[发明专利]车用耐水解长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车天窗专用耐水解复合材料，尤其涉及一种车用耐水解长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料及其加工成型领域。

背景技术

汽车天窗框架承载着汽车天窗系统的全部重量，是天窗系统中重要的功能件，因此汽车天窗材料要求具有高刚性、高尺寸稳定性以及耐候性。传统的汽车天窗材料先后经历过SMC、GMT、PBT-GF的过程，随着汽车零部件模块化的发展趋势以及工程塑料价格的攀升，连续长玻璃纤维增强聚丙烯（LFTPP）由于相比SMC、GMT材料具有一次注塑成型、无须后续加工，相比PBT-GF材料有着优异的性价比以及抗翘曲变形的优势，逐渐占领了汽车天窗材料市场。由于汽车天窗框架要时常经受雨水的侵蚀，虽然目前各大主机厂没有对天窗框架材料的水解稳定性提出标准要求，但是随着汽车行业标准要求的不断提高，水解稳定性会很快被列入汽车天窗材料的检测标准。目前的LFTPP材料普遍难以满足水解稳定性的要求，因此难以满足汽车天窗材料升级换代的需求。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种车用耐水解长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，该复合材料不仅具有高刚性、高尺寸稳定性和耐候性，且相比传统的LFTPP具有优异的抗水解性能。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种车用耐水解长玻纤增强聚丙烯复合材料，由以下按总重量百分比计的各组分组成：

其中所述聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一种，且所述均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的熔体流动速率均为10~1000g/10min。

所述连续长玻璃纤维为聚丙烯专用耐水解无碱连续长玻璃纤维，该聚丙烯专用耐水解连续长玻璃纤维增加了材料的水解稳定性，由于采用了抗水解的玻纤成膜剂，因此保证在高温水煮（95℃，1000hr）条件下，玻纤和聚丙烯的结合界面不会破坏，保证了材料的性能不受损失，解决了传统LFTPP材料水解稳定性差的缺陷，同时连续长玻璃纤维还可以提高材料的刚度、耐热性、尺寸稳定性，降低材料的线性膨胀系数（CLTE），降低由于外界环境温度的急剧变化引起的制件尺寸变化以及变形问题。

其进一步的技术方案为：

所述耐水解热稳定剂为酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、胺类和杯芳烃中的至少一种；该耐水解热稳定剂的作用是抑制加工过程中聚丙烯产生的降解，并能防止热水对抗氧体系的萃取，保证在高温水煮（95℃，1000hr）的情况下，聚丙烯抗氧体系不被热水抽提。

所述光照稳定剂为聚丙烯专用受阻胺类光稳定剂，其作用是抑制户外可见光、紫外光对聚丙烯、相容剂等高分子聚合物产生的光照分解。

所述聚丙烯专用成核剂为超细滑石粉、山梨醇类和有机磷酸盐类中的至少一种，其作用是提高材料注塑过程中的结晶速率，缩短注塑成型周期。

所述相容剂为极性单体接枝聚合物，其中聚合物为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-α-乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯与丁二烯的共聚物、聚乙烯-聚苯乙烯-聚丙烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种；极性单体为可双键聚合的酸酐类单体、丙烯酸类单体和丙烯酸酯类单体中的至少一种。

所述可双键聚合的酸酐类单体为马来酸酐、富马酸、衣康酸、柠康酸、柠康酸酐和乙烯基丁二酸酐中的至少一种；所述丙烯酸类单体为丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一种；所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸环氧丙酯中的至少一种。

本发明还提出了一种车用耐水解长玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将34.0~76.0wt.%聚丙烯、0.5~2.0wt.%耐水解热稳定剂、0.2~2.0wt.%光照稳定剂、0.2~2.0wt.%聚丙烯专用成核剂和2.0~10.0wt.%相容剂通过单螺杆挤出机塑化后，通过专用设计口模输送到LFT专用高温熔体浸润模头，模头内温度为250~350℃；

（2）将20.0~50.0wt.%聚丙烯专用耐水解连续长玻璃纤维以20~100m/min的速度牵引输入高温熔体浸润槽，高温熔体浸润槽长度为3m；牵引充分浸润，最后通过LFT专用切粒机切成12mm长粒子。

其中本发明中所采用的LFT专用高温熔体浸润模头为江苏金发科技新材料有限公司自主研发设计。