高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚丙烯复合材料，尤其涉及一种高焊接强度、焊接密封性优异的 玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法，属于高分子材料领域。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯作为一种通用塑料，进入了日常生活的各个角落，经过玻璃纤维改性的聚 丙烯材料凭借其良好的刚性，在部分应用上取代了工程塑料。但由于横纵向收缩率的差异， 导致玻纤增强聚丙烯材料翘曲严重。有一些专利针对翘曲做一定的改善，但效果不佳，而且 在热焊接方面的性能衰减严重。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的缺点与不足，本发明提供了一种高焊接强度、焊接密封性优 异的玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法，由该制备方法制备所得的聚丙烯材料通过改善玻 纤增强聚丙烯横纵向收缩率的差异，从根本上改善了材料的翘曲性，并且焊接方面的性能 不会衰减，焊接密封性得到很大提高，大幅度拓宽了玻纤增强聚丙烯的应用领域。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的：
[0005] -种高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料，包括以下按重量百分 比计的各组分：聚丙烯20%-87%、聚乙烯5%-20、玻纤5%-40%、相容剂1%-10%、尼龙 1 %-5%、低翘曲助剂0 · 1 %-2%、热稳定剂0 · 05 %-2 %和加工助剂0 · 05 %-1 % ;其中所述聚 丙烯为共聚聚丙烯和均聚聚丙烯中的至少一种;所述聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙 烯和线性低密度聚乙烯中的至少一种;所述相容剂为极性单体接枝聚合物，且聚合物选自 聚乙烯、聚丙烯、乙烯-α-乙烯-辛烯共聚物中的至少一种，极性单体为马来酸酐、丙烯酸及 丙烯酸酯类中的至少一种;所述尼龙为尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙610及尼龙612 中的至少一种。
[0006] 其进一步的技术方案是：
[0007] 所述玻纤为无碱玻纤。
[0008]所述低翘曲助剂为山梨醇、山梨醇类化合物、芳香有机磷酸酯盐类、芳香族羧酸金 属盐和高级脂肪酸金属皂中的至少一种。
[0009]所述热稳定剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯 的复合物类、杯芳烃类热稳定剂中的一种或其两种以上的混合物。
[0010] 所述加工助剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌和芥酸酰胺中的至少一种。
[0011] 本发明还公开了一种上述高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料的 制备方法，该方法包括下述步骤：
[0012] (1)称取下述按高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料的总重量百 分比计的各组分:聚丙烯20%-87%、聚乙烯5%-20、玻纤5%-40%、相容剂1%-10%、尼龙 1 % -5 %、低翘曲助剂0.1 % -2 %、热稳定剂0.05 % -2 %和加工助剂0.05 % -1 % ;
[0013](2)将（1)中称取好的除去玻纤外的其他各组分加入长径比为36-40:1的双螺杆挤 出机中进行熔融挤出造粒，挤出温度为200°C_230°C，玻纤从侧喂料口处加入。
[0014]本发明的有益技术效果是:通过各组分的复配，改善玻纤增强聚丙烯横纵向收缩 率的差异，从根本上改善了材料的翘曲性，并且焊接方面的性能不会衰减，焊接密封性得到 很大提高，大幅度拓宽了玻纤增强聚丙烯的应用领域。
【具体实施方式】
[0015]下面通过具体实施例来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方 式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
[0016] 实施例1
[0017]将57公斤聚丙烯K1011、5公斤尼龙11、0.7公斤热稳定剂(0.5公斤酚类热稳定剂IrganoxlOlO和0.4公斤亚磷酸酯类热稳定剂Irganoxl68)、0.8公斤加工助剂硬脂酸妈、8公 斤马来酸酐接枝聚丙烯BONDYRAM1001CN、30公斤短切玻璃纤维508A加入长径比为40:1的 双螺杆挤出机中熔融混合分散，30公斤短切玻璃纤维从侧喂口处加入，挤出温度为220°C， 最终得到产品。所得料粒经制样并测试性能，具体数据见下面表格1。
[0018]实施例2
[0019]将40公斤聚丙烯K1011、20公斤HDPE5000S、2公斤TMP-5、0.7公斤热稳定剂（0.5公 斤酸类热稳定剂IrganoxlOlO和0.4公斤亚磷酸酯类热稳定剂Irganoxl68)、0.8公斤加工助 剂硬脂酸钙、8公斤马来酸酐接枝聚丙烯B0NDYRAM1001CN、30公斤短切玻璃纤维508A加入长 径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，30公斤短切玻璃纤维从侧喂口处加入，挤出 温度为220°C，最终得到产品。所得料粒经制样并测试性能，具体数据见下面表格1。
[0020] 实施例3
[0021]将40公斤聚丙烯K1011、20公斤LDPE2426H、2公斤TMP-5、0.7公斤热稳定剂(0.5公 斤酸类热稳定剂IrganoxlOlO和0.4公斤亚磷酸酯类热稳定剂Irganoxl68)、0.8公斤加工助 剂硬脂酸钙、8公斤马来酸酐接枝聚丙烯B0NDYRAM1001CN、30公斤短切玻璃纤维508A加入长 径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，30公斤短切玻璃纤维从侧喂口处加入，挤出 温度为220°C，最终得到产品。所得料粒经制样并测试性能，具体数据见下面表格1。
