[发明专利]一种玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法，该复合材料由聚丙烯63～82份、相容剂3～7份、改性玄武岩纤维16.45～32.3份、分散剂0.5～1份、抗氧剂0.2～0.4份、其他助剂0～2份制备而成。本发明通过对玄武岩纤维的表面改性，明显改善玄武岩纤维的比表面积和粗糙度，提升纤维与聚丙烯链段的界面结合力，有效提高聚丙烯的机械性能。本发明制备的玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料具有密度小、高冲击，高模量的优异性能，可推广应用在汽车、家电、电子电器、建材、包装等领域。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体为及一种玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

随着汽车工艺的快速发展，汽车数量迅速增长，消耗了大量的石化燃料，加重了环境的污染程度，环境恶化、资源缺乏等问题日益突出，节能、环保、安全、轻量化已成为汽车行业发展的主流趋势。统计显示，汽车自身重量每减少10％，就可以减少6～8％的燃油消耗。汽车轻量化已成为汽车工业发展的重要趋势之一，选用高性能轻质材料是一种有效的措施。高性能纤维增强聚丙烯复合材料，以其高比强度、高模量、低密度、耐腐蚀等特点，成为了汽车工业领域重点关注的轻量化材料。

然而，目前玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料由于玄武岩纤维表面未经改性，其强度提升范围有限，在部分汽车功能件中的应用受到限制。为此，本发明提供了一种改性玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料，进一步提高了复合材料的机械性能，以拓展其应用。

发明内容

本发明的目的在于解决目前玄武岩纤维表面未经改性直接用来增强聚丙烯使其强度提升范围有限，在部分汽车功能件中的应用受到限制的问题，提供一种玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料，由以下组分按照重量份数制备而成：

作为优选，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中至少一种。

作为优选，所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐，其接枝率为1.5～2.0wt％。

作为优选，所述改性玄武岩纤维由重量份数为15～30份刻蚀玄武岩纤维、0.45～2份表面改性剂和0.1～0.3份稀土β成核剂回流反应制备而成。

作为优选，所述刻蚀玄武岩纤维经盐酸在玄武岩纤维上刻蚀而成；

所述表面改性剂为稀土偶联剂，其化学通式为(C₃H₇O)_xRe(OCOR′)_m(OCOR₂)_n(OAB)_y；

所述稀土β成核剂是由位于周期表ⅢB族的稀土元素的C₄-C₂₈羧酸盐与C₄-C₂₈羧酸按质量比为100：(10～500)制成，或由位于周期表ⅢB族的稀土元素的C₄-C₂₈羧酸盐的衍生物与C₄-C₂₈羧酸按的衍生物按质量比为100：(10～500)制成。

作为优选，所述分散剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。

作为优选，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代硫酸酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；

所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010；

所述硫代硫酸酯类抗氧剂为抗氧剂DLTP；

所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。