[发明专利]一种长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料及其成型加工领域，涉及一种长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

在短纤维增强热塑性塑料的制造过程中，纤维在挤出机中与树脂混炼时，由于螺杆和机筒之间的剪切，纤维会受到损伤，原来为6mm的纤维，在粒料中的长度变成0.2-1mm(一般在0.7mm以下)。由于增强塑料的性能与纤维长度有关，所以纤维短时，很难用于结构用途。长玻璃纤维增强聚丙烯材料中的玻璃纤维长度较长，而且纤维长度分布更好，可以提高制品的力学性能，特别是冲击强度提高显著，刚性增加，有利于在结构件上的应用。

影响长玻璃纤维增强聚丙烯材料材料物理性能的主要因素有两种：1、聚丙烯为非极性分子，与玻璃纤维的界面粘接力较差，改善其界面粘接力对其性能有很大影响；2、树脂熔体的流动性，即聚丙烯的熔融指数（MFR）。

在长玻璃纤维增强聚丙烯材料制备过程中，由于浸渍时间较长，树脂熔体在挤出机和模具中停留时间较长，需加入过量的抗氧剂进行保护。目前公开的长玻璃纤维增强聚丙烯材料的专利中均存在一些缺陷，例如申请号为200610033859.8，专利名称为“一种长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制备方法”，公开号为1810870的专利中，在制备长玻纤增强聚丙烯的物料配方中直接使用了不饱和羧酸或其酸酐，主要目的是使聚丙烯树脂降解，提高流动性，同时对聚丙烯树脂进行接枝，改善玻璃纤维与聚丙烯树脂熔体的界面结合力。然而在材料生产过程中，这类物质有难闻的刺激性气味，不仅危害对人体健康、污染环境，而且腐蚀加工设备，降低设备的使用寿命；在制品成型加工过程中由于这类物质的残留还会腐蚀加工设备、污染生产环境，下游客户令人难以接受。再如申请号为200810020936.5，专利名称为“长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制备方法”，分开号为101338051 的专利中，加入流动改性剂，目的是提高聚丙烯树脂的流动性，便于浸渍。然而流动改性剂为PP降温母粒，主要成分为过氧化物，过氧化物与体系中的抗氧剂发生自由基终止反应，大量过氧化物会被抗氧剂反应消耗掉，这样不仅对于聚丙烯流动性的提高有限、影响浸渍效果，而且聚丙烯流动性提高的稳定性也很差、产品质量控制十分困难；同时，由于过氧化物与体系中的抗氧剂发生自由基终止反应，过氧化物会消耗大量消耗抗氧剂，材料的热稳定性大大降低，导致材料的使用寿命大大缩短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制备方法，可以加强玻纤在聚丙烯熔体中的浸渍效果，消除或减小对人体有害的物质，降低气味，有效的改善材料的浸渍效果和力学性能。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种长玻璃纤维增强聚丙烯材料，由以下组分组成：聚丙烯35-68wt%，长玻璃纤维30-60wt%，相容剂1-5wt%，抗氧剂0.3-1.0wt%。聚丙烯为高熔指聚丙烯，熔融指数为50-500g/10min，高熔指聚丙烯为高熔指的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯的一种或两种混合。

本发明使用高熔指聚丙烯可以直接提高混合体系的流动性，增加玻璃纤维与树脂的浸渍效果，无需再使用流动性改性剂，而以往流动性改性剂的使用会和体系中的抗氧剂发生自由基终止反应，流动性改性剂会被大量消耗，起不到流动改性的作用，也会导致产品稳定性差，生产过程中还会产生刺激性气味；而流动性改性剂的避免使用恰巧解决了以上问题。

混合体系的流动性提高后，润滑效果自然也就得到提高，也不再需要使用润滑剂，而以往润滑剂的使用在反应温度较高的条件下润滑剂易挥发，容易导致产品外表面气泡现象，直接影响产品表面质量；而润滑剂的避免使用恰巧解决了这一长期难以得到解决的问题，也有利于降低生产成本。

由此可见，本发明巧妙的使用高熔指聚丙烯，从而达到提高混合体系的流动性的目的，不再需要使用流动性改性剂和润滑剂，相容剂的用量也减少了，一举多得。需要重点指出的是，在现有技术中，本领域技术人员也曾考虑过用高熔指聚丙烯来提高流动性，但熔融指数相对较低，更为重要的仍不会放弃使用流动性改性剂和润滑剂，仍然不能有效的解决以上现有技术中存在的问题，而本发明可以说是克服了本领域的技术偏见，突破性的解决了以上技术问题，解决了本领域技术人员长期有待解决而仍未得到解决的技术问题。