[发明专利]一种长纤维增强聚丙烯/尼龙复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种长纤维增强聚丙烯/尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术

长纤维增强热塑性树脂是一种增强纤维单向排布且其长度与树脂粒料长度相同的增强热塑性树脂。它与常规短纤维增强热塑性树脂相比，具有更加优异的机械性能、耐动态疲劳牲能、抗蠕变性能等；特别是材料的抗冲击性能极为优异。

聚丙烯具有质量轻、吸水率低、电绝缘性能好、流动性好易成型等特点，但长纤维增强聚丙烯材料的机械性能和耐热性能都远不及长纤维增强的尼龙树脂；另一方面，尽管长纤维增强尼龙树脂具有优异的机械性能和耐热性能，但吸湿（水）率、密度和成本都铰高。如果将二者复合，则可以大幅度降低长纤维增强尼龙树脂的吸湿（水）率、密度和成本，同时也能保持优良的机械性能和耐热性能，从而进一步拓宽两种长纤维增强热塑性树脂的应用领域。

采用传统技术制备纤维增强聚丙烯/尼龙复合材料是将尼龙树脂、聚丙烯树脂和酸酐改性聚丙烯作为相容剂树脂，采用双螺杆挤出机熔融共混挤出而得到。虽然这种制备技术能够实现轻量化、降低吸湿率和成本，但由于这种制备技术本身会将连续粗沙纤维或者短切纤维剪切得很短（纤维长度一般在0.2~0.6mm左右），对材料的力学性能提高不够，不能获得机械性能优异的增强聚丙烯/尼龙复合材料。

已经有公开的制备长纤维增强尼龙/聚丙烯复合材料，如中国专利CN1131427。在该专利中，先制备长纤维增强聚酸胺母料，而后将该母料与含有聚酸胺、结晶聚丙烯树脂和不饱和羧酸改性的烯烃聚合物的合金化树脂稀释剂掺混而成。这种制备方法的缺陷在于生产长纤维增强尼龙树脂母粒时，由于尼龙树脂的熔融温度很高，加工时容易变黄，工艺控制困难，不容易保证颜色的稳定性。

中国公开专利CN1810872公开了另一种制备长纤维增强尼龙/聚丙烯复合材料的方法，该方法是将长纤维和聚丙烯复合树脂采用拉挤方法制成长纤维增强聚丙烯复合树脂母粒： 然后特制得的长纤维增强聚丙烯母粒与尼龙树脂掺混成长纤维增强聚丙烯/尼龙复合材料。由于聚丙烯为非极性，与强极性的尼龙树脂不相容，当混合时容易出现分层现象，因而这种方法不能获得机械性能优异的长纤维增强聚丙烯/尼龙复合材料，限制了应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种长纤维增强聚丙烯/尼龙合金材料，以克服现有技术存在的力学性能不高、提供一种低成本、各种性能稳定的长纤维增强聚丙烯/尼龙复合材料；

本发明的另一个目的是提供上述复合材料的制备方法，该制备方法控制简单、成本低。

本发明目的可以通过以下技术方案得以实现。

一种长纤维增强聚丙烯/尼龙复合材料，由5~95%（重量）的长纤维增强聚丙烯复合树脂母粒和5~95%（重量）的聚丙烯/尼龙合金稀释树脂掺混而成；

长纤维增强改性聚丙烯树脂母粒是由40~80％（重量）的长纤维、20~60% （重量）的聚丙烯复合树脂组成：其中聚丙烯复合树脂是由0~98%（重量）的聚丙烯树脂和2~100%（重量）的丙烯酸或甲基丙烯酸、马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚丙烯树脂组成；长纤维沿母粒颗粒长度方向彼此平行排列，且长度与母粒颗粒相同为6mm。

聚丙烯/尼龙合金稀释树脂是通过10~90％(重量)的聚丙烯复合树脂和10~90% (重量) 的尼龙树脂熔融捏合获得；其中，聚丙烯复合树脂由50~98% (重量)的聚丙烯树脂和2~50%（重量）的马来酸酐改性聚丙烯树脂组成。

上述长纤维为玻璃纤维、金属纤维、或碳纤维中的一种或一种以上构成的无机纤维。

所述的聚丙烯树脂为结晶性聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物中的一种或几种的混合物。

上述尼龙树脂可以是尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612 中的一种或者多种，优选尼龙6和尼龙66树脂。

上述长纤维增强聚丙烯/尼龙复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将长纤维和含有丙烯酸或甲基丙烯酸、马来酸酐、或甲基丙烯酸缩水甘油酯改性聚丙烯树脂，采用拉挤方法制成长纤维增强聚丙烯复合树脂母粒，加工温度在210℃~280℃之间；

(2)将尼龙树脂和含有马来酸酐改牲聚丙烯的聚丙烯复合树脂采用螺杆挤出的熔融捏合方法共混，获得聚丙烯/尼龙合金稀释树脂；

(3)将长纤维增强聚丙烯复合树脂母粒与聚丙烯/尼龙合金稀释树脂按一定比例掺混成长纤维增强聚丙烯/尼龙复合材料。