专利名称：纤维-聚丙烯树脂复合材料及其颗粒，以及由其制得的纤维增强树脂制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及纤维-聚丙烯树脂复合材料，其颗粒，以及通过使用它们获得的纤维增强树脂制品。更详细地，本发明涉及蠕变特性出众的纤维增强树脂制品以及适合于作为纤维增强树脂制品原材料的纤维-聚丙烯树脂复合材料及其颗粒。
背景技术：
为了提高聚丙烯树脂的机械强度如刚性和抗冲击强度，通常公知的方法是向树脂中掺入填充物、玻璃纤维或类以物。
例如，日本专利公开号3-121146公开了一种长纤维增强模塑聚烯烃树脂组合物，其含有聚烯烃，改性的聚烯烃聚合物和长度为2mm或更长的增强纤维。
日本专利公开号4-298553公开了一种玻璃纤维增强聚烯烃树脂组合物，其含有聚丙烯树脂，低密度聚乙烯，玻璃纤维和改性聚烯烃。这篇文献同时公开了可以使用丙烯和乙烯的嵌段共聚物代替聚丙烯树脂。
日本专利公开号9-183869公开了一种长纤维增强聚烯烃树脂颗粒，其通过在牵引纤维束过程中用聚烯烃树脂浸渍连续的增强玻璃纤维束获得。这篇文献中同时公开了可以用丙烯均聚物和丙烯乙烯的无规或嵌段共聚物替代聚烯烃树脂。
然而，长纤维增强树脂组合物和其颗粒以及由树脂组合物或颗粒制得的物品在蠕变特性方面需要进一步改进。
发明内容
本发明的目的是提供蠕变特性出众的纤维增强树脂制品，以及适合于作为所述纤维增强树脂制品原材料的蠕变特性出众的纤维-聚丙烯树脂复合材料及其颗粒。
本申请的发明人考虑到了这些情况，通过不懈的研究，最终完成了下面概括的发明。
一种包含20-95重量％的如下定义的组分(A)和5-80重量％的组分(B)的纤维-聚丙烯树脂复合材料，组分(B)为重量平均长度在2-100mm的纤维，条件是组分(A)和(B)的含量是基于组分(A)和(B)的总重量。
组分(A)一种包含组分(A-1)的丙烯基树脂，组分(A-1)是一种通过丙烯和至少一种选自乙烯和α-烯烃的单体聚合获得的丙烯基无规共聚物，丙烯基树脂中由乙烯和α-烯烃单体得到的聚合单体单元的含量为0.1-3重量％；或一种用不饱和羧酸或其衍生物对丙烯基树脂进行改性得到的改性丙烯基树脂，条件是所述聚合单体单元的含量是基于包含在丙烯基树脂中全部聚合单体单元的重量。
在下面的描述中，这一复合材料有时被称为“第一复合材料”。
一种包含如下定义的树脂(D)和组分(B)的纤维-聚丙烯树脂复合材料，其中组分(B)是重量平均长度为2-100mm的纤维，条件是以100重量份的树脂(D)为基准，组分(B)的量为5-400重量份树脂(D)一种含有60-99.9重量％如下定义的组分(A’)和0.1-40重量％组分(C)的树脂，组分(C)是一种改性聚烯烃，条件是所述组分(A’)和组分(C)的含量是基于树脂的重量，且两者含量总和为100重量％；组分(A’) 一种包含组分(A-1)的丙烯基树脂，组分(A-1)是一种通过丙烯和至少一种选自于乙烯和α-烯烃的单体聚合获得的丙烯基无规共聚物，丙烯基树脂中衍生自乙烯和α-烯烃单体的聚合单体单元的含量为0.1-3重量％，条件是所述聚合单体单元的含量是基于包含在丙烯基树脂中全部聚合单体单元的重量。
在下面的描述中，这一复合材料有时被称为“第二复合材料”。
由上述[1]或[2]项中的纤维-聚丙烯树脂复合材料制得的颗粒，其中组成组分(B)的各纤维相互平行排列。
一种通过将上述[1]或[2]项中的纤维-聚丙烯树脂复合材料进行熔体捏合然后将所得捏合材料成型制得的成型制品，其中衍生自组分(B)的纤维重量平均长度至少为1mm。
根据本发明，可以获得蠕变特性出众的，换句话说，在拉伸蠕变测试中显示出足够长的断裂时间的纤维增强树脂制品。另外，可以获得适合于作为该制品原材料的纤维-聚丙烯树脂复合材料及其颗粒。
