本发明涉及聚丙烯/聚酰胺复合材料领域，特别是涉及一种玻纤增强聚丙烯/聚酰胺复合材料及其制备方法。
背景技术：
聚酰胺(pa)是使用量最大的通用塑料，广泛用于工业、汽车等行业，其大分子结构中含有大量的酰胺基团，分子间能形成氢键，在一定条件下具有反应活性，是一种强极性、结晶性的聚合物，但聚酰胺成型收缩率较高、因而尺寸稳定性差、易吸湿。
将聚丙烯(pp)和纤维加入共混，可获得优良的加工性能和综合性能，玻纤增强可降低树脂吸水率并且聚酰胺与玻璃纤维亲合性十分良好。但由于合金的相容性差，熔接线强度会降低，因此为了进一步扩展pp/pa塑料合金的应用和降低成本，迫切需要改善pp/pa塑料合金材料的熔接痕强度。
cn201610600601.5公开了一种聚酰胺-聚丙烯共混物及其制备方法，其中组成是聚酰胺25-30份、聚丙烯5-10份、相容剂2-3份、增韧剂3-4份、滑石粉5-7份共混而成，相容剂采用了单硬脂醇甘油醚与单硬脂酸甘油酯，但未对其机理做出解释。
cn201811168956.7公开了一种耐渗透性的空调软管。内衬层为聚酰胺和含羧基的改性聚烯烃共混获得的改性的聚酰胺尼龙合金，该空气软管具有较高的耐渗透性。
中国专利申请cn201910570451.1公开了一种改性的尼龙材料，其中40-60份尼龙-6；4-5份填料；所述增韧剂和相容剂包括7-10份丁苯橡胶和3-4份双酚a型环氧树脂。中国专利申请cn201210270214公开了一种超韧聚酰胺合金及其制备方法与应用，其中组分包括2-81.5％聚酰胺、2-81.5％的聚酯、0.5-5％的相容剂和10-35％的增韧剂，所述的相容剂为聚合物离聚体、聚酰胺-聚酯嵌段共聚物、苯基磺酸盐、环氧树脂、马来酸酐接枝共聚物或含橡胶相弹性体。上述两个专利申请都利用了环氧树脂作为聚酰胺的相容剂，但从拉伸效果来看，未获得较高相容体系，用于改善玻纤增强树脂的熔接痕强度。
技术实现要素：
为了克服以上的不足，本发明的目的在于提供一种玻纤增强聚丙烯/聚酰胺复合材料，其具有高熔接痕强度。
本发明的另一目的在于提供上述一种玻纤增强聚丙烯/聚酰胺复合材料的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种玻纤增强聚丙烯/聚酰胺复合材料，按重量份计，包括以下组分：
所述相容剂包括pp-g-mah、环氧树脂和恶唑啉；
所述的固化剂是二乙基四甲基咪唑、环氧-咪唑复合物中的一种或两种。
优选的，所述玻纤增强聚丙烯/聚酰胺复合材料，按重量份计，包括以下组分：
所述相容剂包括10份pp-g-mah、1.5-2.3份环氧树脂和5份恶唑啉。
优选的，所述玻纤增强聚丙烯/聚酰胺复合材料，按重量份计，包括以下组分：
所述相容剂包括10份pp-g-mah、1.8-2份环氧树脂和5份恶唑啉。
优选的，所述玻纤增强聚丙烯/聚酰胺复合材料，按重量份计，包括以下组分：
所述相容剂包括10份pp-g-mah(马来酸酐接枝聚丙烯)、2份环氧树脂和5份恶唑啉。
优选的，所述聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，熔体流动速率为10～40g/10min，2.16kg/230℃，测试方法为gb/t3682.1-2018。
优选的，所述聚酰胺是熔点在210℃以上，特性黏度指数为2.4的聚酰胺。
优选的，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂和双酚类环氧树脂中的一种以上。
优选的，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二特丁基－4－羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
优选的，为了提升其加工调节的助剂，如润滑剂等助剂，也可以为了提升其他耐候性加入一些抗紫外线剂、高温稳定剂等。
以上所述的一种玻纤增强聚丙烯/聚酰胺复合材料的准备方法，包括以下步骤：
按配比将聚丙烯、聚酰胺、相容剂、固化剂、抗氧剂从主喂料口喂入，玻璃纤维从侧喂料口喂入，经过双螺杆挤出机挤出、造粒得到玻纤增强聚丙烯/聚酰胺复合材料，挤出温度设为180～230℃，主机螺杆转速为300～600rpm，螺杆长径比为56:1。
本发明采用56:1大长径比双螺杆挤出机以便于布置多个侧喂料，让玻纤通过“预浸润”，增加保留长度和玻纤添加量。
