一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用与流程

1.本发明涉及高分子复合材料领域，具体涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法与应用。


背景技术：

2.聚丙烯(pp)是一种半结晶性材料，其具有无毒、无味，密度小的优点，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯，可在100℃左右使用。具有良好的电性能和高频绝缘性，其不受湿度影响，适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱有机溶剂它几乎不起作用，也可用于食具。
3.尽管pp具有优良的综合性能，但是其冲击性能及吸湿性较差，成型收缩率大，易发生熔体破裂，低温性能不足，力学强度相对于工程塑料尚有不足。
4.因此，需要开发一种聚丙烯复合材料，该复合材料强度高。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种聚丙烯复合材料，该复合材料强度高。
6.本发明还提供了上述聚丙烯复合材料的制备方法。
7.本发明还提供了上述聚丙烯复合材料的应用。
8.本发明第一方面提供了一种聚丙烯复合材料，包括以下制备原料：共聚聚丙烯、长玻璃纤维、相容剂和增韧剂；
9.所述共聚聚丙烯，熔体质量流动速率为20g/10min～100g/10min(测试条件：230℃，2.16kg)；
10.所述长玻璃纤维为合股无捻粗纱。
11.采用纤维增强的方式对聚丙烯材料进行改性，获得了较高的机械性能和良好的尺寸稳定性，用以替代金属或工程塑料作为结构件使用。
12.该复合材料以聚丙烯树脂为基体，连续长玻璃纤维在粒子长度方向定向排列的复合材料，该材料注塑成型时长玻璃纤维长度得到了更好地保留，较长的玻璃纤维还会互相缠结，形成三维网络结构，使其具备低密度、高比强度、高模量、不吸水、耐疲劳等优点，具有高强度、刚性以及耐热性能。目前主要应用于汽车零部件领域，例如汽车主副仪表板、前端框架、天窗骨架以及尾门内板等零件，具有较高机械性能和良好的尺寸稳定性。
13.本发明采用较高熔体流动速率的共聚聚丙烯为主要基体，相比常规的聚丙烯材料具有较高的冲击韧性、耐低温性，结合引发剂的使用进一步降低了聚合物熔体的粘度，提高了熔体对玻纤表面的浸润和包覆。
14.根据本发明的一些实施方式，所述聚丙烯复合材料，包括以下制备原料：光稳定剂、防霉剂、引发剂、抗氧剂和润滑剂。
15.根据本发明的一些实施方式，所述聚丙烯复合材料，包括以下重量分数的制备原
料：
16.共聚聚丙烯：30％～60％；
17.长玻璃纤维：30％～50％；
18.相容剂：2％～10％；
19.增韧剂：5％～15％；
20.光稳定剂：0.1％～1％；
21.防霉剂：0.2％～2％；
22.引发剂：0.1％～1％；
23.抗氧剂：0.1％～0.6％；
24.润滑剂：0.1％～0.6％。
25.根据本发明的一些实施方式，所述聚丙烯复合材料，还包括以下重量分数的制备原料：表面处理剂：0.1％～1％。
26.本发明采用较高熔体流动速率的共聚聚丙烯为主要基体，相比常规的聚丙烯材料具有较高的冲击韧性、耐低温性，结合引发剂的使用进一步降低了聚合物熔体的粘度，提高了熔体对玻纤表面的浸润和包覆。
27.根据本发明的一些实施方式，所述合股无捻粗纱，线密度为2000tex～2500tex。
28.根据本发明的一些实施方式，所述合股无捻粗纱，纤维直径11μm～17μm。
29.根据本发明的一些实施方式，所述合股无捻粗纱，介电常数为4.0～4.9。
30.根据本发明的一些实施方式，所述相容剂为pp
‑
g
‑
mah(聚丙烯接枝马来酸酐)。
31.根据本发明的一些实施方式，所述pp
‑
g
‑
mah，熔体质量流动速率为50g/10min～300g/10min(测试条件：190℃，2.16kg)。
32.根据本发明的一些实施方式，所述pp
‑
g
‑
mah，接枝率为0.3％～2％。
