专利名称：一种高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种聚丙烯材料，特别是一种具有高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯 材料。
背景技术：
聚丙烯树脂(PP)是一种用途广泛的通用塑料，由丙烯单体聚合制得，聚丙烯树脂 的优点在于密度低、价格便宜，并具有优良的耐化学腐蚀性、较好的机械性能、突出的耐折 叠性和良好的成型加工性能。作为典型的结晶型材料，其熔点在165°C附近。长玻纤增强PP材料是具有高强度，高抗冲击性能，尺寸稳定好，是一种“强而韧” 的材料，PP在添加玻璃纤维增强后，大大提高其机械性能、耐热型和尺寸稳定性。在实际应 用中可以以塑代钢和取代增强工程塑料，满足轻武器包装箱、汽车领域、家电等领域使用要 求。对于绝大部分外观制件来说，产品表面必须浮纤少，而且在使用过程中抗冲击性好和耐 跌落性强。而现有的技术还不能满足制件的需要。已现有的长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制备方法，为直接在聚丙烯材料中加入 玻璃纤维，中国专利20071017^18. 4公开了一种超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材 料，包括聚丙烯PP、玻璃纤维、复合抗氧剂和其他助剂，其优点在于，延长率高并提高了其物 理性能。中国专利20071017^53. 6公开了一种玻璃纤维增强尼龙6_聚丙烯合金材料，包 括尼龙6树脂、聚丙烯、玻璃纤维、增韧剂、抗氧剂，其优点在于材料成本低廉并具有良好的 冲击性能。以上现有技术的缺陷是玻纤处理过程很麻烦，处理液成分复杂。通过降温母粒来 控制熔体的浸渍水平对设备的控制精度要求很高，如果控制不合理，材料容易分解和炭化， 颜色差异大，材料性能变差。
发明内容
本发明通过对长纤增强聚丙烯母粒进行改性，同时添加一种高抗冲、低浮纤的母 粒，同时改善产品的耐冲击性并抑制玻纤在制件表面外露。本发明所述的高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，由下述重量百 分比的组份构成，长玻纤增强聚丙烯母粒10% 80%，高抗冲、低浮纤母粒20% 90% ；所述 长玻纤增强聚丙烯母粒的构成为共聚聚丙烯8% 80%，均聚聚丙烯0 80%，玻纤10% 60%,接枝聚丙烯1% 10%，抗氧剂0. 1% 2%，加工助剂0. 2% ；所述高抗冲、低浮纤母 粒的构成为共聚聚丙烯20% 80%，玻纤0 50%，弹性体0 30%，接枝弹性体0 30%，低 粘度聚酰胺树脂0 10%,抗氧剂0. 1% 2%，加工助剂0. 2% 5%。另外，长玻纤增强聚丙烯母粒为粒子长度是6_25mm长的粒子；高抗冲、低浮纤 母粒的粒子长度为6-25mm ；长玻纤增强聚丙烯母粒所采用的共聚聚丙烯熔体流动速率为 20-1000g/10min ；所述的均聚聚丙烯熔体流动速率为20-1000g/10min，长玻纤增强聚丙烯母粒所采用的玻纤为无碱连续玻纤，纤维直径Il-Mum ；所述的接枝聚丙烯是通过马来酸、 衣康酸、丙烯酸、马来酸酐或丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯接枝而成，接枝率为0. 3-1. 2% ；所 述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂1970、抗氧剂PS802、抗氧剂 627、抗氧剂445、抗氧剂DLTDP或抗氧剂STDP中一种或几种的混合物；所述的加工助剂 为硬脂酸、硬脂酸丁酯、芥酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、十八烷基芥酸酰胺、聚乙烯蜡、低分子 量聚丙烯中一种或几种的混合物；高抗冲、低浮纤母粒所采用的共聚聚丙烯熔体流动速率 为Ι-lOOg/lOmin，所采用的玻纤为无碱连续玻纤或短切玻璃纤维；所述的弹性体为EPDM、 POE、LLDPE、HDPE、LDPE中的一种或几种物质的混合物；所述的接枝弹性体为接枝Ρ0Ε、接枝 PE、接枝EPDM中的一种或几种物质的混合物；高抗冲、低浮纤母粒所用的低粘度聚酰胺树 脂，其相对粘度小于2. 5。本发明所述的高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其优点如下
1.由于采用抗冲、低浮纤的母粒配合长纤增强聚丙烯母粒进行改性，拉伸强度、冲击 强度等性能测试表明，其制备的聚丙烯材料表面光泽高、浮纤现象少，通过材料制造的成品 耐跌落性好，加工性能好，可以用于取代工程塑料的相关制件；
2.多种加入的助剂如弹性体和接枝弹性体可显著提高其力学性能和抗老化性能；
3.处理过程简单，材料控制容易使其成品率高。
