長玻璃纖維增強熱塑性聚丙烯複合材料及其製備方法
2023-10-09 13:03:04
長玻璃纖維增強熱塑性聚丙烯複合材料及其製備方法
【專利摘要】本發明提供了一種長玻璃纖維增強熱塑性聚丙烯複合材料，包括：20.0wt％～60.0wt％的長玻璃纖維；35.0wt％～78.0wt％的聚丙烯；0.2wt％～1.2wt％的抗氧劑；1.0wt％～4.0wt％的接枝母料；0.1wt％～1.0wt％的其它助劑；所述長玻璃纖維的浸膠紗線強度≥2500MPa，拉伸模量≥88GPa。本申請所述長玻璃纖維增強熱塑性聚丙烯複合材料包括長玻璃纖維、聚丙烯、抗氧劑、接枝母料與其它助劑，並通過調節上述組分的含量，使長玻璃纖維增強熱塑性聚丙烯複合材料具有較高的強度與模量。
【專利說明】長玻璃纖維增強熱塑性聚丙烯複合材料及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及複合材料【技術領域】，尤其涉及一種長玻璃纖維增強熱塑性聚丙烯複合 材料及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著高性能、耐高溫熱塑性樹脂的發展及複合材料成型加工技術的不斷成熟，熱 塑性複合材料已成為複合材料領域中最為引人矚目的研究開發熱點。熱塑性複合材料之 所以得到長足的發展，主要是由於其克服了熱固性複合材料斷裂韌性差、損傷容限較低、吸 溼、使用期短、成型加工周期長等缺點。熱塑性複合材料具有較高的斷裂韌性、耐化學藥品 及耐水性，以及熱成型性能好、生產率高、成型方法多、工藝簡單、生產周期短和多次可加工 性等優點，因此在工業、交通運輸、國防工業為等領域得到了廣泛應用。
[0003] 熱塑性複合材料分為長纖維增強型和短纖維增強型兩類。隨著汽車節能、輕量化 要求的不斷提高，玻纖增強工程塑料在汽車半結構或結構零部件中的應用越來越廣泛。目 前行業內一般採用傳統短玻纖增強PA或者是普通長玻纖增強PP塑料，雖然短玻纖增強工 程塑料具有比通用塑料更好的機械性能，如短玻纖增強PA66和PBT的應用已相當成熟。但 這兩種短玻纖增強制品仍存在一些問題，如：容易發生翹曲、低溫韌性較差、耐疲勞性一般； 從材料角度而言，PA易吸水，PBT遇熱水易發生水解；另外，短玻纖增強工程塑料還存在密 度大和成本相對較高等劣勢。而長玻纖增強PP由於具有密度低、抗衝擊性強、尺寸穩定和 翹曲度低等特點能更好的彌補短玻纖的劣勢，但普通E玻璃長玻纖增強PP塑料用於汽車零 部件方面，缺口、無缺口衝擊強度以及模量等力學性能還稍顯不足。而且為了進一步提高強 度、模量等性能，需要增加塑料中玻纖含量，但是玻纖含量高了，長玻纖又暴露於製品的表 面，導致製件外觀不好。所以，開發更高性能的長玻纖增強PP工程塑料成為趨勢之一。
【發明內容】
[0004] 本發明解決的技術問題在於提供一種強度與模量都較高的長玻璃纖維增強熱塑 性聚丙烯複合材料。
[0005] 有鑑於此，本申請提供了一種長玻璃纖維增強熱塑性聚丙烯複合材料，包括：
[0006]
【權利要求】
1. 一種長玻璃纖維增強熱塑性聚丙烯複合材料，包括： 長玻璃纖維 20.0wt%?60.0wt%; 聚丙烯 35.0wt%?78.0wt%; 抗氧劑 0.2 wt%?丨.2 wt%; 接枝母料 l.Owt%?4.0wt%; 其它助劑 0. Iw t%?l.Owt%; 所述長玻璃纖維的浸膠紗線強度> 2500MPa，拉伸模量> 88GPa。
2. 根據權利要求1所述的長玻璃纖維增強熱塑性聚丙烯複合材料，其特徵在於，所述 長玻璃纖維的纖維直徑為10?20μm。
3. 根據權利要求1所述的長玻璃纖維增強熱塑性聚丙烯複合材料，其特徵在於，所述 接枝母料為馬來酸酐。
4. 根據權利要求1所述的長玻璃纖維增強熱塑性聚丙烯複合材料，其特徵在於，所述 聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的一種或兩種。
5. 根據權利要求1所述的長玻璃纖維增強熱塑性聚丙烯複合材料，其特徵在於，所述 抗氧劑選自三（2, 4-二叔丁基）亞磷酸苯酯、[β-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季 戊四醇酯、β- (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯、2-特丁基-6-甲基苯酚、 N，N'-二-β-萘基對苯二胺和三-(壬基代苯基）亞磷酸酯中的一種或多種。
6. 根據權利要求1所述的長玻璃纖維增強熱塑性聚丙烯複合材料，其特徵在於，所述 長玻璃纖維的含量為30wt%?40wt%。
7. -種長玻璃纖維增強熱塑性聚丙烯複合材料的製備方法，包括以下步驟： A) 將35.Owt%?78.Owt%的聚丙烯、0· 2wt%?I. 2wt%的抗氧劑與I.Owt%? 4.Owt%的接枝母料以及0.Iwt%?I.Owt%的其它助劑塑化後進行浸潤，得到聚丙烯樹脂 體系； B) 將20.Owt%?60.Owt%的長玻璃纖維與所述聚丙烯樹脂體系浸潤，冷卻後得到長 玻璃纖維增強熱塑性聚丙烯複合材料； 所述長玻璃纖維的浸膠紗線強度> 2500MPa，拉伸模量> 88GPa。
8. 根據權利要求7所述的製備方法，其特徵在於，步驟A)中所述浸潤是在長纖維增強 熱塑性塑料高溫熔體浸潤模腔中進行，所述模腔的溫度為260°C?330°C。
9. 根據權利要求7所述的製備方法，其特徵在於，步驟B)所述浸潤之前還包括： 將所述長玻璃纖維進行分散，然後以20?lOOm/min的速度牽引至長纖維增強熱塑性 塑料高溫熔體浸潤模腔中。
10. 根據權利要求9所述的製備方法，其特徵在於，所述高溫熔體浸潤模腔的長度為 Im0
【文檔編號】C08L23/12GK104448566SQ201410784082
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月16日 優先權日:2014年12月16日
【發明者】祝曉斌, 張燁, 何建明 申請人:重慶寶盛昌汽車零部件有限公司