33.根据本发明的一些实施方式，所述增韧剂为苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物(sbs)、氢化苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物(sebs)、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、甲基丙烯酸甲酯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物、乙烯
‑
辛烯共聚物(poe)、乙烯
‑
丙烯酸酯共聚物中至少一种。
34.根据本发明的一些实施方式，所述增韧剂为乙烯
‑
辛烯共聚物(poe)。
35.根据本发明的一些实施方式，所述光稳定剂为光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂和自由基捕获剂中的至少一种。
36.根据本发明的一些实施方式，所述自由基捕获剂为受阻胺类自由基捕获剂。
37.根据本发明的一些实施方式，所述受阻胺类自由基捕获剂为弱碱性受阻胺类光稳定剂。
38.根据本发明的一些实施方式，所述防霉剂包括2
‑
正辛基
‑4‑
异噻唑啉
‑3‑
酮(oit)、氧代双苯氧基砷(obpa)、n
‑
(三卤代基硫)邻苯二甲酰亚胺类、氯代异噻唑啉酮类防霉剂(dcoit)、三氯苯氧基苯酚(tcpp)中的至少一种。
39.根据本发明的一些实施方式，所述表面处理剂为硅烷偶联剂和酞酸酯偶联剂中的至少一种。
40.相容剂和表面处理剂协同使用，在玻纤表面形成大量羟基的同时，相容剂的马来酸酐官能团与羟基发生缩合反应，大大地提升了聚合物基体和玻纤的界面结合力，从而提
高了复合材料的强度和刚性。
41.根据本发明的一些实施方式，所述硅烷偶联剂中的kh
‑
550和kh
‑
560中的至少一种。
42.根据本发明的一些实施方式，所述引发剂为过氧化二异丙苯(dcp)、2,5
‑
二叔丁基过氧化
‑
2,5
‑
二甲基己烷(dhbp)、双叔丁基过氧异丙基苯(bipb)、过氧化二叔丁基(dtbp)、过氧化异壬酸叔丁酯(tbpin)、过氧化异辛酸叔丁酯(tbpeh)中的至少一种。
43.根据本发明的一些实施方式，所述引发剂为过氧化二叔丁基(dtbp)。
44.根据本发明的一些实施方式，所述抗氧剂包括四[甲基
‑
β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、1,3,5
‑
三(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苄基)异氰尿酸(抗氧剂3114)、1,3,5
‑
三甲基
‑
2,4,6
‑
三(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苄基)苯(抗氧剂330)、1,3,5
‑
三(4
‑
叔丁基
‑3‑
羟基
‑
2,6
‑
二甲基苄基)
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6
‑
(1h,3h,5h)
‑
三酮(抗氧剂1790)、亚磷酸三(壬基苯酯)(抗氧剂tnpp)、三(2,4
‑
二叔丁基)亚磷酸苯酯(抗氧剂168)和双(2,4
‑
二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂626)中的至少一种。
[0045]
根据本发明的一些实施方式，所述的润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡和n,n'
‑
乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。
[0046]
根据本发明的一些实施方式，所述聚丙烯复合材料，长度为7mm～15mm。
[0047]
本发明的第二方面提供了上述聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0048]
s1、将所述共聚聚丙烯、所述相容剂、所述增韧剂、所述光稳定剂、所述防霉剂、所述表面处理剂、所述引发剂、所述抗氧剂和所述润滑剂混合，得混合物；
[0049]
s2、将所述混合物添加至双螺杆挤出机中，得聚合物熔体；
