[发明专利]一种基于非共价纠缠作用改善长玻纤－聚烯烃复合材料界面结合的方法

说明书

本发明属于高分子材料领域，公开了一种基于非共价纠缠作用改善长玻纤－聚烯烃复合材料界面结合的方法，将长链脂肪族硅烷偶联剂引入至长玻纤－聚烯烃复合材料中以改善二者界面结合。其长玻纤浸渍母粒包含聚烯烃、长玻璃纤维、新型硅烷偶联剂混合物或新型硅烷偶联剂混合物、抗氧剂、润滑剂、其它各类功能助剂。聚烯烃功能母粒包含聚烯烃、抗氧剂、润滑剂、新型硅烷偶联剂混合物或新型硅烷偶联剂混合物、其它各类功能助剂。本发明提高了长玻璃纤维与聚烯烃间的界面结合，对生产过程中的包胶、注塑提供了便利，也对复合材料的力学性能有大幅度的提高。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，特别涉及一种基于非共价纠缠作用改善长玻纤-聚烯烃复合材料界面结合的方法。

背景技术

长玻璃纤维聚烯烃复合材料在近年来的汽车、家电、消费电子领域逐渐得到应用。而改善玻璃纤维与基体的相容性的方法通常采用常规硅烷偶联剂改性或界面相容剂实现。然而，长玻纤的工艺特殊性使玻璃纤维与基体的界面作用的效果被放大，也对界面结合提出了更高的要求。事实上，由于聚烯烃的分子链主要为非极性，因此常见的偶联剂体系对聚烯烃体系效果有限，因此，有必要研究一种改善长玻璃纤维聚烯烃体系的界面结合的方法，以制备性能更高、外观更好的长玻璃纤维－聚烯烃产品。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种基于非共价纠缠作用改善长玻纤－聚烯烃复合材料界面结合的方法。本发明利用长链分子间的纠缠作用以及长玻璃纤维聚烯烃体系的界面结合，制备性能更高、外观更好的长玻璃纤维－聚烯烃产品。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种基于非共价纠缠作用改善长玻纤－聚烯烃复合材料界面结合的方法，在长玻纤－聚烯烃复合材料的制备过程中引入0.1～1wt％新型硅烷偶联剂、新型硅烷偶联剂水解物、新型硅烷偶联剂低聚物或包含以上物质的混合物，改善长玻纤－聚烯烃复合材料界面结合；

所述长玻纤－聚烯烃复合材料指使用含有单根长度大于3mm的玻璃纤维的母粒进行注塑等各类塑料加工制得的具有不同形态的材料；

所述的新型硅烷偶联剂指一种化学式可表达为YSi(X)₃)的物质，其特点为Y为包含了5个或5个以上碳原子的长链或长支链的疏水性脂肪族官能团，X为包括羟基、甲氧基、乙氧基在内的各种含氧官能团、氯原子或者以上官能团的任意组合，这类新型硅烷偶联剂包括但不限于N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、十二烷基甲基二甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三氯硅烷等；

所述新型硅烷偶联剂水解物为上述新型硅烷偶联剂加入水、甲醇、乙醇后发生醇交换反应X官能团被置换为羟基的产物；

所述的新型硅烷偶联剂低聚物指新型硅烷偶联剂水解物脱去水分子后形成的包含Si-O-Si结构的低聚物；

所述引入的方式包括但不限于直接加入至长玻纤母粒、功能母粒或注塑前参混等方式。

一种基于非共价纠缠作用改善长玻纤－聚烯烃复合材料界面结合的方法，具体包括以下步骤：

(1)利用长玻纤浸渍包覆机台制备长玻纤－聚烯烃浸渍母粒；

其中长玻纤增强聚烯烃母粒是由以下组分按质量百分比所组成：

聚烯烃：35～80％

长玻璃纤维：20～60％

新型硅烷偶联剂或新型硅烷偶联剂混合物：0.1～1％

抗氧剂：0.1～0.5％

润滑剂：0.1～0.5％

其它各类功能助剂：0～30％；

(2)制备聚烯烃功能母粒；