图1显示的是用于拉伸蠕变测试的样品的形状。
具体实施例方式
包含在第一复合材料中作为组分(A)或用作组分(A)的原材料，和包含在第二复合材料中作为组分(A’)的丙烯基树脂是一种含有组分(A-1)的树脂，组分(A-1)是一种通过丙烯和至少一种选自乙烯和α-烯烃的单体聚合获得的丙烯基无规共聚物。
丙烯基无规共聚物，即组分(A-1)，是一种通过丙烯和至少一种选自乙烯和α-烯烃的单体聚合获得的共聚物。其中具体的例子包括丙烯-乙烯无规共聚物，丙烯-α-烯烃无规共聚物，以及丙烯-乙烯-α-烯烃无规共聚物。
丙烯基树脂可以仅仅由上文提到的丙烯基无规共聚物组成，也可以是由丙烯基无规共聚物与丙烯均聚物组成的混合物，此后丙烯均聚物称为组分(A-2)。当丙烯基树脂是组分(A-1)和组分(A-2)的混合物时，混合物中组分(A-1)的重量比通常不少于10重量％但少于100重量％，优选不少于20重量％但少于100重量％，更优选不少于25重量％但少于100重量％。组分(A-1)的实际重量比适当地取决于丙烯基无规共聚物(组分(A-1))的共聚组成，也就是在丙烯基无规共聚物中每一种聚合单体单元的比率，并取决于衍生自含有乙烯和α-烯烃基团的单体的聚合单体单元的含量，这些基团应该包含在所希望获得的丙烯基树脂中。
包含在丙烯基树脂中衍生自属于乙烯和α-烯烃的单体的聚合单体单元含量为0.1-3重量％。这里所指的聚合单体单元含量是基于包含在丙烯基树脂中所有的聚合单体单元重量的量。
当丙烯基树脂仅仅由组分(A-1)即丙烯基无规共聚物组成时，组分(A-1)是包含衍生自属于乙烯和α-烯烃单体的聚合单体单元为0.1-3重量％的无规共聚物。从纤维增强树脂制品的刚性、抗冲击强度、蠕变特性等的观点看，衍生自属于乙烯和α-烯烃单体的聚合单体单元含量优选为0.2-2.5重量％，更优选0.4-2重量％。
包含在组分(A-1)中衍生自属于乙烯和α-烯烃单体的聚合单体单元含量是通过在“新编大分子手册”中描述的IR方法或NMR方法来测定的，“新编大分子手册”由日本化学会，大分子分析会议编辑，Kinokuniya有限公司出版(1995)。
另一方面，当丙烯基树脂是丙烯基无规共聚物即组分(A-1)和丙烯均聚物即组分(A-2)的混合物时，通常使用的作为组分(A-1)的丙烯基无规共聚物中衍生自属于乙烯和α-烯烃单体的聚合单体单元的含量大于0.1重量％，但不超过5重量％。在这种情况下，组分(A-1)和组分(A-2)的量这样来定，即使得丙烯基树脂中衍生自属于乙烯和α-烯烃的单体的聚合单体单元含量变为0.1-3重量％。从纤维增强树脂制品的刚性、抗冲击强度、蠕变特性等的观点看，聚合单体单元的含量优选为0.2-2.5重量％，更优选0.4-2重量％。
同样，当丙烯基树脂是组分(A-1)和组分(A-2)的混合物时，衍生自属于乙烯和α-烯烃的单体的聚合单体单元含量通过在“新编大分子手册”中描述的IR方法或NMR方法来测定，“新编大分子手册”由日本化学会，大分子分析会议编辑，Kinokuniya有限公司出版(1995)。
丙烯基无规共聚物(组分(A-1))中的α-烯烃是含有4-20个碳原子的α-烯烃，其例子包括1-丁烯，2-甲基-1-丙烯，2-甲基-1-丁烯，3-甲基-1-丁烯，1-己烯，2-乙基-1-丁烯，2，3-二甲基-1-丁烯，2-甲基-1-戊烯，3-甲基-1-戊烯，4-甲基-1-戊烯，3，3-二甲基-1-丁烯，1-庚烯，甲基-1-己烯，二甲基-1-戊烯，乙基-1-戊烯，三甲基-1-丁烯，甲基乙基-1-丁烯，1-辛烯，甲基-1-戊烯，乙基-1-己烯，二甲基-1-己烯，丙基-1-庚烯，甲基乙基-1-庚烯，三甲基-1-戊烯，丙基-1-戊烯，二乙基-1-丁烯，1-壬烯，1-癸烯，1-十一碳烯，1-十二碳烯等等。优选1-丁烯，1-戊烯，1-己烯和1-辛烯。
