一种低散发、高性能长玻纤增强pp复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种低散发、高性能长玻纤增强PP复合材料 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 长玻纤增强PP复合材料具有重量轻、强度高、抗冲击性好、尺寸稳定性好等特点， 在实际应用中被可用来替代传统的增强工程塑料甚至钢材等金属材料。近年来，随着汽车 轻量化的进展，长玻纤增强PP复合材料凭借其性价比高的优势作为以塑代钢的主要材料越 来越广泛的应用在汽车工业，采用长玻纤增强聚丙烯材料制作汽车零部件性能和钢制零部 件性能相当，但重量降低了40%甚至更多，经济性也更好。
[0003] 长玻纤增强材料在汽车行业中广泛用来如仪表板骨架、风道、多功能支架等零部 件。复合材料中各种添加剂、加工助剂、色粉及其它有机小分子杂质等在光和热的作用下， 通常会迀移到塑料制品表面并释放出一些挥发性的物质，从而导致车内起雾并产生气味。 汽车车厢由于经常处于封闭状况，因而内部空气质量常受到皮椅套或布椅套等内饰产品所 产生游离甲醛、烷烃、苯、甲苯等有机化合物(TV0C)的影响，从而对人体产生不良影响。为降 低材料中的TV0C含量，需要从原材料来源、加工工艺、添加剂等方面进行控制，或添加能 与这些小分子挥发性物质起反应的物质，生成分子量较大，不易挥发能稳定存在材料中而 不易挥发出来的化合物，从而达到降低TV0C的目的。EP2141196A1公开了一种低V0C聚丙烯 组合物的制备方法，其利用环氧树脂中环氧基团和聚酯中的酯基与滑石粉表面进行键合， 从而阻碍滑石粉与抗氧剂之间发生的降解反应得到的V0C的聚丙烯改性材料； EP2141193A1公开了采用羧酸类物质与滑石粉表面通过共价键或离子键形成一薄层，这一 薄层降低了滑石粉表面的催化活性，从而阻碍滑石粉与抗氧剂之间的降解反应；中国专利 200910212885.0公开了一种耐刮擦的改性聚丙烯复合材料及其制备方法，其方法为在聚 丙烯材料中加入增韧剂、矿物填料、耐磨剂等，并通过多种组分的相互配合达到改性的目 的。这些添加剂的添加量往往较少，且一般为固体，其使用将严重影响复合材料的性能，使 之抗冲性能下降。
[0004] 随着生活理念的提升，人们也越来越关注汽车内空气的质量。高分子材料及高分 子复合材料作为汽车内饰件的主要材料，其散发性能对车内空气质量有较大的影响。2012 年3月《乘用车内空气质量评价指南》正式实施，各主机厂对车内空气质量也更加重视，对 汽车材料也提出了更高的散发性要求。只有兼具低散发、高性能长玻纤增强PP复合材料才 能满足汽车工业越来越严格的要求。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明公开一种低散发、高性能的的长玻纤增强PP复合材料。
[0006] 本发明的目的通过以下技术方案实现： 一种低散发、高性能长玻纤增强PP复合材料，其原料按重量计包括： 长玻纤 30-40份； PP 80-90份 相容剂 0.3-2份； 抗氧剂 0.1-0.7份； 阻燃剂 1-3份； 所述相容剂其原料按重量计包括羟乙基纤维素5-7份、丙二醇0.1-0.5份、氯酸镁0.01-0.07份、硝酸钾3-8份。
[0007]所述抗氧剂和阻燃剂、长玻纤、PP均可选用任一种现有技术实现。氯酸镁、丙二醇、 硝酸钾协效，可以有效提高长玻纤增强PP复合材料的相容性，一方面降低长玻纤的浮纤问 题，另一方面还可有效降低复合材料的散发性，使后期向复合材料添加的各类助剂在光和 热的作用下仍能够稳定存在于复合材料中而不易散发，与此同时相容剂的使用并不会降低 复合材料的机械性能，使复合材料尤其适用于制作汽车零部件性能和钢制零部件。
[0008] 优选的，所述长玻纤为无碱连续玻纤，所述无碱连续玻纤直径为11-20μπι。
[0009]优选的，所述长玻纤其制备方法为： (1) 正庚烷浸泡处理：将长玻纤浸入正庚烷中进行溶胀处理，处理时间为12h~ 24h； (2) 丙酮洗涤：将溶胀后的长玻纤采用超声波震荡进行洗涤，然后置于150-200°C的烘 箱内烘干至恒重。
[0010] 所述低散发、高性能长玻纤增强PP复合材料的制备方法，其包括如下工序： a. 制备相容剂:将羟乙基纤维素、硝酸钾采用空气浴加热至100°C，滴入丙二醇，保温 30min后加入氯酸镁； b. 按设定重量份将PP、光稳定剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂加入高速混合器混合均匀后 经双螺杆挤出机加热至160~199°C获得塑化的PP混合物，然后塑化的PP混合物被双螺杆 挤出机压入浸渍模头中，浸渍分散设定重量份的长玻纤，经牵引、冷却成型、切割处理制备 成长度为l〇_15mm的低散发、高性能长玻纤增强PP复合材料。本发明选用氯酸镁、硝酸钾、丙 二醇三者协效降低长玻纤增强PP复合材料的散发性，使利用本发明长玻纤增强PP复合材料 制备的产品其中小分子成分不易因光、热效应而散发，保持复合材料的稳定性，同时还能有 效地维持所制得的PP复合材料的力学性能。本发明提供的PP复合材料具有优异的抗冲性 能、低散发性能，且表面光滑无浮纤，尤其适用于制备汽车零部件、电子产品元件、仪器仪表 部件、航空设备部件等产品。
【具体实施方式】
[0011] 为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述： 实施例1 本实施例提供一种低散发、高性能长玻纤增强PP复合材料，其原料按重量计包括： 长玻纤 35份； PP 85 份 相容剂 0.9份； 抗氧剂 0.4份； 阻燃剂 2份； 所述相容剂其原料按重量计包括羟乙基纤维素6份、丙二醇0.2份、氯酸镁0.04份、硝酸 钾6份。
[0012] 所述长玻纤为无碱连续玻纤，所述无碱连续玻纤长度为10mm，直径为13μηι。
[0013]本实施例中，所述长玻纤其制备方法为： (1) 正庚烷浸泡处理：将长玻纤浸入正庚烷中进行溶胀处理，处理时间为20h; (2) 丙酮洗涤：将溶胀后的长玻纤采用超声波震荡进行洗涤，然后置于150_200°C的烘 箱内烘干至恒重。
[0014]本实施例的低散发、高性能长玻纤增强PP复合材料的制备方法，其包括如下工序： a. 制备相容剂:将羟乙基纤维素、硝酸钾采用空气浴加热至100°C，滴入丙二醇，保温 30min后加入氯酸镁； b. 按设定重量份将PP、光稳定剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂加入高速混合器混合均匀后 经双螺杆挤出机加热至180°C获得塑化的PP混合物，然后塑化的PP混合物被双螺杆挤出机 压入浸渍模头中，浸渍分散设定重量份的长玻纤，经牵引、冷却成型、切割处理制备成长度 为10-15mm的低散发、高性能长玻纤增强PP复合材料。将本实