[发明专利]一种超低翘曲高强度的长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种超低翘曲高强度的长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，所述长玻纤增强聚丙烯复合材料包含：20wt％～65wt％的聚丙烯；20wt％～60wt％的长玻璃纤维；5wt％～20wt％的环状聚烯烃；2wt％～7wt％的无定型聚烯烃APAO；0.2wt％～1wt％的抗氧剂；0.1wt％～0.5wt％的润滑剂；1wt％～3wt％的相容剂；0.5wt％～1.5wt％的黑色母粒。本发明通过环状聚烯烃及无定型聚烯烃APAO的搭配使用，并控制各组分的用量，同时利用高接枝率的相容剂对长玻纤增强聚丙烯复合材料进行改性，不仅可以显著减小由玻纤取向的各向异性及聚丙烯收缩带来的翘曲问题，而且能有效提高材料的强度。该复合材料易于成型加工，可用于制造诸如仪表板骨架、后尾门等易产生翘曲的大尺寸薄壁制件。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及超低翘曲高强度的长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(Polypropylene，简称PP)是一种半结晶的热塑性塑料，其具有良好的物理机械性能、化学性能和加工性能，因此，聚丙烯在建筑工程材料、电动工具、汽车和家用电器材料等方面均有广泛的用途。为了得到更广泛的应用，通常将聚丙烯进行改性，例如滑石粉填充、碳酸钙填充、玻纤增强等。玻纤增强聚丙烯作为一种通用工程塑料，具有高强度、高刚性、高韧性、低密度、蠕变性以及抗动态疲劳性能优异的性能，玻纤增强聚丙烯性价比高，因此广泛应用于汽车、家电与电动工具等结构零部件，以取代金属、尼龙等材料。

由于聚丙烯属于结晶性材料，存在较大的收缩，且经过玻纤改性后，注塑成型过程中在流动方向和垂直流动方向玻纤取向的较大差异，导致了产品严重翘曲变形，影响尺寸稳定性及装配效果。尤其在大型薄壁注塑件体现的尤为明显。如公开号为CN107118437A的中国专利公开了一种低收缩、低翘曲长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法和应用，使用晶须和玻璃微珠配合玻纤使用，来改善翘曲情况；公开号为CN109251410A的中国专利公开了一种低翘曲玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，使用热膨胀微球来改善翘曲。以上专利对翘曲都有一定的改善，但同时材料的强度会受到很大影响，限制了长玻纤在结构件领域的应用。

发明内容

为解决现有技术中对聚丙烯复合材料翘曲性能改性时材料强度降低的问题，本发明提供一种超低翘曲高强度的长玻纤增强聚丙烯复合材料，所述长玻纤增强聚丙烯复合材料具有极低的翘曲和较高的强度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

一种超低翘曲高强度的长玻纤增强聚丙烯复合材料，包括：

其中，所述玻璃纤维通过玻纤表面处理剂处理，玻纤表面处理剂为玻纤表面处理剂中含有马来酸酐型接枝物、甲基丙烯酸缩水甘油酯型接枝物、恶唑啉型接枝物中的一种或多种。

可选的，所述聚丙烯复合材料的的翘曲度≤0.2mm；与同规格通用长玻纤增强聚丙烯材料相比，拉伸强度至少提高10％、弯曲模量至少提高9％、缺口冲击强度至少提高16％。

可选的，所述聚丙烯为高抗冲共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯和高刚性均聚聚丙烯中的一种或多种；所述聚丙烯的熔体流动速率为30～300g/10min；所述共聚聚丙烯的共聚单体乙烯基含量为2～15mol％，冲击强度为5～40kg/cm²；所述高刚性均聚聚丙烯的结晶度大于等于70％。

可选的，所述玻璃纤维为无碱玻纤，线密度为700～3600TEX；单丝直径为7μm～25μm。

可选的，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、恶唑啉改性聚丙烯或丙烯酸缩水甘油酯接枝的聚丙烯；所述马来酸酐接枝聚丙烯的熔体流动速率为20～300g/min，马来酸酐的接枝率为0.5～3.0％。

可选的，所述抗氧剂选自芳香胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种；