从纤维增强树脂制品中的纤维分散能力和纤维增强树脂制品的外观及抗冲击强度的观点看，丙烯基无规共聚物(组分(A-1))的熔体流率(此后简称MFR)优选为5-150g/10分钟，更优选10-100g/10分钟。MFR是按照ASTM D1238在230℃下加压21.2N时测定的。
从纤维增强树脂制品中的纤维分散能力和纤维增强树脂制品的外观及抗弯强度的观点看，丙烯基均聚物(组分(A-2)的MFR优选为5-300g/10分钟，更优选5-150g/10分钟，尤其优选10-100g/10分钟。MFR是按照ASTM D1238在230℃下加压21.2N时测定的。
改性丙烯基树脂通过熔体捏合来制备，该方法在“聚合物合金的实用设计”，Fumio IDE，Kogyo Chosakai出版公司(1996)、Prog.Polym.Sic.，24，81-142(1999)、日本专利公开号2002-308947等等中有描述。
用于制备改性聚丙烯树脂的不饱和羧酸的例子包括马来酸，富马酸，衣康酸，丙烯酸，甲基丙烯酸等。不饱和羧酸的衍生物可以是例如酸酐，酯化合物，酰胺化合物，酰亚胺化合物，金属盐以及其它由不饱和羧酸衍生得到的类似物。其具体例子包括马来酸酐，衣康酸酐，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸缩水甘油酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯，马来酸单乙酯，马来酸二乙酯，富马酸单甲酯，富马酸二甲酯，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，马来酸单酰胺，马来酸二酰胺，富马酸单酰胺，马来酰亚胺，N-丁基马来酰亚胺，甲基丙烯酸钠等等。更进一步地，可以使用在聚烯烃的接枝聚合步骤中进行脱水形成不饱和羧酸的化合物，如柠檬酸和苹果酸。
优选的不饱和羧酸或其衍生物是丙烯酸缩水甘油酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯和马来酸酐。
从纤维增强树脂制品的力学强度如抗冲击强度，疲劳特性和刚性的观点来看，优选的改性丙烯基树脂是包含衍生自不饱和羧酸及其衍生物的聚合单体单元的量为0.01-10重量％，更优选0.05-10重量％，尤其优选0.1-5重量％的改性聚丙烯树脂。
本发明中的组分(B)是重量平均长度为2-100mm的纤维。从纤维增强树脂制品的力学强度如刚性和抗冲击强度以及纤维树脂复合材料的制备与模塑容易程度的观点来看，纤维即组分(B)的重量平均长度优选3-50mm。纤维的重量平均长度可以通过日本专利公开号2002-5924中描述的方法测定。
用作组分(B)的纤维可以是无机纤维，有机纤维和天然纤维。其例子包括玻璃纤维，碳纤维，金属纤维，芳族聚酰胺纤维，洋麻纤维，竹纤维，聚酯纤维，尼龙纤维，黄麻纤维，纤维素纤维，苎麻纤维以及类似物。优选玻璃纤维。
用作组分(B)的纤维可以用粘合剂粘合成纤维束的形式。可用的粘合剂的例子包括聚烯烃树脂，聚氨酯树脂，聚酯树脂，丙烯酸树脂，环氧树脂，淀粉，植物油以及类似物。此外，作为组分(B)的纤维中使用的粘合剂可以包含酸改性聚烯烃树脂，表面处理剂和润滑剂如石蜡。
作为组分(B)使用的纤维可以用表面处理剂处理以提高可湿性，粘合性等。纤维处理剂的例子包括硅烷基偶联剂，钛酸酯基偶联剂，含铝偶联剂，含铬偶联剂，含锆偶联剂，含硼烷偶联剂等。优选硅烷基偶联剂和钛酸酯基偶联剂。尤其优选硅烷基偶联剂。