[0050]
s3、将所述长玻璃纤维预热，然后添加至所述聚合物熔体中加热反应，降温后即得所述聚丙烯复合材料；
[0051]
其中，步骤s3中所述预热温度为100℃～150℃；
[0052]
步骤s3中所述加热温度为250℃～300℃。
[0053]
采用拉挤成型的生产方法，即连续长玻璃纤维穿过浸渍槽，槽内充满聚丙烯的熔体，玻纤表面与熔体充分浸润，当玻纤穿出浸渍槽时经水槽冷却后形成料条，经切粒机切粒制备成尺寸为7mm～15mm的粒子，玻纤的长度与粒子的长度相同。
[0054]
根据本发明的一些实施方式，所述双螺杆挤出机，从料斗到模头的各段温度分别为：第一区温度：150℃～200℃，第二区温度：150℃～200℃，第三区温度：150℃～200℃，第四区温度：160℃～230℃，第五区温度：160℃～230℃，第六区温度：170℃～210℃，第七区温度：170℃～210℃，第八区温度：170℃～210℃，第九区温度：170℃～220℃，第十区温度：180℃～200℃，第十一区温度：180℃～220℃，第十二区温度：190℃～230℃。
[0055]
根据本发明的一些实施方式，所述双螺杆挤出机，转速为300r/min～600r/min。
[0056]
根据本发明的一些实施方式，所述双螺杆挤出机，螺杆的频率为10hz～35hz。
[0057]
根据本发明的一些实施方式，所述双螺杆挤出机，真空度为500mmhg～600mmhg。
[0058]
本发明第三方面提供了上述聚丙烯复合材料在制备塑料零部件中的应用。
[0059]
根据本发明的一些实施方式，所述塑料零部件包括5g天线罩、汽车行李架和蓄电池盖中的至少一种。
[0060]
5g天线罩的作用是保护天线系统免受外部环境的影响(如风雪、阳光、生物等)，延
长天线寿命，同时需要保证电磁波的透过性，因此天线罩材料应满足介电性能、力学性能、耐候性、工艺性和重量等要求。天线罩材料通常是纤维增强树脂复合材料，目前天线罩主要以玻璃钢为主，但是玻璃钢的比重较大，不利于天线的轻量化设计，采用本发明的聚丙烯复合材料，相比传统玻璃钢轻40％，同时满足了5g天线轻量化、集成化和小型化的设计需要，且耐候、耐低温、防霉和物理力学性能均满足了5g天线的要求。
[0061]
本发明至少具备如下有益效果：
[0062]
本发明通过在聚丙烯复合材料中添加增韧剂，结合共聚聚丙烯的使用赋予了复合材料良好的低温冲击性能，大大扩宽了材料的使用范围。本发明制备的聚丙烯复合材料具备了易加工、耐候、防霉、耐低温、抗翘曲、良好的介电性能以及优异的物理力学性能等特点，实现了在5g天线罩、汽车的行李架和蓄电池盖等塑料零部件中的应用。
具体实施方式
[0063]
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
[0064]
本发明实施方式中的一种聚丙烯复合材料，由以下质量分数的制备原料组成：共聚聚丙烯30％～60％，长玻璃纤维30％～50％，相容剂2％～10％，增韧剂5％～15％，光稳定剂0.1％～1％，防霉剂0.2％～2％，表面处理剂0.1％～1％，引发剂0.1％～1％，抗氧剂0.1％～0.6％和润滑剂0.1％～0.6％。
[0065]
其中共聚聚丙烯作为材料的基本组分，赋予了材料良好的加工特性和优异的物理力学性能；长玻璃纤维作为填充增强剂，提升了材料的强度、刚性和耐热性；相容剂和表面处理剂提高了纤维和聚丙烯树脂的界面结合强度；增韧剂主要改善了材料的冲击韧性和提高了材料的耐低温性能；光稳定剂改善了材料的室外使用性能，防止材料变色和减缓材料机械性能的衰减；引发剂主要作用是引发聚丙烯分子断链，提高了材料的加工流动性，同时提高了聚丙烯熔体对玻璃纤维的表面包覆效果；防霉剂赋予了材料良好的抗霉菌性能；抗氧剂防止了材料在加工时的高温氧化降解，同时提高了材料在使用过程中的抗氧化降解性能；润滑剂赋予了材料良好的润滑性能，提高了材料中填料的分散性能，降低了材料与设备筒体之间的摩擦，提高了材料的脱模性和外观光泽度。
[0066]
实施例1
[0067]
本实施例为一种聚丙烯复合材料及其制备方法。
[0068]
上述聚丙烯复合材料由以下质量分数的制备原料组成：
[0069]
