[发明专利]高流动纤维增强聚丙烯组合物

说明书

技术领域

本发明涉及纤维增强组合物以及由此形成的制品。

背景技术

聚丙烯是在各种技术领域中使用的材料，并且增强聚丙烯特别增加了在先前专门依赖于非聚合材料特别是金属的领域中的相关性。增强聚丙烯的一个特定例子是玻璃纤维增强聚丙烯。这种材料能够通过选择聚丙烯的类型、玻璃纤维的量、以及有时通过选择所使用偶联剂的类型定制组合物的性能。因此，现今的玻璃纤维增强聚丙烯是发展良好的材料，用于需要高刚性、抗热挠曲性、以及对碰撞断裂载荷和动态断裂载荷的耐性的领域(包括在发动机舱中具有承载功能的汽车部件、用于聚合物车身镶板的支撑部分、洗衣机以及洗碗机部件)。然而，市面上可以买到的纤维增强材料的一个缺点是其受限制的流动性和可加工性。玻璃纤维含量(通常在10～40wt％范围内)和流动性(MFR)之间存在明显负相关的事实使得薄壁的形成、或者相反的精密部分的形成变得困难或不可能。

在本领域存在通过在不牺牲机械性能、特别是冲击强度的情况下改变聚合物材料从而增加流动性的需要。此外，在本领域存在重量和复杂性降低的需要。基本需求是首先要具有足够的流动性从而保证适当的填充并因此使得复杂部件能够实现，其次要确保尽可能低的填料含量从而尽可能地得到轻质潜力。为了在最终应用处实现较轻的重量，经由物理起泡以及化学起泡变得越来越重要。

由于在碳排放降低中的法律要求以及对于经济引擎的需要，实现各种轻质潜力是汽车工业中的特别兴趣。所关心的潜力领域包括通过用较轻来源替换“高密度材料”、或降低相关部分重量。此处，一个方法是使用化学或物理起泡。对于相关应用比如设备载体、覆盖物、结构载体的成功起泡、加上发泡反应性，为了匹配薄壁预填充并在部分中具有低应力水准从而允许适当的且恒定的起泡构建并填充所需要壁厚，期望所使用的塑料具有良好的流动性。

EP1357144B1描述了丙烯均聚物和多相丙烯共聚物或两种不同多相丙烯共聚物的组合作为基质，用于玻璃纤维增强材料(5-50wt％纤维含量)。聚合物组分A(丙烯均聚物或共聚物)具有超过10g/10min的熔体流动速度(MFR₂)，同时聚合物组分B(多相共聚物)具有0.1～2.0g/10min的熔体流动速率(MFR₂)。例子中的总熔体流动速率(MFR₂)为1.3～6.5g/10min，在较高熔体流动速率处具有显著较差的力学。

EP0206034A1描述了包含纤维无机填料(3～25wt％)的聚烯烃组合物。用于纤维填料的基质是丙烯均聚物或共聚物和熔体流动速率(MFR₂)大于10g/10min的聚乙烯的组合，所述基质的熔体流动速率(MFR₂)是聚丙烯组分的熔体流动速率(MFR₂)的0.1～50倍。考虑到例子中的熔体流动速率(MFR₂)，总流动性可以由组分预估在1～4g/10min之间。

US5,382,459涵盖了玻璃纤维增强聚丙烯组合物，其基本上由多相共聚物、羧酸改性聚丙烯(作为增容剂)、以及玻璃纤维组成。目标申请是高度光泽度和高强度的注塑成型轮盖。总熔体流动速率(MFR₂)和韧度均未定量化。

WO2008/074715A1涉及经填充的聚烯烃组合物，其包含15～55wt％聚丙烯(熔体流动速率(MFR₂)分别为大于500g/10min和0.1～30g/10min、可选地具有0.5～15wt％增容剂的双组份的双峰混合物)、4～25wt％弹性聚合物、以及20～80wt％的填料。含有玻璃纤维(50wt％)的实施例具有3.6～7.8g/10min的总熔体流动速率(MFR₂)，具有61～82kJ/m²的夏比冲击强度(IS1791eU，+23℃)、以及9700～13100MPa的拉伸模量。然而，组合物的流动性仍然没有满足。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种纤维增强组合物，其具有出色的流动性、机械性能(比如挠曲模量、冲击强度和断裂伸长)的出色平衡。

本发明的发现在于嵌入聚合物组合物的纤维增强材料是具有12.0μm以下平均直径的纤维材料，其包含低粘度聚丙烯和多相聚丙烯。

因此，本发明涉及一种纤维增强组合物，其包含：

(a)多相丙烯共聚物(HECO)、

(b)丙烯均聚物(H-PP1)和/或丙烯共聚物(C-PP1)、以及

(c)平均直径为12.0μm以下的纤维(F)，

其中，