硅烷基偶联剂的例子包括三乙氧基硅烷，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷，N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-巯基丙基三甲氧基硅烷，γ-氯丙基三甲氧基硅烷等等。优选氨基硅烷如γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷。
用表面处理剂处理纤维的方法可以是常规使用的方法，如水溶液法，有机溶剂法和喷雾法。
本发明中的第二复合材料是指包含如下定义的树脂(D)和组分(B)的纤维-聚丙烯树脂复合材料，组分(B)是重量平均长度为2-100mm的纤维树脂(D)一种由60-99.9重量％如下定义的组分(A’)和0.1-40重量％组分(C)组成的树脂，组分(C)是改性聚烯烃，条件是所述组分(A’)和组分(C)的含量是基于树脂的重量，且两者含量总和为100重量％；组分(A’)一种包含组分(A-1)的丙烯基树脂，组分(A-1)是前面提到过的丙烯基无规共聚物，丙烯基树脂中衍生自属于乙烯和α-烯烃的单体的聚合单体单元含量为0.1-3重量％，条件是所述聚合单体单元的含量是基于包含在丙烯基树脂中全部聚合单体单元的重量。
改性聚烯烃树脂即组分(C)可以选自于下面树脂(1)-(4)中的任一种(1)通过将不饱和羧酸和/或其衍生物接枝聚合到烯烃均聚物上获得的改性聚烯烃树脂，(2)通过将不饱和羧酸和/或其衍生物接枝聚合到至少两种烯烃的共聚物上获得的改性聚烯烃树脂，(3)通过将不饱和羧酸和/或其衍生物接枝聚合到由烯烃均聚合然后与至少两种烯烃共聚合得到的嵌段共聚物上获得的改性聚烯烃树脂，以及(4)通过至少一种烯烃与一种不饱和羧酸和/或其衍生物的无规或嵌段共聚合得到的改性聚烯烃树脂。
在制备改性聚烯烃树脂时，很多文献中描述的方法都可以采用，如“聚合物合金实用设计”Fumio IDE，Kogyo Chosakai出版公司(1996)，Prog.Polym.Sic.，24，81-142(1999)，日本专利公开号2002-308947等等。具体地说，任何溶液法，本体法和熔体捏合法都可以使用。这些方法可以组合使用。
在改性聚烯烃树脂制备中使用的不饱和羧酸的例子包括马来酸，富马酸，衣康酸，丙烯酸和甲基丙烯酸等。不饱和羧酸的衍生物可以是例如酸酐，酯化合物，酰胺化合物，酰亚胺化合物，金属盐以及其它由不饱和羧酸衍生得到的类似物。其具体例子包括马来酸酐，衣康酸酐，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸缩水甘油酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯，马来酸单乙酯，马来酸二乙酯，富马酸单甲酯，富马酸二甲酯，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，马来酸单酰胺，马来酸二酰胺，富马酸单酰胺，马来酰亚胺，N-丁基马来酰亚胺，甲基丙烯酸钠等等。更进一步地，可以使用在聚烯烃的接枝聚合步骤中进行脱水形成不饱和羧酸的化合物，如柠檬酸和苹果酸。
优选的不饱和羧酸和它们的衍生物的例子包括丙烯酸缩水甘油酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯和马来酸酐。
优选的组分(C)的例子包括(1)通过将马来酸酐接枝聚合到主要由衍生自至少一种选自于乙烯和丙烯的单元构成的聚烯烃树脂上获得的改性聚烯烃树脂；及(2)通过甲基丙烯酸缩水甘油酯或马来酸酐与主要由至少一种选自于乙烯和丙烯单体组成的烯烃共聚合得到的改性聚烯烃树脂。