共聚聚丙烯60％(牌号：ep548r，中海壳牌石油化工有限公司，熔体质量流动速率为25g/10min)，长玻璃纤维30％(牌号：er4305pm
‑
2400，重庆国际复合材料股份有限公司，线密度为2400tex，纤维直径为11μm)，相容剂3％(牌号：ca100，阿科玛化学有限公司，熔体质量流动速率为96g/10min，接枝率为0.8％)，增韧剂5％(牌号：poe8200，美国陶氏化学公司)，光稳定剂0.3％(牌号：uv
‑
3808pp5，美国氰特工业公司)，防霉剂0.6％(型号：sb
‑
1pr，美国陶氏化学公司)，表面处理剂0.2％(型号：kh
‑
550，湖北新蓝天新材料股份有限公司)，引发剂0.4％(型号：dtbp，兰州助剂厂有限责任公司)，抗氧剂1790:0.1％(型号：1790，美国
氰特化工有限公司)，抗氧剂626：0.1％(型号：sonox 626，山东省临沂市三丰化工有限公司)，润滑剂0.3％(硬脂酸锌bs
‑
2818，中山华明泰化工股份有限公司)。
[0070]
上述聚丙烯复合材料的制备方法包括以下步骤：
[0071]
s1、将上述物料(除长玻璃纤维外)称量完毕后加入到高速搅拌机(转速1500rpm)中搅拌5min，得混合物；
[0072]
s2、将混合物添加至长径比为48:1的平行双螺杆挤出机的主喂料料斗中，设定挤出机从料斗到模头的各段温度分别为(共12区)：180℃，180℃，190℃，220℃，220℃，210℃，210℃，210℃，220℃，200℃，220℃，230℃，主机的螺杆转速为400r/min，主料斗进料螺杆的频率为25hz，主机筒体上含有两个真空口，真空度550mmhg，进而将混合物共混熔融挤出到浸渍模头内，得聚合物熔体；
[0073]
s3、将长玻璃纤维经红外加热器预热，然后穿入浸渍模头内与聚合物熔体充分浸润、包覆，其中红外加热器的温度120℃，浸渍模头的温度为250℃；
[0074]
上述经浸渍模头牵引出来的料条通过水槽冷却、风机吹干，然后进入切粒机进行切粒，得到长度约为12mm的聚丙烯复合材料。
[0075]
实施例2
[0076]
本实施例为一种聚丙烯复合材料及其制备方法。
[0077]
上述聚丙烯复合材料由以下质量分数的制备原料组成：
[0078]
共聚聚丙烯42.1％(牌号：ep548r，中海壳牌石油化工有限公司，熔体质量流动速率为25g/10min)，长玻璃纤维40％(牌号：er4305pm
‑
2400，重庆国际复合材料股份有限公司，线密度为2400tex，纤维直径为11μm)，相容剂5％(牌号：ca100，阿科玛化学有限公司，熔体质量流动速率为96g/10min，接枝率为0.8％)，增韧剂10％(牌号：poe8200，美国陶氏化学公司)，光稳定剂0.2％(牌号：uv
‑
3808pp5，美国氰特工业公司)，防霉剂0.7％(型号：sb
‑
1pr，美国陶氏化学公司)，表面处理剂0.6％(型号：kh
‑
550，湖北新蓝天新材料股份有限公司)，引发剂0.7％(型号：dtbp，兰州助剂厂有限责任公司)，抗氧剂1790:0.1％(型号：1790，美国氰特化工有限公司)，抗氧剂626：0.1％(型号：sonox 626，山东省临沂市三丰化工有限公司)，润滑剂0.5％(硬脂酸锌bs
‑
2818，中山华明泰化工股份有限公司)。
[0079]
上述聚丙烯复合材料的制备方法包括以下步骤：
[0080]
s1、将上述物料(除长玻璃纤维外)称量完毕后加入到高速搅拌机(转速1500rpm)中搅拌5min，得混合物；
[0081]
s2、将混合物添加至长径比为48:1的平行双螺杆挤出机的主喂料料斗中，设定挤出机从料斗到模头的各段温度分别为(共12区)：180℃，180℃，190℃，220℃，220℃，210℃，210℃，210℃，220℃，200℃，220℃，230℃，主机的螺杆转速为400r/min，主料斗进料螺杆的频率为22hz，主机筒体上含有两个真空口，真空度550mmhg，进而将混合物共混熔融挤出到浸渍模头内；得聚合物熔体；
[0082]
s3、将长玻璃纤维经红外加热器预热，然后穿入浸渍模头内与聚合物熔体充分浸润、包覆；其中，红外加热器的温度120℃，浸渍模头的温度为250℃；
[0083]
上述经浸渍模头牵引出来的料条通过水槽冷却、风机吹干，然后进入切粒机进行切粒，得到长度约为12mm的聚丙烯复合材料。
