[发明专利]一种芳纶纤维增强聚丙烯微发泡复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种芳纶纤维增强聚丙烯微发泡复合材料及其制备方法，所述芳纶纤维增强聚丙烯微发泡复合材料由原料组合物制成，所述原料组合物包括：共聚聚丙烯74～87份、发泡剂2～5份、相容剂3～6份、芳纶纤维10～20份、异氰酸酯类改性剂15～25份、氨基封端剂20～30份、催化剂0.05～0.1份、抗氧剂0.2～0.4份、润滑剂0.5～1份、可选择的助剂0～2份。本发明通过在聚丙烯中加入接枝改性的芳纶纤维，提高了芳纶纤维与聚丙烯的融合度，且芳纶纤维在聚丙烯中呈网状分布，与聚丙烯链段相互缠结，起到骨架增强的作用，在发泡过程中有效支撑泡孔的长大，抑制泡孔的并泡，获得泡孔细腻均匀聚丙烯微发泡材料。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种芳纶纤维增强聚丙烯微发泡复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯具有质轻、机械强度高、热稳定性好、耐化学腐蚀等优点，被广泛应用于汽车门板、仪表板、中央通道等部件，安全、舒适、轻量、节能成为了汽车工业化发展的主要趋势，采用轻量化材料是业内普遍认同的轻量化技术，微发泡聚丙烯具有密度小，比强度高、耐腐蚀等特点，还具有隔音、降噪等特性，与常规聚丙烯材料相比，微孔的存在能降低密度，节省材料，降低成本，改善翘曲，提高产品尺寸精度等优势，因此微发泡材料已成为汽车轻量化材料的热衷材料。然而聚丙烯属于半结晶材料，熔体强度低，无法支撑泡孔的长大，容易造成并泡，串泡等缺陷，受力时常常成为泡体破裂的发源地，降低发泡材料的力学性能，制约着聚丙烯应用领域。引入纤维增强是一种较为有效的途径之一，保证发泡过后还具有更优异的力学性能，来满足制件的使用要求，主要采用玻璃纤维来增强聚丙烯，而芳纶纤维是较玻璃纤维性能更为优越一种新型高科技合成纤维，具有相对密度小，超高强度，超高模量，良好的热稳定性等特点，被广泛应用于增强制品、防弹织物、纤缆等领域，但芳纶纤维表面光洁，苯环位阻效应大，化学活性基团少，反应活性低，与聚丙烯基体相容性差，直接影响与复合材料的力学性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种芳纶纤维增强聚丙烯微发泡复合材料，它具有优异的力学性能。

本发明的目的之二是提供一种芳纶纤维增强聚丙烯微发泡复合材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种芳纶纤维增强聚丙烯微发泡复合材料，所述芳纶纤维增强聚丙烯微发泡复合材料由原料组合物制成，所述原料组合物包括：共聚聚丙烯74～87份、发泡剂2～5份、相容剂3～6份、芳纶纤维10～20份、异氰酸酯类改性剂15～25份、氨基封端剂20～30份、催化剂0.05～0.1份、抗氧剂0.2～0.4份、润滑剂0.5～1份、可选择的助剂0～2份。

本发明还提供一种芳纶纤维增强聚丙烯微发泡复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将芳纶纤维水解后，得到水解芳纶纤维，接着在惰性气体保护氛围中，将水解芳纶纤维与异氰酸酯类改性剂、催化剂在有机溶剂中加热回流，得到改性芳纶纤维1；

(2)将改性芳纶纤维1与氨基封端剂在有机溶剂中在60～80℃下反应6～8h，得到改性芳纶纤维2；

(3)将改性芳纶纤维2、共聚聚丙烯、相容剂、抗氧剂、润滑剂及助剂混合均匀，接着投入双螺杆挤出机的主喂料中，经过熔融挤出，造粒，制得聚丙烯复合材料；

(4)将聚丙烯复合材料与发泡剂混合均匀，注塑成型制得芳纶纤维增强聚丙烯化学微发泡复合材料。

通过上述技术方案，本发明具有以下技术效果：

本发明通过在聚丙烯中加入接枝改性的芳纶纤维，提高了芳纶纤维与聚丙烯的融合度，且芳纶纤维在聚丙烯中呈网状分布，与聚丙烯链段相互缠结，起到骨架增强的作用，在发泡过程中有效支撑泡孔的长大，抑制泡孔的并泡，获得泡孔细腻均匀聚丙烯微发泡材料。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。