[发明专利]一种低翘曲玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低翘曲玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法，属于塑料材料技术领域。本发明所述产品组分中采用马来酸酐接枝共聚聚丙烯和己二胺接枝聚丙烯搭配的复合相容剂以降低产品的翘曲问题及玻纤与聚丙烯树脂的相容性问题，使产品在不引入矿物填料或扁平玻纤的前提下兼具良好的力学性能和低翘曲度，同时外观无浮纤等缺陷问题。本发明还公开了所述产品的制备方法及其在制备汽车车灯壳体材料中的应用。

技术领域

本发明涉及塑料材料技术领域，具体涉及一种低翘曲玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)材料因其密度轻、吸水率低、原料来源丰富等优异的综合性能，广泛应用于生活用品、家电、汽车等各个领域，但纯聚丙烯刚性比较低、耐热性不足、耐冲击性能差，成型收缩率大。因此，现有技术常采用玻璃纤维增强改性聚丙烯材料，使其刚性得到很大的提升，但由于玻璃纤维属于针状结构填料，相比颗粒填料具有极高的长径比，在制品注塑过程中会呈现不同的取向度，聚丙烯分子链的沿流动方向的取向结晶，玻纤沿流动方向取向，导致材料流动方向和垂直流动方向收缩率差异较大，收缩不平衡会导致材料发生翘曲变形；此外，玻纤与聚丙烯树脂基体之间的相容性较差，特别是一些结构较为复杂制品在使用玻纤增强聚丙烯材料时会出现外观状态欠佳，表面浮纤等问题。

为了改善玻纤增强聚丙烯材料的翘曲性及材料相容性问题，现有技术中比较主流的做法有：(1)添加部分矿粉作为增强材料取代玻纤，从整体上降低聚丙烯复合材料的成型收缩率，从而降低翘曲性，但这种做法会使得聚丙烯材料的综合力学性能大幅下降。(2)选用特定扁平玻纤作为增强材料，扁平玻纤在抗翘曲方面效果较好，但其同样也会降低聚丙烯材料的机械性能，而且扁平玻纤相比普通玻纤的成本更高，严重限制了其使用范围。

发明内容

基于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供了一种低翘曲玻纤增强聚丙烯材料，该产品组分中采用特定的复合相容剂以降低产品的翘曲问题及玻纤与聚丙烯树脂的相容性问题，使产品在不引入矿物填料或扁平玻纤的前提下兼具良好的力学性能和低翘曲度，同时外观无浮纤等缺陷问题。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种低翘曲玻纤增强聚丙烯材料，包括以下重量份的组分：

聚丙烯树脂60～65份、玻璃纤维28～32份、复合相容剂2～8份、加工助剂0.2～1份；

所述复合相容剂为马来酸酐接枝共聚聚丙烯和己二胺接枝聚丙烯的混合物。

本发明所述低翘曲玻纤增强聚丙烯材料的组分中，复合相容剂发挥着关键的作用，其不仅有效提升了玻璃纤维与聚丙烯树脂的相容性，同时也能有效降低玻璃纤维的取向差异性，使得产品不会发生翘曲变形；另一方面，引入了该复合相容剂后也可以有效提升玻纤增强聚丙烯材料的力学性能。

而在复合相容剂中，马来酸酐接枝共聚聚丙烯本身与聚丙烯树脂的相容剂便较好，可有效提升复合相容剂本身的相容性，但其在产品加工时形成的是刚性短分子链，而在产品冷却过程中这些刚性短分子链会快速冷却定性，使得组分中聚丙烯树脂和玻璃纤维来不及扭转自然舒展排放，内部内应力较大，单独存在反而会造成产品各项性能衰减，而当复配己二胺接枝聚丙烯后，己二胺接枝聚丙烯中乙二胺主链上有6个碳，两端与聚丙烯树脂和玻璃纤维接枝后可形成柔性长链，利于翻转移动，从而缓解内部应力，同时两者也会发生一定程度的接枝及分子链纠缠，需要相互配合，缺一不可，才能有效发挥出提升组分相容性并改善产品翘曲现象，同时提升产品力学性能。而发明人经过实验发现，单独使用任意一种或选择其他种类的相容剂替换均会导致产品性能显著下降。

优选地，所述复合相容剂的重量份数为4～6份。

经过发明人实验发现，复合相容剂的含量逐渐增加，可以在一定程度提升产品的综合性能，尤其是翘曲现象可得到进一步改善，而进一步提升其含量，产品的机械性能或翘曲性提升程度开始平缓并变得不明显甚至出现少量下降，以成本因素考虑，上述复合相容剂的添加重量份数性价比最高。