[0084]
实施例3
[0085]
本实施例为一种聚丙烯复合材料及其制备方法。
[0086]
上述聚丙烯复合材料由以下质量分数的制备原料组成：
[0087]
共聚聚丙烯30％(牌号：bx3920，韩国sk集团公司，熔体质量流动速率为98g/10min)，长玻璃纤维50％(牌号：se4805
‑
2400，美国欧文斯科宁公司，线密度为2400tex，纤维直径为11μm)，相容剂2％(牌号：kt
‑
1，沈阳科通塑胶有限公司，熔体质量流动速率为117g/10min，接枝率为0.7％)，增韧剂15％(牌号：poe lc565，韩国lg化学公司)，光稳定剂0.3％(牌号：la
‑
402af，艾迪科精细化工(上海)有限公司)，防霉剂0.6％(型号：znpt powder，美国奥麒化工有限公司)，表面处理剂0.7％(型号：kh
‑
550，湖北新蓝天新材料股份有限公司)，引发剂0.5％(型号：dtbp，兰州助剂厂有限责任公司)，抗氧剂1010：0.2％(型号：sonox 1010，山东省临沂市三丰化工有限公司)，抗氧剂168：0.2％(型号：sonox 168，山东省临沂市三丰化工有限公司)，润滑剂0.5％(硬脂酸锌bs
‑
2818，中山华明泰化工股份有限公司)。
[0088]
上述聚丙烯复合材料的制备方法包括以下步骤：
[0089]
s1、将上述物料(除长玻璃纤维外)称量完毕后加入到高速搅拌机(转速1500rpm)中搅拌5min；得混合物；
[0090]
s2、将混合物添加至长径比为48:1的平行双螺杆挤出机的主喂料料斗中，设定挤出机从料斗到模头的各段温度分别为(共12区)：180℃，180℃，190℃，220℃，220℃，210℃，210℃，210℃，220℃，200℃，220℃，230℃，主机的螺杆转速为380r/min，主料斗进料螺杆的频率为20hz，主机筒体上含有两个真空口，真空度550mmhg，进而将混合物共混熔融挤出到浸渍模头内；得聚合物熔体；
[0091]
s3、将长玻璃纤维经红外加热器预热，然后穿入浸渍模头内与聚合物熔体充分浸润、包覆；其中，红外加热器的温度120℃，浸渍模头的温度为250℃；
[0092]
s4、上述经浸渍模头牵引出来的料条通过水槽冷却、风机吹干，然后进入切粒机进行切粒，得到长度约为12mm的聚丙烯复合材料。
[0093]
实施例4
[0094]
本实施例为一种聚丙烯复合材料及其制备方法。
[0095]
上述聚丙烯复合材料由以下质量分数的制备原料组成：
[0096]
共聚聚丙烯42％(牌号：bx3920，韩国sk集团公司，熔体质量流动速率为98g/10min)，长玻璃纤维40％(牌号：se4805
‑
2400，美国欧文斯科宁公司，线密度为2400tex，纤维直径为11μm)，相容剂7％(牌号：kt
‑
1，沈阳科通塑胶有限公司，熔体质量流动速率为117g/10min，接枝率为0.7％)，增韧剂8％(牌号：poe lc565，韩国lg化学公司)，光稳定剂0.4％(牌号：tht4611，美国氰特化工公司)，防霉剂0.8％(型号：znpt powder，美国奥麒化工有限公司)，表面处理剂0.6％(型号：kh
‑
560，湖北新蓝天新材料股份有限公司)，引发剂0.6％(型号：dtbp，兰州助剂厂有限责任公司)，抗氧剂1010:0.15％(型号：sonox 1010，山东省临沂市三丰化工有限公司)，抗氧剂168：0.15％(型号：sonox 168，山东省临沂市三丰化工有限公司)，润滑剂0.3％(型号：ebs，北京星贝达化工材料有限公司)。
[0097]
上述聚丙烯复合材料的制备方法包括以下步骤：
[0098]
s1、将上述物料(除长玻璃纤维外)称量完毕后加入到高速搅拌机(转速1500rpm)中搅拌5min，得混合物；
[0099]
s2、将混合物添加至长径比为48:1的平行双螺杆挤出机的主喂料料斗中，设定挤出机从料斗到模头的各段温度分别为(共12区)：180℃，180℃，190℃，220℃，220℃，210℃，210℃，210℃，220℃，200℃，220℃，230℃，主机的螺杆转速为380r/min，主料斗进料螺杆的频率为23hz，主机筒体上含有两个真空口，真空度550mmhg，进而将物料共混熔融挤出到浸渍模头内；得聚合物熔体；
