专利名称：一种高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料技术领域，尤其是涉及一种高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
长玻璃纤维增强热塑性塑料是一种玻璃纤维长度与粒料长度相同的增强型热塑性塑料。在纤维含量相同的情况下，与普通的短纤维增强热塑性塑料相比，长纤维增强热塑性塑料有更高的强度、模量、耐疲劳性、耐热性和更好的尺寸稳定性。然而，虽然长玻璃纤维增强热塑性塑料的强度和刚性较好，但是抗冲击强度常常不能满足实际需求。如中国专利CN101338051A公开了一种长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制备方法，它是将聚丙烯、流动改性剂、相容剂、抗氧剂及润滑剂混合后挤出熔体形成熔池，长玻璃纤维被引入熔池中进行浸溃、包覆，然后冷却、切粒得到长玻璃纤维增强聚丙烯粒料。通过该方法制成的长玻璃纤维增强聚丙烯材料的缺口冲击强度低于35KJ/m2。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种强度高、刚性好的高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，由包含以下重量百分比的组分制成长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料60-80% ；增韧母粒20-40%。所述的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料由包含以下重量份的组分制成聚丙烯45-60，玻璃纤维40-50，相容剂2-3，润滑剂0-0.5，抗氧剂0.5-1。所述的增韧母粒包括以下组分及其重量份含量聚丙烯60-80，增韧剂20-40，抗氧剂O. 2-0. 5。所述的相容剂选自马来酸酐接枝聚丙烯或甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯的共聚物。所述的润滑剂选自石蜡、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、酰胺蜡、硬脂酸和/或其盐中的一种或多种。
所述的抗氧剂选自受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯或硫醚类抗氧剂中的一种或多种。所述的抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂168和/或抗氧剂DSTDP中的一种或多种。所述的增韧剂为橡胶或热塑性弹性体。所述的增韧剂选自三元乙丙橡胶EPDM、聚苯乙烯嵌段共聚物SEBS或聚烯烃弹性体POE中的一种或多种。一种高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤(I)制备长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料a、按照以下重量份的组分备料聚丙烯45-60、玻璃纤维40_50、相容剂2_3、润滑剂0-0. 5、抗氧剂O. 5-1，b、将聚丙烯、玻璃纤维、相容剂、润滑剂及抗氧剂混合，并在180_22(TC条件下塑化熔融，得到熔融的聚丙烯树脂熔体，C、通过双螺杆挤出机将熔融的树脂熔体挤到熔融浸溃模具中，同时连续玻璃纤维由纱架引出，进入含有熔融的聚丙烯树脂熔体的浸溃模头，在模头内实现纤维的分散和浸润，d、冷却固化，将上述复合材料根据需求经切粒机切粒，得到长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料；
(2)制备增韧母粒a、按照以下重量份的组分备料聚丙烯60-80、增韧剂20-40、抗氧剂O. 2-0. 5，b、将聚丙烯、增韧剂、抗氧剂加入到高速混合机中进行高速混合5-10分钟，C、将上述混合物放入双螺杆挤出机中，在180_220°C条件下进行挤出并造粒，得到增韧母粒；(3)制备高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料a、按照以下组分及重量百分比含量备料长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料60-80%、增韧母粒 20-40% ；b、将长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料与增韧母粒加入到高速混合机中混合均匀，即得产品。与现有技术相比，本发明的优点在于加入了增韧母粒，使制得的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料具备良好的抗冲击性能，其缺口冲击强度可达52KJ/m2，而强度和刚性也保持在较高的水平，综合性能优越。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。实施例1高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤(I)将聚丙烯46kg、马来酸酐接枝聚丙烯3kg、聚丙烯腊O. 4kg、氧剂10100. 2kg、抗氧剂1680. 4kg在180 220°C条件下塑化熔融，得到聚丙烯树脂熔体；将连续的玻璃纤维经过所述聚丙烯树脂的熔体浸溃，使得玻璃纤维完全浸润；上述玻璃纤维由纱架引出，经张力辊调节张力，进入熔体浸溃模头，在模头内实现纤维的分散和浸润，通过模头的纤维的出口控制纤维的含量为50kg，冷却固化，经切粒机切成IOmm长度，得到长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料A ；(2)将聚丙烯树脂79. 7kg、三元乙丙橡胶EPDM 20kg、抗氧剂10100. 1kg、抗氧剂1680. 2kg加入到高速混合机中进行高速混合5分钟，然后放入双螺杆挤出机中，在180 200°C温度下挤出并造粒，得到增韧母粒B ；(3)将长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料A 60kg与增韧阻燃母粒B 40kg，加入到高速混合机中混合均匀即可。制备得到的产品性能测试结果见表I。实施例2高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤(I)将聚丙烯57. 4kg、马来酸酐接枝聚丙烯2kg、抗氧剂10100. 2kg、抗氧剂1680. 4kg在180 220°C条件下塑化熔融，得到聚丙烯树脂熔体；将连续的玻璃纤维经过所述聚丙烯树脂的熔体浸溃，使得玻璃纤维完全浸润；上述玻璃纤维由纱架引出，经张力辊调节张力，进入熔体浸溃模头，在模头内实现纤维的分散和浸润，通过模头的纤维的出口控制纤维的含量为40kg，冷却固化，经切粒机切成12_长度，得到长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料C ；(2)将聚丙烯树脂69. 7kg、三元乙丙橡胶EPDM 30kg、抗氧剂10100. 1kg、抗氧剂1680. 2kg加入到高速混合机中进行高速混合5分钟，然后放入双螺杆挤出机中，在180 210°C温度下挤出并造粒，得到增韧母粒D ；(3)将长玻璃纤 维 增强聚丙烯复合材料C 70kg与增韧阻燃母粒D 30kg，加入到高速混合机中混合均匀即可。 