[发明专利]具有优异的模塑特性的碳纤维增强聚丙烯树脂组合物

说明书

本发明提供具有改善的模塑性能的碳纤维增强聚丙烯树脂组合物。具体地，通过向聚丙烯树脂添加作为增容剂的马来酸酐接枝的改性聚丙烯以增强碳纤维，提供了具有显著改善的模塑性能、拉伸强度、弯曲强度等的碳纤维增强聚丙烯树脂组合物。

技术领域

本发明涉及具有改善的模塑特性的碳纤维增强聚丙烯树脂组合物。具体地，通过向聚丙烯树脂添加作为增容剂的经马来酸酐接枝的改性聚丙烯以增强碳纤维，可制备具有显著改善的模塑特性、拉伸强度、弯曲强度等的碳纤维增强聚丙烯树脂组合物。

背景技术

一般来讲，包括聚丙烯作为基础树脂的树脂组合物已广泛用于各种工程塑料应用。

为了增强聚丙烯树脂组合物的物理特性，已通过将增强纤维等与树脂组合物混合而制备纤维增强的复合物，并且该复合物已用于相关领域。由于与典型的工程塑料相比此种纤维增强聚丙烯的树脂复合物具有改善的物理特性例如刚度和耐热性，因此树脂复合物已在各种工业领域尤其是在汽车领域、电力工业领域等被广泛用作功能性工程塑料。然而，其他物理特性仍存在问题，因此，必须继续做出改进。

在相关技术中，已引入长纤维增强热塑性树脂的形成方法和形成设备。例如，已引入包括玻璃纤维的复合材料。

当前，纤维增强聚丙烯树脂组合物可能是最广泛使用的树脂中的一种，其通过用例如玻璃纤维或碳纤维的增强纤维来填充聚丙烯树脂而具有增强的刚度或耐热性。在这之中，为了改善聚丙烯树脂与增强纤维的相容性，已通过将改性聚烯烃添加至聚丙烯树脂来改善所需的物理特性例如刚度和耐热性，以增加其与增强纤维的相容性，其中可通过将马来酸等与聚丙烯接枝制备出改性聚烯烃。例如，已经研制出包括由添加聚丙烯和马来酸而产生的酸改性聚丙烯以及碳纤维的组合物；以及已经报道包括100重量份的聚丙烯、10至50重量份的马来酸改性聚丙烯、5至65重量份的碳纤维、和5至65重量份的导电炭黑的树脂组合物。此外，已经提出包括100重量份的聚丙烯、0.5至20重量份的马来酸酐改性聚丙烯树脂、碳纤维或炭黑、玻璃纤维、和无机填料的树脂组合物。尽管上述聚丙烯组合物可能具有优异的刚度和耐热性，但它们因其较低的拉伸强度和弯曲强度而不能用于必须经历外部冲击的部件。因此，前述常规的聚丙烯组合物可能具有较差的冲击能量吸收能力，并且当其被用于车辆模制产品例如减震器、缓冲器、保险杠(bumper)、外部部件和其他内部部件时破裂。

已经做出一些努力例如通过添加橡胶组分或使用特定聚丙烯来改善物理特性。然而，由于特定聚丙烯，与改善的其他物理特性例如刚度相比，在拉伸强度或冲击吸收能力等方面的改善不足，因此，尚未解决产生缺陷产品的问题。

在其他实例中，已经研制出将具有全同立构指数为87wt％至92wt％(NMR参照标准)且熔体指数为0.5至35g/10min(230℃)的丙烯单体作为聚丙烯基础树脂同时应用橡胶弹性体的特定使用，但是组合物未能解决拉伸强度或弯曲强度等不佳的问题。

上述在该背景技术部分公开的信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此其可能含有不构成该国本领域中普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。

发明内容

本发明的发明人可提供相关领域中上述问题的解决方案。具体地，当具有特定物理特性的聚丙烯树脂被用作基体材料；马来酸酐改性聚丙烯与增容剂熔融捏合；并浸渍有碳纤维时，丙烯树脂组合物可具有改善的物理特性，例如模塑特性、拉伸强度、弯曲强度等。

在一个方面，本发明提供一种聚丙烯树脂组合物，其模塑特性和物理特性例如拉伸强度和弯曲强度可被改善。具体地，提供了具有改善的模塑特性的碳纤维增强聚丙烯树脂组合物，其中碳纤维可浸渍在聚丙烯中。此外，本发明提供因热塑性树脂渗入碳纤维而具有改善的碳纤维分布和机械特性的碳纤维增强聚丙烯树脂复合物。

在另一个方面，本发明还提供了一种模制产品，该模制产品通过使用具有改善的模塑特性的碳纤维增强聚丙烯树脂组合物进行模制而制成。