本发明中采用的相容剂是pp-g-mah、环氧树脂(ep)、恶唑啉。pp-g-mah配合环氧树脂与固化剂，其目的是改性短玻璃纤维，提高其在聚丙烯中的相容性，提高材料的力学性能，在熔接痕处形成较高的极性基团密度，大大提升熔接痕处分子间的作用力，从而提高熔接痕处的强度。恶唑啉可以和含氨基或羧基的聚合物反应，可以提高聚酰胺/聚丙烯基体材料结合紧密性，并且可以和酸酐与环氧树脂等反应，可以促使合金组分分散，和基体材料结合紧密，有很好的增容效果。
由于聚丙烯的非极性与pp-g-mah较低的接枝率，使力学性能的提高受限。本发明采用pp-g-mah，配合环氧树脂及固化剂。环氧基团可分别与纤维表面的偶联剂的羟基及ppg-mah酸酐基团发生反应，提高了pp-g-mah的增容效果。
本发明固化剂中咪唑的叔胺使环氧基团开环，对ep与酸酐的反应起到了加速作用，且使环氧树脂产生了部分的凝胶或固化，降低了其增塑效应。
本发明加入的环氧树脂含有反应活性较高的环氧官能团，可与聚酰胺的端氨基发生反应，有利于提高聚酰胺和聚丙烯塑料合金的交联紧密度。而pp-g-mah配合二乙基四甲基咪唑等固化剂中咪唑的叔胺使环氧基团开环，可以促进环氧树脂与酸酐的反应，达到改性玻纤、增容pp的效果。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明在玻纤增强聚丙烯/聚酰胺复合材料中添加pp-g-mah、环氧树脂、固化剂，改性短玻纤，提高其在聚丙烯中的增容效果，改善玻纤在复合材料的分布，提高了熔接痕处的分子间相互作用力，从而提高了玻纤增强塑料合金的熔接痕强度。
2、本发明的基材配合恶唑啉使用，可以提高聚丙烯/聚酰胺合金分散性，促进基体材料结合紧密，提升聚丙烯/聚酰胺复合材料的熔接痕强度，同时由于较低的添加量，可以减少对于力学强度的影响，有明显提高复合材料熔接痕强度的效果。
3、本发明通过对相容剂pp-g-mah、环氧树脂、恶唑啉和固化剂用量进行优选，制得了熔接痕强度高达122mpa的聚丙烯/聚酰胺复合材料。
4.本发明采用56:1大长径比双螺杆挤出机以便于布置多个侧喂料，让玻纤从侧喂料，通过“预浸润”，增加保留长度和玻纤添加量。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施作进一步的说明，但本发明的实施方式不限于此。
本发明实施例和对比例所用原料如下：
聚丙烯：共聚聚丙烯，熔体流动速率为10～40g/10min，2.16kg/230℃
聚酰胺：熔点在210℃以上，特性黏度指数为2.4
相容剂a；环氧树脂；
相容剂b：pp-g-mah；
相容剂c：恶唑啉
固化剂：二乙基四甲基咪唑2e4mz
抗氧剂：四[β-(3,5-二特丁基－4－羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯
实施例和对比例玻纤增强聚酰胺复合材料的制备方法：按照质量配比称量原料，从双螺杆挤出机的主喂料口喂入聚酰胺树脂、聚丙烯、相容剂、固化剂、抗氧剂等助剂，从侧喂料口加入短玻璃纤维，在双螺杆挤出机中熔融共混挤出后经冷却、风干、切粒，得到高熔接痕强度玻纤增强聚酰胺/聚丙烯合金复合材料，挤出温度设在为180～230℃，主机螺杆转速为300-600rpm，螺杆的长径比为56:1。
各项性能测试方法：
(1)熔接痕强度：按国家标准gb/t1040.2-2008方法测试，测试样条为两端进浇
(2)拉伸强度：按国家标准gb/t1040.2-200方法测试。
(3)弯曲强度：按国家标准gb/t9341-2008方法测试。
表1
表2
从实施例1-7可知，环氧树脂的用量太高，熔接痕强度反而下降，结合对比例1/2可知，需要控制环氧化合物用量在1-3份的范围内，并且在优选的1.8-2份的效果更好。
在本发明的用量范围内，实施例的熔接痕强度都高于对比例3的熔接痕强度与拉伸强度，这说明熔接痕强度相对比与树脂基体的原始拉伸强度得到了很大的提升。从实施例5与对比例6可知，优选组分中不添加固化剂，组分相容效果不好，原因可能是环氧树脂未开环将不会作用在马来酸酐上。结合实施例5与对比例7可知，加入恶唑啉可以使得合金有熔接痕强度得到较大的提升效果，原因可能是提升了组分的分散性，使得聚丙烯/聚酰胺组分结合紧密。
从实施例5与对比例4/5可知，当环氧树脂份数为2份时，pp-g-mah与固化剂在10份和0.2份增容效果最佳，有利于提高材料的熔接痕强度。