制备得到的产品性能测试结果见表I。实施例3高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤(I)将聚丙烯46. 4kg、马来酸酐接枝聚丙烯3kg、抗氧剂10100. 2kg、抗氧剂1680. 4kg在180 220°C条件下塑化熔融，得到聚丙烯树脂熔体；将连续的玻璃纤维经过所述聚丙烯树脂的熔体浸溃，使得玻璃纤维完全浸润；上述玻璃纤维由纱架引出，经张力辊调节张力，进入熔体浸溃模头，在模头内实现纤维的分散和浸润，通过模头的纤维的出口控制纤维的含量为50kg，冷却固化，经切粒机切成I Imm长度，得到长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料E ；(2)将聚丙烯树脂59. 7kg、聚烯烃弹性体POE 40kg、抗氧剂10100. lkg、抗氧剂1680. 2kg加入到高速混合机中进行高速混合5分钟，然后放入双螺杆挤出机中，在180 210°C温度下挤出并造粒，得到增韧母粒F ；(3)将长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料E 80kg与增韧阻燃母粒F 20kg,加入到高速混合机中混合均匀即可。制备得到的产品性能测试结果见表I。表I实施例1、2、3产品性能结果测试
权利要求
1.一种高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，该材料由包含以下重量百分比的组分制成 长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料 60-80% ； 增韧母粒20-40%。
2.根据权利要求1所述的一种高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料由包含以下重量份的组分制成聚丙烯45-60、玻璃纤维40-50、相容剂2-3、润滑剂0-0. 5、抗氧剂O. 5-1。
3.根据权利要求1所述的一种高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的增韧母粒由包含以下重量份的组分制成聚丙烯60-80、增韧剂20-40、抗氧剂O.2—0. 5 ο
4.根据权利要求2所述的一种高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的相容剂选自马来酸酐接枝聚丙烯或甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯的共聚物。
5.根据权利要求2所述的一种高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的润滑剂选自石蜡、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、酰胺蜡、硬脂酸和/或其盐中的一种或多种。
6.根据权利要求2或3所述的一种高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂选自受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯或硫醚类抗氧剂中的一种或多种。
7.根据权利要求2或3所述的一种高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂168和/或抗氧剂DSTDP中的一种或多种。
8.根据权利要求3所述的一种高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的增韧剂为橡胶或热塑性弹性体。
9.根据权利要求3所述的一种高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的增韧剂选自三元乙丙橡胶EPDM、聚苯乙烯嵌段共聚物SEBS或聚烯烃弹性体POE中的一种或多种。
10.一种如权利要求1中所述的高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤 (1)制备长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料 a、按照以下重量份的组分备料聚丙烯45-60、玻璃纤维40-50、相容剂2_3、润滑剂0-0. 5、抗氧剂 O. 5-1， b、将聚丙烯、玻璃纤维、相容剂、润滑剂及抗氧剂混合，并在180-22(TC条件下塑化熔融，得到熔融的聚丙烯树脂熔体， C、通过双螺杆挤出机将熔融的树脂熔体挤到熔融浸溃模具中，同时连续玻璃纤维由纱架引出，进入含有熔融的聚丙烯树脂熔体的浸溃模头，在模头内实现纤维的分散和浸润， d、冷却固化，将上述复合材料根据需求经切粒机切粒，得到长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料； (2)制备增韧母粒 a、按照以下重量份的组分备料聚丙烯60-80、增韧剂20-40、抗氧剂O.2-0. 5， b、将聚丙烯、增韧剂、抗氧剂加入到高速混合机中进行高速混合5-10分钟， c、将上述混合物放入双螺杆挤出机中，在180-220V条件下进行挤出并造粒，得到增韧母粒； (3)制备高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料 a、按照以下组分及重量百分比含量备料长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料60-80%、增 韧母粒20-40% ； b、将长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料与增韧母粒加入到高速混合机中混合均匀，即得女口广叩ο
全文摘要
本发明涉及一种高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法，由包含以下重量百分比的组分制成长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料60-80％，增韧母粒20-40％；其中，长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料由包含以下重量份的组分制成聚丙烯45-60，玻璃纤维40-50，相容剂2-3，润滑剂0-0.5，抗氧剂0.5-1；增韧母粒由包含以下重量份的组分制成聚丙烯60-80，增韧剂20-40，抗氧剂0.2-0.5。与现有技术相比，本发明制备得到的高韧性长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料具备良好的抗冲击性能，其缺口冲击强度可达52KJ/m2，同时，其强度和刚性也保持在较高的水平，综合性能优越。
文档编号C08K7/14GK103044764SQ201110313330
公开日2013年4月17日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者肖玲玲, 孙利明 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司