[发明专利]纤维增强的聚丙烯复合材料

说明书

本发明涉及包含基于纤维素的纤维和基于聚合物的纤维的新的复合材料，以及涉及用于制备复合材料的方法和由所述复合材料制成的成型制品。

技术领域

本发明涉及包含基于纤维素的纤维和基于聚合物的纤维的新的复合材料，以及涉及用于制备复合材料的方法和由所述复合材料制成的成型制品。

背景技术

增强的复合材料是众所周知的，并且经常应用于汽车工业中。在汽车工业中，发展趋势是减少材料中的碳足迹。这导致基于化石的传统热塑性塑料(例如聚丙烯)与从天然纤维或木材获得的可再生增强材料的组合。对于可见和不可见应用的注射成型的汽车内饰件而言，这种方法听起来很诱人，但是几个障碍可能会阻碍它们的成功使用。一个主要缺点是这种复合材料的冲击强度差，这对于木质纤维来说比其它天然纤维(例如大麻或亚麻)或人造纤维素纤维(例如)更为明显。相当高的平均粒度(大颗粒起到促进裂纹萌生的缺陷)和低长径比的不利组合带来中等至较差的机械性能曲线，特别是当涉及冲击强度时。即使在这种复合材料中使用具有高橡胶含量的多相聚丙烯共聚物作为基体，在添加已经处于低填料水平的木质纤维时，基础材料的优异冲击强度也会劣化。通过向这种复合材料中添加特定的聚乙烯来抑制PP/木质纤维复合材料的弹性体相的空化来提高冲击强度的努力导致改善的冲击强度(参见例如申请人的未公开的欧洲专利申请15 181 060.3)但是获得显著效果所需要的聚乙烯的量是相当高的。

因此，本领域仍然需要重量轻、易于加工并具有改善的韧性和刚度之间平衡的复合材料，特别是与仅包含基于纤维素的纤维(CF)作为增强纤维材料的复合材料相比。

发明内容

本发明的发现是提供一种复合材料，其包含基于复合材料的总重量的25至92.5重量％的聚丙烯基础材料，聚丙烯基础材料具有根据ISO 1133测量的在3.0至140.0g/10min的范围内的熔体流动速率MFR₂(230℃，2.16kg)，其中聚丙烯基础材料是i)多相丙烯共聚物(HECO)，多相丙烯共聚物(HECO)包含(半结晶)聚丙烯(PP)作为基体，基体中分散有弹性体丙烯共聚物(EC)；或者ii)丙烯均聚物(hPP)；和基于复合材料的总重量的5至50重量％的基于纤维素的纤维(CF)；和基于复合材料的总重量的2.5至25重量％的基于聚合物的纤维(PF)。

因此，本发明特别涉及一种复合材料，其具有在2.5至7.5％的范围内的断裂伸长率，其包含

a)基于复合材料的总重量的25至92.5重量％的聚丙烯基础材料(PBM)，聚丙烯基础材料(PBM)具有根据ISO 1133测量的在3.0到140.0g/10min的范围内的熔体流动速率MFR₂(230℃，2.16kg)，其中聚丙烯基础材料(PBM)是

i)多相丙烯共聚物(HECO)，多相丙烯共聚物(HECO)包含(半结晶)聚丙烯(PP)作为基体，基体中分散有弹性体丙烯共聚物(EC)；或者

ii)丙烯均聚物(hPP)；和

b)基于复合材料的总重量的5至50重量％的基于纤维素的纤维(CF)；和

c)基于复合材料的总重量的2.5至25重量％的基于聚合物的纤维(PF)，基于聚合物的纤维(PF)具有≥210℃的熔融温度，

其中基于纤维素的纤维(CF)和基于聚合物的纤维(PF)的重量比[(CF)/(PF)]至少为2:1。

在一个实施方案中，多相丙烯共聚物(HECO)具有a)在5.0至120.0g/10min的范围内的熔体流动速率MFR₂(230℃，2.16kg)，和/或b)基于多相丙烯共聚物(HECO)的总重量的15.0至50.0重量％的二甲苯冷可溶物(XCS)级分(25℃)，和/或c)基于多相丙烯共聚物(HECO)的≤30.0mol％的共聚单体含量。