从纤维增强树脂制品的力学强度如抗冲击强度，疲劳特性和刚性的观点来看，优选的改性聚烯烃树脂(组分(C))是包含衍生自不饱和羧酸和/或其衍生物的聚合单体单元的量在0.1-10重量％的改性聚烯烃树脂。尤其是，当改性聚烯烃树脂是通过使用了不饱和羧酸和/或其衍生物的无规或嵌段共聚合获得时，衍生自不饱和羧酸和/或其衍生物的聚合单体单元的含量优选3-10重量％。另一方面，当改性聚烯烃树脂是通过接枝聚合得到时，衍生自不饱和羧酸和/或其衍生物的聚合单体单元的含量优选0.1-10重量％。
在本发明第一复合材料中组分(A)和(B)的混合比例分别是20-95重量％和5-80重量％。这里指的组分(A)和组分(B)的量都是基于组分(A)和(B)的量的和。
从纤维增强制品的力学强度如刚性和抗冲击强度以及纤维树脂复合材料的生产或模塑的难易程度的观点看，组分(A)和(B)的混合比例分别优选30-90重量％和10-70重量％。
在本发明第二复合材料中，树脂(D)中的组分(A’)和(C)的混合比例分别是60-99.9重量％和0.1-40重量％。这里指的组分(A’)和组分(C)的量都是基于树脂(D)的总重量，并且组分(A’)和(C)的量的和是100重量％。
从纤维增强树脂制品的力学强度如刚性和抗冲击强度以及疲劳特性的观点看，树脂(D)中的组分(A’)和(C)的混合比例优选分别为70-99.5重量％和0.5-30重量％，更优选分别为80-99重量％和1-20重量％。
从纤维增强制品的机械强度如刚性和抗冲击强度以及纤维树脂复合材料的生产或模塑的难易程度的观点看，第二复合材料中组分(B)的含量基于100重量份树脂(D)为5-400重量份，优选10-300重量份。
本发明中的第一和第二复合材料可以包含一种或多种树脂如通过烯烃均聚合然后与至少两种烯烃共聚合得到的嵌段共聚物，例如，通过丙烯均聚合然后聚合到乙烯-丙烯共聚物单元上得到的丙烯嵌段共聚物，以及其它聚烯烃树脂。复合材料也可以含有成核剂，结晶促进剂等。
此外，复合材料也可以含有常规添加到聚烯烃树脂中的添加剂，例如稳定剂如抗氧剂、热稳定剂、中和剂和紫外线吸收剂，抑泡剂，阻燃剂，阻燃助剂，分散剂，抗静电剂，润滑剂，防粘连剂如二氧化硅，着色剂如染料和颜料，以及增塑剂。
此外，平片状或颗粒状的无机化合物如玻璃片，云母，玻璃粉，玻璃珠，滑石粉，粘土，钒土，炭黑和硅灰石，或者晶须都可以掺入到复合材料中。
在本发明的纤维-聚丙烯树脂组合物的制备中，优选采用拉挤法。
拉挤法实质上是一种在拉动过程中用树脂对连续的纤维束进行浸渍的方法，其例子包括(1)通过将纤维束穿过含有树脂乳液、悬浮液或溶液的浸渍槽将树脂附着到纤维束上的方法；
(2)一种将树脂浸渍到纤维束上的方法，其方式是将树脂粉末喷雾到纤维束上或者让纤维束通过含有树脂粉末的槽，然后将树脂熔化而附着在纤维上；及(3)通过将纤维束穿在十字头上同时从挤出机或类似物中将树脂提供到十字头中而将树脂浸渍到纤维束上的方法。优选使用十字头的方法(3)。尤其优选使用在日本专利公开号3-272830中公开的那种类型的十字头的方法。
在拉挤法中，用树脂浸渍纤维束可以一步完成，也可以分两步或更多独立的步骤完成。
本发明中纤维-聚丙烯树脂复合材料的形式的例子包括通过将前述材料中的任一种切割成长度范围在2-100mm而得到的丝，片，板和颗粒。在纤维-聚丙烯树脂复合材料中，组分(B)中的各个纤维优选相互平行排列。为了方便地应用到注射成型中，颗粒长度优选2-50mm。尤其优选的是颗粒，其中组分(B)的各个纤维相互平行排列并且在纤维取向方向上复合材料的长度与纤维的长度相等并在2-50mm范围内。
