[发明专利]短切玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及制备方法

说明书

本发明公开一种高玻纤保留长度的短玻纤增强聚丙烯复合材料及制备方法。该复合材料主要包含聚丙烯基体树脂、超高熔指聚丙烯树脂、短切玻璃纤维、抗氧剂、相容剂；注塑加工时通过低塑化压力，高的料斗下方温度，低的注塑速度以及对注塑模具进行急冷急热温度控制使最终制品具有高的玻纤保留长度，复合材料具有高的拉伸强度和拉伸、弯曲模量，同时具有良好的外观，无“浮纤”出现。

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及一种高玻纤保留长度的短切玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制品制备方法。

背景技术

玻璃纤维对聚丙烯树脂的增强效果依靠玻纤与聚丙烯基体树脂之间的剥离力，玻纤与聚丙烯基体树脂之间的剥离力取决与玻纤与聚丙烯基体树脂粘结强度和玻纤的长度，即玻纤与聚丙烯基体树脂之间的粘结强度越大，增强效果越好；聚丙烯基体树脂中的玻璃纤维长度越长，增强效果越好。目前主要通过对玻纤表面进行处理、添加偶联剂、相容剂等方法改善与聚丙烯基体树脂之间的粘结强度；通过采用增加原始玻纤长度或者采用连续连续纤维的方法改进聚丙烯基体树脂中的玻璃纤维长度。

CN 105348647 A公开了一种玻纤增强聚丙烯复合物及其制备方法。该发明通过改变玻纤直径达到增强聚丙烯复合物性能，但在成型过程中未考虑7mm直径玻纤在挤出造粒以及注塑成型中更易断裂，大幅降低增强效果。同时该发明并未提及两次加工成型过程中的玻纤长度保留情况。

CN107312240A公开了一种低翘曲、已焊接、耐高压的玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法。该发明通过配方调整解决材料翘曲、焊接以及耐高压等特性，并未提及增强力学性能效果以及成型过程中工艺参数控制对产品性能的影响。

发明内容

发明者惊奇的发现利用相同长度的玻纤采用本发明可以有效增加短切玻璃纤维在制品中的保留长度。因为玻璃纤维的断裂主要发生在共混挤出和注塑过程中。本发明一方面提供一种短切玻璃纤维增强聚丙烯复合材料降低共混挤出时对玻纤的破坏，同时提供了一种制品的制备方法降低注塑加工过程对玻纤的破坏。为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种短玻纤增强聚丙烯复合材料，其是将以下组分注塑而制备的：

聚丙烯基体树脂50-80wt％，优选51-54wt％，

超高熔指聚丙烯树脂2-10wt％，优选3-7wt％，

短切玻璃纤维5％-45wt％，优选10-30wt％，

抗氧剂0.1-3wt％，优选1.0-2.0wt％，例如约1.5wt％，

相容剂0.2-3wt％，优选0.5-1.5wt％，例如约1wt％，

润滑剂0.2-2wt％，优选0.5-0.8wt％，例如约0.5wt％；

所述聚丙烯基体树脂由颗粒状聚丙烯(优选均聚丙烯)基体树脂和粉末状聚丙烯(优选均聚丙烯)基体树脂混合物组成；其中粒状聚丙烯基体树脂颗粒直径 3-8mm，优选4-6mm；粉末状聚丙烯基体树脂粒径0.1-1.2mm，优选0.2-1mm。

进一步地，所述的颗粒状聚丙烯基体树脂和粉末状聚丙烯基体树脂混合物中粒状聚丙烯与粉末状聚丙烯质量比为1:1-1:4，优选1:3-1:4。

其中，所述wt％以短玻纤增强聚丙烯复合材料的总重量为基准计。

在注塑过程中，注塑机喷嘴温度215-250℃，料筒一段温度220-250℃，料筒二段温度220-250℃，料斗下方料筒温度220-240℃，优选地，机喷嘴温度为 215-230℃，料筒一段温度225-235℃，料筒二段温度225-235℃，料斗下方料筒温度215-230℃，

熔体注塑模具前将模具升温至135-175℃，优选140-170℃。