[发明专利]一种玻纤增强聚丙烯组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种玻纤增强聚丙烯组合物及其制备方法和应用，该聚丙烯组合物包括以下重量份数的组分：聚丙烯树脂70～80份，聚乙烯树脂5～10份，相容剂3～10份，短切玻璃纤维10～20份，吹塑稳定剂0.5～2份，光稳定剂0.1～0.8份，增韧剂0～5份；其中，所述吹塑稳定剂包括超支化环氧树脂和纳米碳酸钙。本发明通过使用聚丙烯和聚乙烯树脂，配合吹塑稳定剂可以使得所制备的玻纤增强聚丙烯组合物具有良好的三维可吹塑性能，并且同时具备高刚性和耐热性，从而可有效用做汽车脚踏板材料。

技术领域

本发明涉及高分子材料及其成型加工领域，具体涉及一种玻纤增强聚丙烯组合物及其制备方法和应用。

背景技术

近年来随着汽车工业的飞速发展，轻量化、品质化、节能环保、功能化等已成为当前汽车工业的主要目标。聚丙烯是一种综合性能优良的通用热塑性塑料，具有价格低廉，质量轻、耐溶性、易回收、无毒等特点，是最重要的汽车轻质材料，它可减轻汽车零部件约40％的质量，已广泛应用在汽车装饰件上。而功能化的聚丙烯材料在汽车上的运用也越来越多，如高耐热性、耐候性、高刚性和金属质感性也逐渐成为主流。

现行汽车脚踏板材料使用的是传统LFT增强PP材料。为了进一步减轻汽车脚踏板的重量，实现进一步的轻量化，汽车企业将逐渐采用吹塑工艺制造汽车脚踏板。但是玻纤增强后的聚丙烯普通材料三维吹塑过程中容易破裂，表面浮纤严重，强度严重不足，不适合三维吹塑，不能满足汽车脚踏板材料三维吹塑成型工艺的需求。专利CN108047552A采用低流动性聚丙烯、高密度聚乙烯树脂、相容剂和短切玻璃纤维制备得到了一种用于汽车管道的吹塑玻纤增强聚丙烯复合材料，具有高刚性、耐热性、耐老化以及可三维吹塑成型；但其具有较高刚性和耐热性的前提下，产物仍出现了轻微漏纤的现象，无法同时保证材料的高刚性、耐热性和可三维吹塑性能。

因此，开发一种高刚性、耐热性且可三维吹塑成型的汽车脚踏板材料具有重要的研究意义和经济价值。

发明内容

为了克服现有技术中，无法同时保证汽车脚踏板材料可三维吹塑成型和高刚性、耐热性性能的综合性能问题，本发明的目的在于提供一种玻纤增强聚丙烯组合物。该玻纤增强聚丙烯组合物通过使用聚丙烯树脂、聚乙烯树脂和短切玻璃纤维，以及由超支化环氧树脂和纳米碳酸钙复配而成的吹塑稳定剂，使其具备可三维吹塑性能的同时，具备高刚性和耐热性。

本发明的另一目的在于提供上述玻纤增强聚丙烯组合物的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述玻纤增强聚丙烯组合物在制备汽车脚踏板材料中的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种玻纤增强聚丙烯组合物，包括以下重量份数的组分：聚丙烯树脂70～80份，聚乙烯树脂5～10份，相容剂3～10份，短切玻璃纤维10～20份，吹塑稳定剂0.5～2份，光稳定剂0.1～0.8份，增韧剂0～5份；

所述聚丙烯树脂在230℃、2.16kg条件下，熔体流动速率为1.8～5.0g/10min；

所述聚乙烯树脂在190℃、2.16kg条件下，熔体流动速率为0.5～1.5g/10min；

所述吹塑稳定剂包括超支化环氧树脂和纳米碳酸钙；所述超支化环氧树脂和纳米碳酸钙的质量比为1:(1～5)。

本发明研究发现，以超支化环氧树脂和纳米碳酸钙为吹塑稳定剂可有效提高聚丙烯材料的三维可吹塑性能，并同时提高聚丙烯材料的刚性和耐热性。其原因可能为：超支化环氧树脂具备低粘度、高环氧值，对共混体系的树脂具有显著的增强增韧、降低粘度、增加粘结强度等作用，有利于增加共混体系的流动性，加工过程中加快熔融状态；并能减小玻纤材料的剪切强度，而保留玻纤的强度，提高聚丙烯和玻纤材料的结合性能。纳米碳酸钙起到吸酸作用，能够在加工过程中抑制聚丙烯树脂的降解反应，保证造粒的熔体流动速率稳定，从而提高吹塑的稳定性，同时纳米碳酸钙还起到促进结晶的作用，减少吹塑过程中发生的变形。