[0100]
s3、将长玻璃纤维经红外加热器预热，然后穿入浸渍模头内与聚合物熔体充分浸润、包覆；其中，红外加热器的温度120℃，浸渍模头的温度为250℃；
[0101]
s4、上述经浸渍模头牵引出来的料条通过水槽冷却、风机吹干，然后进入切粒机进行切粒，得到长度约为12mm的聚丙烯复合材料。
[0102]
实施例5
[0103]
本实施例为一种聚丙烯复合材料及其制备方法。
[0104]
上述聚丙烯复合材料由以下质量分数的制备原料组成：
[0105]
共聚聚丙烯41.2％(牌号：bx3920，韩国sk集团公司，熔体质量流动速率为98g/10min)，长玻璃纤维40％(牌号：se4805
‑
2400，美国欧文斯科宁公司，线密度为2400tex，纤维直径为11μm)，相容剂10％(牌号：kt
‑
1，沈阳科通塑胶有限公司，熔体质量流动速率为117g/10min，接枝率为0.7％)，增韧剂6％(牌号：poe lc565，韩国lg化学公司)，光稳定剂0.3％(牌号：tht4611，美国氰特化工公司)，防霉剂0.5％(型号：znpt powder，美国奥麒化工有限公司)，表面处理剂0.5％(型号：kh
‑
560，湖北新蓝天新材料股份有限公司)，引发剂0.8％(型号：dtbp，兰州助剂厂有限责任公司)，抗氧剂1010:0.2％(型号：sonox 1010，山东省临沂市三丰化工有限公司)，抗氧剂168：0.2％(型号：sonox 168，山东省临沂市三丰化工有限公司)，润滑剂0.3％(型号：ebs，北京星贝达化工材料有限公司)。
[0106]
上述聚丙烯复合材料的制备方法包括以下步骤：
[0107]
s1、将上述物料(除长玻璃纤维外)称量完毕后加入到高速搅拌机(转速1500rpm)中搅拌5min；得混合物；
[0108]
s2、将混合物添加至长径比为48:1的平行双螺杆挤出机的主喂料料斗中，设定挤出机从料斗到模头的各段温度分别为(共12区)：180℃，180℃，190℃，220℃，220℃，210℃，210℃，210℃，220℃，200℃，220℃，230℃，主机的螺杆转速为380r/min，主料斗进料螺杆的频率为23hz，主机筒体上含有两个真空口，真空度550mmhg，进而将混合物共混熔融挤出到浸渍模头内，得聚合物熔体；
[0109]
s3、将长玻璃纤维经红外加热器预热，然后穿入浸渍模头内与聚合物熔体充分浸润、包覆；其中，红外加热器的温度120℃，浸渍模头的温度为250℃；
[0110]
s4、上述经浸渍模头牵引出来的料条通过水槽冷却、风机吹干，然后进入切粒机进行切粒，即可得到长度约为12mm的聚丙烯复合材料。
[0111]
实施例6
[0112]
本实施例为一种聚丙烯复合材料及其制备方法。
[0113]
与实施例2的差异在于：不添加表面处理剂，共聚聚丙烯的质量分数为42.7％。
[0114]
实施例7
[0115]
本实施例为一种聚丙烯复合材料及其制备方法。
[0116]
与实施例5的差异在于：不添加引发剂，共聚聚丙烯的质量分数为42％。
[0117]
实施例8
[0118]
本实施例为一种聚丙烯复合材料及其制备方法。
[0119]
与实施例4的差异在于：增韧剂poe lc565的质量分数为4％，共聚聚丙烯的质量分数为46％。
[0120]
实施例9
[0121]
本实施例为一种聚丙烯复合材料及其制备方法。
[0122]
上述聚丙烯复合材料由以下质量分数的制备原料组成：
[0123]
共聚聚丙烯60％(牌号：ep548r，中海壳牌石油化工有限公司，熔体质量流动速率为25g/10min)，长玻璃纤维30％(牌号：er4305pm
‑
2400，重庆国际复合材料股份有限公司，线密度为2400tex，纤维直径为11μm)，相容剂3％(牌号：ca100，阿科玛化学有限公司，熔体质量流动速率为96g/10min，接枝率为0.8％)，增韧剂5％(牌号：poe8200，美国陶氏化学公司)，光稳定剂0.3％(牌号：uv
‑
3808pp5，美国氰特工业公司)，防霉剂0.6％(型号：sb
‑
1pr，美国陶氏化学公司)，表面处理剂0.2％(型号：kh
‑
