是丙烯均聚物。9.根据权利要求8所述的纤维增强复合材料，其中，所述丙烯均聚物具有：(i)根据ISO11357
‑
3通过DSC(加热和冷却速率为10℃/min)测定的熔融温度Tm在153至159℃的范围内，(ii)通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的分子量分布(MWD)在1.6至3.8的范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静波，M，
申请(专利权)人：北欧化工公司，
类型：发明
国别省市：