[发明专利]一种耐腐蚀的玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐腐蚀的玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明所述玻纤增强聚丙烯材料的组分中，以高拉伸强度的聚丙烯树脂和超细玻璃纤维进行复配，可有效协同提升产品的抗冲击强度和拉伸强度，使其满足现有汽车水室零部件的基本力学性能要求和耐热性要求；采用特定种类的成核剂和无机填料进行搭配，两者实现协同增效，有效隔绝乙二醇等有机溶剂进入聚丙烯树脂和玻璃纤维的界面，保护整体材料的界面稳定性，最终使产品的耐腐蚀性能达到应用标准；此外，两者可有效调控聚丙烯树脂的结晶度，进一步提升所得产品的力学性能。本发明还提供了所述耐腐蚀的玻纤增强聚丙烯材料的制备方法及其应用。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种耐腐蚀的玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

随着汽车工业的迅速发展，汽车研究的主要方向是轻量化、节能降耗、减少排放以及改进安全性能，塑料在汽车中所占比例越来越大，汽车塑料化已经成为当今汽车制造业的一大发展趋势，汽车市场的需求已经转向重量更轻的运动型车、多功能车和其它轻型车辆，这也促进了功能塑料向更优性能发展。汽车水室作为汽车的散热装置，冷却液乙二醇要经过高低温交替变化，因此要求水室材料必须能够耐化学药品的腐蚀和较高的耐温性，同时对材料的力学性能有较高的要求，保证在装配过程中不发生开裂。

近年来，随着新能源汽车的兴起，取缔了传统发电机，水室工作温度下降至90℃以下，使得更轻量玻纤增强聚丙烯低温水室替代传统尼龙高温水室成为了可能。聚丙烯材料具有更优的耐化学性能，但常规玻纤增强聚丙烯材料在力学性能、耐热性性能上均不如尼龙材料。因此，制备出一种耐腐蚀性的高性能玻纤增强聚丙烯材料，具有极佳的工业应用前景。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种耐腐蚀的玻纤增强聚丙烯材料，该产品具备优异的常规拉伸强度和耐冲击强度，满足了汽车水室零部件的基本力学要求；而在经过高温及乙二醇浸泡处理后仍可保持较高的力学强度，耐腐蚀性优异。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种耐腐蚀的玻纤增强聚丙烯材料，包含如下重量份的组分：

聚丙烯树脂65～70份、玻璃纤维28～32份、相容剂2～5份、成核剂0.2～0.5 份、无机填料0.2～0.5份以及抗氧剂0.4～0.5份；

所述聚丙烯树脂的弯曲模量根据ISO178-2010(2mm/min)标准测试≥ 1800MPa；所述玻璃纤维的平均单丝直径为9～10μm；

所述成核剂为α晶型山梨醇类成核剂、α晶型取代芳基磷酸酯盐类成核剂中的至少一种；所述无机填料为纳米晶须。

本发明所述耐腐蚀的玻纤增强聚丙烯材料的组分中，在高弯曲模量的聚丙烯树脂中引入超细的玻璃纤维，可有效提升最终产品的拉伸强度，使其满足现有产品中汽车水室零部件的基本力学性能要求和耐热性要求；采用特定种类的成核剂和无机填料进行搭配，成核剂以无机填料作为载体分散开来，对各树脂分子进行聚集和排序，该过程也会使得无机填料均匀紧密排布并慢慢聚拢在材料表面，这些组分在表面形成保护膜，有效隔绝乙二醇等有机溶剂进入聚丙烯树脂和玻璃纤维的界面，保护整体材料的界面稳定性，最终使产品的耐腐蚀性性能达到应用标准；所述成核剂和纳米晶须可有效调控聚丙烯树脂的结晶度，进一步提升所得产品的力学性能。

而如果采用其他的成核剂或无机填料，则难以达到理想的协同增效效果。

同时，发明人还对玻璃纤维的单丝直径进行了考究，若单丝直径过大，玻璃纤维整体太粗，与聚丙烯树脂的结合强度不足，则难以实现可观的拉伸强度和抗冲击强度；而如果玻璃纤维的单丝直径过小，玻璃纤维太细，则可能因比表面能过大发生单丝团聚，即使在聚丙烯熔融状态下也不易均匀分散，同样难以实现理想性能，经综合筛选，以玻璃纤维的平均单丝直径为9～10μm时制备的产品综合性能最佳。

优选地，所述聚丙烯树脂的弯曲模量为1800～2200MPa。