具体实施例方式下面通过实施例和对比例进一步说明本发明，但并不局限于此。在实施例及对比例复合材料配方中共聚聚丙烯是茂名石化高融指共聚聚丙烯 HHPlO ；连续玻纤是巨石产连续玻纤，直径17um ；接枝聚丙烯自制，接枝率0. 8% ；短切玻纤的 直径13um，长度为4. 5mm ；接枝弹性体自制；低粘度聚酰胺树脂是相对粘度为2. 4的PA6树 脂。表1、表2分别为长纤维增强母粒和高抗冲、低浮纤母粒各组分的配比。
实施例1
本发明所述高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其组分按重量百分比为长玻纤增 强聚丙烯母粒60，高抗冲击、低浮纤母粒40，其中长玻纤增强聚丙烯母粒中的组分由下述 组份组成，其具体比例按重量百分比见表1 共聚聚丙烯、玻纤、马来酸接枝聚丙烯、抗氧剂 1010、加工助剂硬酯酸；高抗冲、低浮纤母粒中的组分由下述组份组成，其具体比例按重量 百分比见表2 共聚聚丙烯、弹性体Ρ0Ε、抗氧剂168、加工助剂芥酸酰胺；长玻纤增强聚丙烯 母粒和高抗冲、低浮纤母粒母粒长度都为12mm。其制备过程如下，1)首先制备长玻纤增强聚丙烯母粒将共聚聚丙烯，接枝聚丙 烯、抗氧剂、加工助剂在混合器中混合，然后通过挤出机混炼，通过一个特殊的浸渍模头，连 续玻纤也通过辅助设备进入浸渍模头，在模头中浸渍分散，再通过冷却装置和切粒装置，得 到6-25mm的粒子；2)制备高抗冲、低浮纤母粒将共聚聚丙烯，弹性体，抗氧剂，加工助剂在 混合器中混合均勻，然后进行造粒，得到母粒；3)将两种母粒用立式搅拌机混合。实施例2
本发明所述高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其组分按重量百分比为长玻纤增
4强聚丙烯母粒60，高抗冲击、低浮纤母粒40，其中长玻纤增强聚丙烯母粒中的组分由下述 组份组成，其具体比例按重量百分比见表1 共聚聚丙烯、玻纤、丙烯酸接枝聚丙烯、抗氧剂 1098、加工助剂硬酯酸丁酯；高抗冲、低浮纤母粒中的组分由下述组份组成，其具体比例按 重量百分比见表2 共聚聚丙烯、弹性体EPDM、抗氧剂445、加工助剂乙撑双硬脂酰胺；长玻 纤增强聚丙烯母粒和高抗冲、低浮纤母粒母粒长度都为12mm。其制备过程同实施例1。实施例3
本发明所述高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其组分按重量百分比为长玻纤增 强聚丙烯母粒60，高抗冲击、低浮纤母粒40，其中长玻纤增强聚丙烯母粒中的组分由下述 组份组成，其具体比例按重量百分比见表1 共聚聚丙烯、玻纤、丙烯酸接枝聚丙烯、抗氧剂 1098、加工助剂硬酯酸丁酯；高抗冲、低浮纤母粒中的组分由下述组份组成，其具体比例按 重量百分比见表2 共聚聚丙烯、弹性体EPDM、接枝POE弹性体、抗氧剂445、加工助剂乙撑 双硬脂酰胺；长玻纤增强聚丙烯母粒和高抗冲、低浮纤母粒母粒长度都为12mm。其制备过 程同实施例1。实施例4
本发明所述高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其组分按重量百分比为长玻纤增 强聚丙烯母粒60，高抗冲击、低浮纤母粒40，其中长玻纤增强聚丙烯母粒中的组分由下述 组份组成，其具体比例按重量百分比见表1 共聚聚丙烯、玻纤、丙烯酸接枝聚丙烯、抗氧剂 1098、加工助剂硬酯酸丁酯；高抗冲、低浮纤母粒中的组分由下述组份组成，其具体比例按 重量百分比见表2 共聚聚丙烯、弹性体EPDM、接枝POE弹性体、低粘度聚酰胺树脂、抗氧剂 445、加工助剂乙撑双硬脂酰胺；长玻纤增强聚丙烯母粒和高抗冲、低浮纤母粒母粒长度都 为12mm。其制备过程同实施例1。实施例5
本发明所述高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其组分按重量百分比为长玻纤增 强聚丙烯母粒60，高抗冲击、低浮纤母粒40，其中长玻纤增强聚丙烯母粒中的组分由下述 组份组成，其具体比例按重量百分比见表1 共聚聚丙烯、玻纤、丙烯酸接枝聚丙烯、抗氧剂 1098、加工助剂硬酯酸丁酯；高抗冲、低浮纤母粒中的组分由下述组份组成，其具体比例按 重量百分比见表2 共聚聚丙烯、弹性体EPDM、接枝EPDM弹性体、低粘度聚酰胺树脂、抗氧剂 445、加工助剂乙撑双硬脂酰胺；长玻纤增强聚丙烯母粒和高抗冲、低浮纤母粒母粒长度都 为12mm。其制备过程同实施例1。实施例6
本发明所述高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其组分按重量百分比为长玻纤增 强聚丙烯母粒60，高抗冲击、低浮纤母粒40，其中长玻纤增强聚丙烯母粒中的组分由下述 组份组成，其具体比例按重量百分比见表1 共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、玻纤、马来酸接枝聚 丙烯、抗氧剂1010、加工助剂硬酯酸；高抗冲、低浮纤母粒中的组分由下述组份组成，其具 体比例按重量百分比见表2 共聚聚丙烯、弹性体Ρ0Ε、抗氧剂168、加工助剂芥酸酰胺；长玻 纤增强聚丙烯母粒和高抗冲、低浮纤母粒母粒长度都为12mm。其制备过程同实施例1。实施例7