[0022] 实施例4
[0023]将40公斤聚丙烯K1011、15公斤LDPE2426H、5公斤尼龙11、2公斤TMP-5、0.7公斤热 稳定剂(0.5公斤酸类热稳定剂IrganoxlOlO和0.4公斤亚磷酸酯类热稳定剂Irganoxl68)、 0.8公斤加工助剂硬脂酸钙、8公斤马来酸酐接枝聚丙烯BONDYRAM1001CN、30公斤短切玻璃 纤维508A加入长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，30公斤短切玻璃纤维从侧喂 口处加入，挤出温度为220°C，最终得到产品。所得料粒经制样并测试性能，具体数据见下面 表格1。
[0024]对比例
[0025]将62公斤聚丙稀K1011、0.7公斤热稳定剂（0.5公斤酸类热稳定剂IrganoxlOlO和 0.4公斤亚磷酸酯类热稳定剂Irganoxl68)、0.8公斤加工助剂硬脂酸妈、8公斤马来酸酐接 枝聚丙烯BONDYRAM1001CN、30公斤短切玻璃纤维508A加入长径比为40:1的双螺杆挤出机 中熔融混合分散，30公斤短切玻璃纤维从侧喂口处加入，挤出温度为220°C，最终得到产品。 所得料粒经制样并测试性能，具体数据见下面表格1。
[0026]焊接强度测试:将样料注塑成100X40X4mm的方板，将两块方板通过热熔焊接仪 器焊接上，焊接面为40X4mm的窄面积，放置在标准环境下24小时后通过拉伸仪器测试其强 度，测试标准为ISO527。
[0027]焊接密封性测试:采用铅酸蓄电池外壳的模型，焊接冷却后往内部注入有颜色的 水，观察是否有渗漏，评判结果为:通过、不通过。
[0028]翘曲变形测试:将样料注塑成100X100X1mm的方板，冷却后观察样板平整度，评 判结果为:差、中、好。
[0029] 表 1
[0030]
[0031 ] 通过上述表格中的对比测试结果可知，通过各组分的复配，改善玻纤增强聚丙烯 横纵向收缩率的差异，从根本上改善了材料的翘曲性，并且焊接方面的性能不会衰减，焊接 密封性得到很大提高。
【主权项】
1. 一种高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于:包括以下按 重量百分比计的各组分：聚丙烯20 %-87 %、聚乙烯5 %-20、玻纤5 %-40 %、相容剂1 %-10 %、尼龙1 %-5 %、低翘曲助剂0.1 %-2 %、热稳定剂0.05 %-2 %和加工助剂0.05 %-1 % ; 其中所述聚丙烯为共聚聚丙烯和均聚聚丙烯中的至少一种;所述聚乙烯为高密度聚乙烯、 低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的至少一种;所述相容剂为极性单体接枝聚合物，且 聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-α_乙烯-辛烯共聚物中的至少一种，极性单体为马来酸 酐、丙烯酸及丙烯酸酯类中的至少一种;所述尼龙为尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙 610及尼龙612中的至少一种。2. 根据权利要求1所述的高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料，其特征 在于:所述玻纤为无碱玻纤。3. 根据权利要求1所述的高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料，其特征 在于:所述低翘曲助剂为山梨醇、山梨醇类化合物、芳香有机磷酸酯盐类、芳香族羧酸金属 盐和高级脂肪酸金属阜中的至少一种。4. 根据权利要求1所述的高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料，其特征 在于:所述热稳定剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复 合物类、杯芳烃类热稳定剂中的一种或其两种以上的混合物。5. 根据权利要求1所述的高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料，其特征 在于:所述加工助剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌和芥酸酰胺中的至少一种。6. -种权利要求1至5中任一权利要求所述的高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强 聚丙烯材料的制备方法，其特征在于:包括下述步骤： (1) 称取下述按高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料的总重量百分比 计的各组分:聚丙烯20%-87%、聚乙烯5%-20、玻纤5%-40%、相容剂1%-10%、尼龙1%-5 %、低翘曲助剂0.1 % -2 %、热稳定剂0.05 % -2 %和加工助剂0.05 % -1 % ; (2) 将（1)中称取好的除去玻纤外的其他各组分加入长径比为36-40:1的双螺杆挤出机 中进行熔融挤出造粒，挤出温度为200°C_230°C，玻纤从侧喂料口处加入。
【专利摘要】本发明公开了一种高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法，该材料包括以下按重量百分数计的原料：聚丙烯20％-87％，聚乙烯5％-20％，玻纤5％-40％，相容剂1％-10％，尼龙1％-5％，低翘曲助剂0.1％-2％，热稳定剂0.05％-2％，加工助剂0.05％-1％，其通过双螺杆挤出机中熔融挤出造粒成型，制备所得的聚丙烯材料具有较高的焊接强度，优异的焊接密封性能，低变形度，并且冲击性能也有大幅度增强。
【IPC分类】C08K5/526, B29B9/06, C08L77/06, C08L23/12, C08K5/134, C08L23/08, B29C47/92, C08L23/06, C08K7/14, C08L23/14, C08K5/098, C08K13/04, C08L51/06, C08L77/02
【公开号】CN105462077
【申请号】CN201510998416
【发明人】刘乐文, 杨磊, 杨泽, 邵华
【申请人】江苏金发科技新材料有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月28日