本发明中的纤维-聚丙烯树脂复合材料或其颗粒可以通过熔体捏合并将所得的熔体捏合材料模塑成想要的形状而制造成纤维增强树脂制品。在本发明的纤维增强树脂制品中，衍生自组分(B)的纤维重量平均长度不少于1mm，优选不少于1mm且不超过100mm。熔体捏合材料的成型方法没有特别限定。比如，可以应用注射成型。本发明中的纤维增强树脂制品的机械强度出众是因为其含有重量平均长度在1mm或更长的纤维。在从本发明的纤维-聚丙烯树脂复合材料或其颗粒制备纤维增强树脂制品的过程中，熔体捏合条件和模塑条件可以基于本领域普通技术人员的一般知识来定。制品中纤维的重量平均长度可以通过日本专利公开号2002-5924中描述的方法测定。在使用纤维-聚丙烯树脂复合材料或其颗粒制备纤维增强树脂制品的熔体捏合过程中，可以往复合材料或其颗粒中掺入附加树脂或添加剂。
实施例下面参考实施例和比较例阐述本发明。不过本发明并不局限于这些实施例。
下面描述在实施例和比较例中使用的评估样品的制备方法。
(1)制备含有长纤维树脂颗粒的方法长纤维增强树脂颗粒通过在日本专利公开号3-121146中描述的方法制备，浸渍温度270℃，卷取速率13m/min。使用的玻璃纤维的直径为16μm。
(2)制备评估样品的方法用上述(1)中得到的含有长纤维的树脂颗粒在下面所示的条件下通过下面指定的模塑机模塑成型制备评估样品。
模塑机(日本Steel Works，Ltd.制造)闭合力150吨螺杆具有深槽的螺杆螺杆直径46mm螺杆长径比L/D20.3模塑条件机筒温度250℃模具温度50℃反压0MPa下面描述在实施例和比较例中使用的评估方法。
(1)抗弯强度(单位MPa)依据ASTM D790在下述条件下测定抗弯强度。
测定温度23℃样品厚度6.4mm跨距100mm拉伸速率2mm/min(2)拉伸强度(单位MPa)依据ASTM D638在下述条件下测定拉伸强度。
测定温度23℃样品厚度3.2mm拉伸速率10mm/min(3)IZOD抗冲击强度(单位KJ/m2)依据ASTM D256在下述条件下测定IZOD抗冲击强度。
测定温度23℃样品厚度6.4mm(带有V形缺口)
(4)共聚单体单元含量(单位重量％)树脂中聚合单体单元含量通过在“新编大分子手册”中描述的IR方法来测定，“新编大分子手册”由日本化学会，大分子分析会议编辑，Kinokuniya有限公司出版(1995)。
(5)拉伸蠕变测试中的断裂时间(单位小时)拉伸蠕变测试中的断裂时间在下述条件下测定。
在测试中使用具有附图1所示形状的样品。
测试装置蠕变测试仪，型号CP-6P-100，Baldwin有限公司制造温度80℃样品厚度2.5mm加载压力47MPa卡盘间距100mm实施例1使用丙烯基树脂，纤维和改性聚烯烃树脂，按JP-A-3-121146中描述的方法制备具有表1中所示组成的含纤维树脂颗粒。颗粒中纤维含量为40重量％，颗粒长9mm。用所得到的颗粒通过注射成型制备如图1所示的用于测试物理性能的样品。样品的拉伸强度，抗弯强度，IZOD抗冲击强度和拉伸蠕变测试中的断裂时间见表1。
所使用的丙烯基树脂是丙烯-乙烯无规共聚物(乙烯含量＝1.0重量％，MFR＝25g/10min)。另一方面，改性聚烯烃树脂是马来酸酐改性聚丙烯树脂(MFR＝60g/10min，马来酸酐接枝的量为0.6重量％)。它是这样制备的将1.0重量份的马来酸酐，0.50重量份的双十六烷基过氧化二碳酸酯，0.15重量份的1，3-二(叔丁基过氧化异丙基)苯，0.05重量份的硬脂酸钙和0.3重量份的抗氧剂四[亚甲基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]甲烷加入到100重量份的乙烯-丙烯嵌段共聚物(特性粘度[η]＝2.8(dl/g)，乙烯-丙烯共聚物部分含量＝21重量％)中，在享舍尔混合机中充分预混合，将得到的混合物送入单螺杆挤出机，并在其中进行熔体捏合。挤出机是Isuzu Kakoki有限公司制造的单螺杆挤出机EXT-90(L/D＝36，机筒直径＝90mm)。挤出机的后半部分设定为180℃，前半部分设定为250℃。螺杆的回转速度为133rpm。