550，湖北新蓝天新材料股份有限公司)，引发剂0.4％(型号：dtbp，兰州助剂厂有限责任公司)，抗氧剂1790：0.1％(型号：1790，美国氰特化工有限公司)，抗氧剂626：0.1％(型号：sonox 626，山东省临沂市三丰化工有限公司)，润滑剂0.3％(硬脂酸锌bs
‑
2818，中山华明泰化工股份有限公司)。
[0124]
上述聚丙烯复合材料的制备方法包括以下步骤：
[0125]
s1、将上述物料(除长玻璃纤维外)称量完毕后加入到高速搅拌机(转速1500rpm)中搅拌5min，得混合物；
[0126]
s2、将混合物加入到长径比为48:1的平行双螺杆挤出机的主喂料料斗中，长玻璃纤维从挤出机的自然排气孔加入，设定挤出机从料斗到模头的各段温度分别为(共12区)：180℃，180℃，190℃，220℃，220℃，210℃，210℃，210℃，220℃，200℃，220℃，230℃，主机的螺杆转速为480r/min，主料斗进料螺杆的频率为21hz，主机筒体上含有两个真空口，真空度550mmhg，上述经挤出机熔融共混的料条通过水槽冷却、风机吹干，然后进入切粒机进行切粒，即可得到长度为3mm～5mm的聚丙烯复合材料。
[0127]
对比例5
[0128]
本实施例为一种聚丙烯复合材料及其制备方法。
[0129]
与实施例1的差异在于：共聚聚丙烯的质量分数为70％，长玻璃纤维的质量分数为20％。
[0130]
将上述实施例1～10制得的聚丙烯复合材料进行测试。
[0131]
测试标准如下：
[0132]
拉伸强度：gb/t1040；
[0133]
23℃悬臂梁缺口冲击强度：gb/t1843；
[0134]
‑
30℃悬臂梁缺口冲击强度：gb/t1843；
[0135]
弯曲强度：gb/t9341；
[0136]
弯曲模量：gb/t9341；
[0137]
翘曲变形：目视；
[0138]
防霉性能：gb/t2423.16；
[0139]
介电常数：gb/t12636
‑
90；
[0140]
测试结果见表1。
[0141]
表1实施例1～10制得的聚丙烯复合材料的性能测试结果
[0142][0143]
备注：
”★”
个数越多代表抗翘曲变形越好。
[0144]
由表1中得知，实施例6和实施例2相比，没有添加表面处理剂时，材料的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度都有所下降，对材料的弯曲模量和翘曲变形影响不大；实施例7和实施例5相比，不添加引发剂时，材料的强度和模量都有所下降，翘曲变形严重；实施例8和实施例4相比，将增韧剂含量减少后，材料的强度和模量有所上升，冲击性能明显下降；实施例9和实施例1相比，采用传统的玻璃纤维添加方式时，由于玻纤受到挤出机螺杆的强剪切作用，玻纤在材料中的有效长度变小(0.2mm～0.6mm)，因此材料的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和模量都大大降低；实施例10和实施1相比，将长玻璃纤维添加比例调整为20％时，材料的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和模量都大大降低。
[0145]
综上所述，本发明采用较高熔体流动速率的共聚聚丙烯为主要基体，相比常规的聚丙烯材料具有较高的冲击韧性、耐低温性，结合引发剂的使用进一步降低了聚合物熔体的粘度，提高了熔体对长玻璃纤维表面的浸润和包覆。
[0146]
本发明采用相容剂和表面处理剂协同使用，在长玻璃纤维表面形成了大量羟基；同时，利用相容剂的马来酸酐官能团与羟基发生了缩合反应，进而大大地提升了聚合物基体和长玻璃纤维的界面结合力，从而提高了复合材料的强度和刚性。
[0147]
本发明在聚丙烯复合材料中添加了增韧剂，结合共聚聚丙烯的使用赋予了复合材料良好的低温冲击性能，大大扩宽了材料的使用范围。
[0148]
本发明制备的长玻纤增强聚丙烯复合材料具备了易加工、耐候、防霉、耐低温、抗
翘曲、良好的介电性能以及优异的物理力学性能等特点，实现了在5g天线罩、汽车的行李架和蓄电池盖等塑料零部件领域的应用。
[0149]
上面结合说明书内容对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。