[发明专利]一种高强、高韧、高刚的聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属高分子材料领域，涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是一种通用的热塑性塑料，具有优良的耐酸碱腐蚀性，具有优良的机械和加工性能。但是在做一些工程应用时，其性能就不能达到要求，采用玻璃纤维对聚丙烯进行增强，其材料具有优良的力学性能、耐热性和尺寸稳定性，可广泛应用在汽车、电器、机械、军事等领域。

中国专利CN102127260A公开了一种强韧型长玻纤增强聚丙烯组合物板状材料及其制备方法，采用聚丙烯、长玻纤、增韧剂、改性聚丙烯、抗氧剂和色母粒挤出制得。其中所述增韧剂包括三元乙丙胶（EPDM）、乙烯-辛稀共聚物（POE）、SBS、EVA；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DSTP、硬脂酸钙的混合物。该聚丙烯组合物玻璃纤维与树脂的结合力不强，影响力学性能。

中国专利CN102329448A公开了一种玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，将聚丙烯、偶联剂、相容剂、玻璃纤维、润滑剂经熔融挤出制得，其中所述玻璃纤维为高碱玻璃纤维、所述偶联剂为硅烷偶联剂、所述相容剂为PP-g-MAH。该聚丙烯复合材料不含有抗氧剂，抗氧性能差。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种高强、高韧、高刚的聚丙烯复合材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明的采用以下技术方案：

一种聚丙烯复合材料，由包含以下重量份的组分制成：

聚丙烯（PP）        1500~2000份，

玻璃纤维            800~1000份，

热塑性弹性体        60~80份，

聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH）20~30份，

抗氧剂    8~12份，

偶联剂    1~3份。

所述的聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物；优选的，均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的重量比为2:1。

所述的共聚聚丙烯的熔融指数为24~35g/10min，所述的均聚聚丙烯的熔融指数为1~4g/10min。

所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维。

所述的热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、聚烯烃弹性体（POE）或三元乙丙橡胶（EPDM）。

所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）和硫代二丙酸二月桂酯（抗氧剂DLTP）的混合物，优选的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）和硫代二丙酸二月桂酯（抗氧剂DLTP）的重量比为1:1。

所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三氯硅烷。

一种上述聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按上述配比称取各组分原料，将800~1000重量份玻璃纤维在115~125℃下干燥3~5小时；

（2）将1500~2000重量份聚丙烯，60~80重量份热塑性弹性体，20~30重量份PP-g-MAH，8~12重量份抗氧剂，1~3重量份偶联剂，加入高速混合机中进行低速混合；

（3）将混合好的物料加入挤出机中，将步骤（1）中干燥的玻璃纤维从挤出机中部喂料孔加入挤出机，熔融共混，挤出后冷却切粒，得到所述聚丙烯复合材料。

所述的步骤（2）中低速混合时间为1~3min，混合温度为30-40℃；

所述的步骤（3）中挤出机为同向旋转啮合型平行双螺杆挤出机，主机转速：200~380r/min，喂料12~20Hz，挤出温度依次为205~215℃、215~225℃、215~225℃、220~230℃、215~225℃。

相比现有技术本发明的有益效果是:

本发明采用连续玻璃纤维对PP进行增强，增强效果好。采用两种PP树脂进行复配，可以提高玻璃纤维增强PP材料的流动性，从而保证大型部件的加工性能。

本发明为了提高玻璃纤维与PP的界面粘结力，采用偶联剂对玻璃纤维进行处理，同时采用PP-g-MAH大分子偶联剂进一步增强玻璃纤维与PP的界面粘结强度。

本发明采用热塑性弹性体进行增韧，从而制备出高强、高韧、高刚的聚丙烯复合材料。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。除特殊说明外，实施例中各组分均为重量份。

实施例1-4

一种高强、高韧、高刚的聚丙烯复合材料，采用以下方法制备：