本发明所述高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其组分按重量百分比为长玻纤增 强聚丙烯母粒70，高抗冲击、低浮纤母粒30，其中长玻纤增强聚丙烯母粒中的组分由下述组份组成，其具体比例按重量百分比见表1 共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、玻纤、丙烯酸接枝聚 丙烯、抗氧剂1098、加工助剂硬酯酸丁酯；高抗冲、低浮纤母粒中的组分由下述组份组成， 其具体比例按重量百分比见表2:共聚聚丙烯、弹性体EPDM、玻璃纤维、抗氧剂445、加工助 剂乙撑双硬脂酰胺；长玻纤增强聚丙烯母粒和高抗冲、低浮纤母粒母粒长度都为12mm。其 制备过程同实施例1。实施例8
本发明所述高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其组分按重量百分比为长玻纤增 强聚丙烯母粒10，高抗冲击、低浮纤母粒90，其中长玻纤增强聚丙烯母粒中的组分由下述 组份组成，其具体比例按重量百分比见表1 共聚聚丙烯、玻纤、马来酸酐接枝聚丙烯、抗氧 剂PS802、加工助剂十八烷基芥酸酰胺；高抗冲、低浮纤母粒中的组分由下述组份组成，其 具体比例按重量百分比见表2 共聚聚丙烯、弹性体LDPE、LDPE接枝弹性体、抗氧剂627、加 工助剂聚乙烯蜡；长玻纤增强聚丙烯母粒和高抗冲、低浮纤母粒母粒长度都为12mm。其制 备过程同实施例1。实施例9
本发明所述高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其组分按重量百分比为长玻纤增 强聚丙烯母粒30，高抗冲击、低浮纤母粒70，其中长玻纤增强聚丙烯母粒中的组分由下述 组份组成，其具体比例按重量百分比见表1 共聚聚丙烯、玻纤、丙烯酸缩水甘油酯接枝聚 丙烯、抗氧剂STDP、加工助剂低分子量聚丙烯；高抗冲、低浮纤母粒中的组分由下述组份组 成，其具体比例按重量百分比见表2 共聚聚丙烯、弹性体LLDPE、接枝PE弹性体、低粘度聚 酰胺树脂、抗氧剂DLTDP、加工助剂硬脂酸；长玻纤增强聚丙烯母粒和高抗冲、低浮纤母粒 母粒长度都为12mm。其制备过程同实施例1。实施例10
本发明所述高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其组分按重量百分比为长玻纤增 强聚丙烯母粒50，高抗冲击、低浮纤母粒50，其中长玻纤增强聚丙烯母粒中的组分由下述 组份组成，其具体比例按重量百分比见表1 共聚聚丙烯、玻纤、马来酸酐接枝聚丙烯、抗氧 剂1098、加工助剂十八烷基芥酸酰胺；高抗冲、低浮纤母粒中的组分由下述组份组成，其具 体比例按重量百分比见表2 共聚聚丙烯、接枝POE弹性体、低粘度聚酰胺树脂、短切玻纤、 抗氧剂STDP、加工助剂硬酯酸；长玻纤增强聚丙烯母粒和高抗冲、低浮纤母粒母粒长度都 为12mm。其制备过程同实施例1。对比例1
一种高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料由下述重量百分比的组份构成长玻纤增 强聚丙烯母粒60，聚丙烯树脂40，其中长玻纤增强聚丙烯母粒由下述重量比组比均聚聚 丙烯44，玻纤50，接枝聚丙烯5，抗氧剂0. 5，加工助剂0. 5。复合材料的力学性能通过测试所得的拉伸强度判断，材料的抗冲击性通过两种方 法表征，一种是通过测试材料的缺口冲击强度和无缺口冲击强度表征，另一种是通过把材 料制成150mm*150mm*3mm的方板，把方板通过支撑物架住，用0. 5KG的圆球从不同的高度自 由落体撞击到方板上，观察方板在多少高度出现裂纹。复合材料的浮纤情况是通过在表面 进行抛光处理的模具上把材料制成方板，通过二次原相仪对表面进行观察。对实施例1-5和对比例1进行拉伸强度、冲击性能和表面浮纤情况进行测定，其测试结果见表3，其中长纤维增强聚丙烯母粒中玻纤所占百分比为50。从对各实施例和对比例的测定结果可知，各实施例的力学数据均高于对比例，证 明其力学性能要好于对比例。表1长玻纤增强聚丙烯母粒的具体实施例
权利要求
1.一种高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于由下述重量百分比的组 份构成，长玻纤增强聚丙烯母粒10% 80%，高抗冲、低浮纤母粒20% 90% ；所述长玻纤增 强聚丙烯母粒的构成为共聚聚丙烯8% 80%，均聚聚丙烯0 80%，玻纤10% 60%，接枝 聚丙烯1% 10%，抗氧剂0. 1% 2%，加工助剂0. 2% 2% ；所述高抗冲、低浮纤母粒的构成 为共聚聚丙烯20% 80%，玻纤0 50%，弹性体0 30%，接枝弹性体0 30%，低粘度聚酰 胺树脂0 10%,抗氧剂0. 1% 2%，加工助剂0. 2% 5%。
