[发明专利]一种低温-55℃耐冲击、高温70℃抗变形聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低温‑55℃耐冲击、高温70℃抗变形聚丙烯复合材料及其制备方法，该材料是一种长玻璃纤维掺混短切芳纶纤维的聚丙烯复合材料，包括如下质量百分比的组分：聚丙烯50～90％、玻璃纤维0～30％、短切芳纶纤维0～20％、相容剂2～10％、特种增韧剂5～30％、润滑剂0.2～1％、其他助剂0.1～2％。本发明的优势在于结合了长玻纤增强聚丙烯材料耐热变形和短切芳纶纤维增韧聚丙烯耐低温冲击的特点，同时加入特种增韧剂，改进注塑时纤维取向性能。将上述两种纤维与聚丙烯材料共混改性制备聚丙烯复合材料，并直接注塑成型。用该材料制备的军用弹药包装箱，同时满足高温70℃密封性能和低温‑55℃跌落无破坏的性能要求，该材料在军事、航空等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及通用塑料改性领域，特别涉及一种掺杂长比例纤维、芳纶纤维制备的耐低温冲击、抗高温热变形聚丙烯复合材料。

背景技术

长玻纤增强热塑性复合材料具有比强度高、抗高温热变形、耐腐蚀、成型加工性能优异等卓越性能。其中长玻纤增强聚丙烯复合材料以其性价比高、热变形温度高、高模量、高刚性、相对密度低以及综合性能优越等优点，已广泛应用于汽车、电子、家电、军事等领域。虽然长玻纤增强聚丙烯材料具有以上优点，其断裂伸长率低，低温延展性低的缺点，在很多应用领域受到限制。

有机纤维芳纶纤维是一种分子排列规整、高结晶度、取向高的芳香族聚酰胺材料，具有相对密度低、低温冲击强度高、相对延展性好、耐疲劳等特点。经表面处理的芳纶纤维，能够克服表面光滑、表面活性低的缺点，通过与树脂共混，能够综合纤维与树脂基体各自的优点。

发明内容

本发明的目的在于制备一种掺杂双组份纤维耐低温冲击、抗热变形聚丙烯复合材料，该材料结合了长玻璃纤维增强聚丙烯材料模量高、成本低、强度高、热变形温度高和短切芳纶纤维耐冲击聚丙烯材料高延展率、抗剪切、低温冲击强度高和密度低的特点，同时加入特种增韧剂，提高注塑时纤维取向造成的材料横向拉伸强度低低温冲击易开裂的缺点，将短切芳纶纤维与长玻璃纤维增强聚丙烯材料共混掺混改性制备耐低温冲击抗热变形聚丙烯复合材料，并直接注塑成型。与其他高温抗热变形长玻纤增强聚丙烯复合材料或低温耐冲击聚丙烯、抗冲击聚苯乙烯增韧改性材料相比，该复合材料同时兼顾了两类材料的高或低温性能，既具有高温抗热变形能力，又具有极低温度耐冲击破坏的特点。用该材料制备的军用弹药包装箱，同时满足高温70℃密封性能和低温-55℃满载1.5米自由跌落无破坏的性能要求，该材料在军事、航空、极地科考等领域具有广阔的应用前景。

本发明技术方案为：

该双组份纤维制备的耐低温冲击、抗热变形聚丙烯复合材料，包括如下质量百分比的组份：

首先制备一定玻纤含量的长玻璃纤维增强抗热变形聚丙烯复合材料，然后制备一定芳纶纤维含量的短切芳纶纤维耐低温冲击聚丙烯复合材料，按比例将两种聚丙烯复合材料共混后，直接注塑成型。

所述高结晶共聚聚丙烯或高抗冲共聚聚丙烯，熔融指数在10～50g/10min，保证复合材料具有较好的流动性，便于加工成型。

所述玻璃纤维为无碱连续长玻璃纤维，玻璃纤维直径在8～20μm。

所述短切芳纶纤维为芳纶1313、芳纶1414中的一种或者两种，芳纶纤维长度2～15mm。

所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯中的一种或者几种。

所述特种增韧剂，为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、乙烯-己烯共聚物、丙烯-乙烯共聚物中的一种或几种，一般采用双峰聚合工艺或茂金属催化剂聚合生产的烯烃共聚物。

所述润滑剂为硬脂酸盐、硅酮、脂肪酸酰胺类中的至少一种；所述硬脂酸盐为硬脂酸钙或硬脂酸锌，硅酮为高分子硅氧烷，所述脂肪酸酰胺类为油酸酰胺或乙撑双硬脂酰胺。