比较例1
含纤维树脂颗粒的制备，注射成型和物理性质的评估都与实施例1相同，不同的是将实施例1中使用的丙烯基树脂替换成丙烯-乙烯无规共聚物(乙烯含量＝4.0重量％，MFR＝25g/10min)。
比较例2含纤维树脂颗粒的制备、注射成型和物理性质的评估都与实施例1相同，不同的是将实施例1中使用的丙烯基树脂替换成丙烯均聚物(乙烯含量＝0重量％，MFR＝25g/10min)。
表1
a-1丙烯-乙烯无规共聚物(乙烯含量＝1.0重量％，MFR＝25g/10min)a-2丙烯-乙烯无规共聚物(乙烯含量＝4.0重量％，MFR＝25g/10min)a-3丙烯均聚物(乙烯含量＝0重量％，MFR＝25g/10min)b-1玻璃纤维(直径16μm)c-1马来酸酐改性的聚丙烯树脂(MFR＝60g/10min，马来酸酐接枝的量为0.6重量％)满足了本发明要求的实施例1的产物具有出众的蠕变特性，也就是说在拉伸蠕变测试中断裂时间足够长。
作为对照，在采用乙烯含量不满足本发明要求的丙烯基树脂的比较例1和2中，产物的蠕变特性差，也就是说，在拉伸蠕变测试中断裂时间较短。
权利要求
1.一种包含20-95重量％的如下定义的组分(A)和5-80重量％的组分(B)的纤维-聚丙烯树脂复合材料，组分(B)为重量平均长度在2-100mm的纤维，条件是所述组分(A)和(B)的含量是基于组分(A)和(B)的总重量。组分(A)一种包含组分(A-1)的丙烯基树脂，组分(A-1)是一种通过丙烯和至少一种选自乙烯和α-烯烃的单体聚合获得的丙烯基无规共聚物，丙烯基树脂中衍生自乙烯和α-烯烃的单体的聚合单体单元的含量为0.1-3重量％；或一种用不饱和羧酸或其衍生物对丙烯基树脂进行改性得到的改性丙烯基树脂，条件是所述聚合单体单元的含量是基于包含在丙烯基树脂中的全部聚合单体单元的重量。
2.一种包含如下定义的树脂(D)和组分(B)的纤维-聚丙烯树脂复合材料，其中组分(B)是重量平均长度为2-100mm的纤维，条件是以100重量份的树脂(D)为基准，组分(B)的量为5-400重量份树脂(D)一种由60-99.9重量％如下定义的组分(A’)和0.1-40重量％组分(C)组成的树脂，组分(C)是一种改性聚烯烃，条件是所述组分(A’)和组分(C)的含量是基于树脂的重量，且两者的含量总和为100重量％；组分(A’)一种包含组分(A-1)的丙烯基树脂，组分(A-1)是一种通过丙烯和至少一种选自乙烯和α-烯烃的单体聚合获得的丙烯基无规共聚物，丙烯基树脂中衍生自乙烯和α-烯烃的单体的聚合单体单元的含量为0.1-3重量％，条件是所述聚合单体单元的含量是基于包含在丙烯基树脂中全部聚合单体单元的重量。
3.由按照权利要求1或2所述的纤维-聚丙烯树脂复合材料制备的颗粒，其中组成组分(B)的各纤维相互平行排列。
4.通过将权利要求1或2的纤维-聚丙烯树脂复合材料进行熔体捏合然后将得到的捏合物料成型得到的成型制品，其中衍生自组分(B)的纤维重量平均长度至少为1mm。
全文摘要
公开了一种纤维－聚丙烯树脂复合材料，其包括重量平均长度为2－100mm的纤维；和一种包含通过丙烯与选自乙烯和α－烯烃的一种或多种单体聚合得到的丙烯基无规共聚物的丙烯基树脂，丙烯基树脂中衍生自属于含有乙烯和α－烯烃的单体的聚合单体单元含量为0.1－3重量％；或者一种用不饱和羧酸或其衍生物对丙烯基树脂进行改性得到的改性丙烯基树脂。
文档编号C08L23/10GK1523054SQ200410007309
公开日2004年8月25日 申请日期2004年2月5日 优先权日2003年2月7日
发明者北野胜久, 新健二, 谷村博之, 之 申请人:住友化学工业株式会社