2.根据权利要求1所述的高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于长玻纤 增强聚丙烯母粒为粒子长度是6-25mm长的粒子；高抗冲、低浮纤母粒的粒子长度为6_25mm 长的粒子。
3.根据权利要求1所述的高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，长玻纤 增强聚丙烯母粒所采用的共聚聚丙烯熔体流动速率为20-1000g/10min。
4.根据权利要求1所述的高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述的 均聚聚丙烯熔体流动速率为20-1000g/10min。
5.根据权利要求1所述的高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，长玻纤 增强聚丙烯母粒所采用的玻纤为无碱连续玻纤，纤维直径为11-Mum。
6.根据权利要求1所述的高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述的 接枝聚丙烯是通过马来酸、衣康酸、丙烯酸、马来酸酐、丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯接枝而 成的，接枝率为0. 3-1.洲。
7.根据权利要求1所述的高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述的 抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂1970、抗氧剂PS802、抗氧剂627、抗 氧剂445、抗氧剂DLTDP或抗氧剂STDP中一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述 的加工助剂为硬脂酸、硬脂酸丁酯、芥酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、十八烷基芥酸酰胺、聚乙烯 蜡、低分子量聚丙烯一种或几种的混合物。
9.根据权利要求1所述的高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，高抗 冲、低浮纤母粒所采用的共聚聚丙烯熔体流动速率为1-lOOg/lOmin。
10.根据权利要求1所述的高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，高抗 冲、低浮纤母粒所采用的玻纤为无碱连续玻纤或短切玻璃纤维，纤维直径为11-Mum。
11.根据权利要求1所述的高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述 的弹性体为EPDM、POE、LLDPE, HDPE, LDPE中的一种或几种物质的混合物。
12.根据权利要求1所述的高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述 的接枝弹性体为接枝Ρ0Ε、接枝PE、接枝EPDM中的一种或几种物质的混合物。
13.根据权利要求1所述的高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述 的高抗冲、低浮纤母粒的低粘度聚酰胺树脂，其相对粘度小于2. 5。
全文摘要
本发明公开了一种高抗冲、低浮纤长玻纤增强聚丙烯材料，由下述重量百分比的组份构成，长玻纤增强聚丙烯母粒10%～80%，高抗冲、低浮纤母粒20%～90%；所述长玻纤增强聚丙烯母粒的构成为共聚聚丙烯8%～80%，均聚聚丙烯0～80%，玻纤10%～60%，接枝聚丙烯1%～10%，抗氧剂0.1%～2%，加工助剂0.2%～2%；所述高抗冲、低浮纤母粒的构成为共聚聚丙烯20%～80%，玻纤0～50%，弹性体0～30%，接枝弹性体0～30%，低粘度聚酰胺树脂0～10%，抗氧剂0.1%～2%，加工助剂0.2%～5%。其优点在于，其制备的聚丙烯材料表面光泽高、浮纤现象少，通过材料制造的成品耐跌落性好，加工性能好，可以用于取代工程塑料的相关制件。
文档编号C08L23/12GK102070843SQ201110008670
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者刘乐文, 叶南飚, 姜向新, 杨泽, 肖鹏, 陶四平 申请人:上海金发科技发展有限公司, 绵阳东方特种工程塑料有限公司, 金发科技股份有限公司