[发明专利]具有芯层结构的连续长玻璃纤维增强聚丙烯/尼龙复合材料及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续长玻璃纤维增强聚丙烯/尼龙复合材料的加工技术领域，尤其涉及一种具有芯层结构的连续长玻璃纤维增强聚丙烯/尼龙复合材料及其制备工艺。

背景技术

随着汽车工业的发展，长玻璃纤维增强聚丙烯由于其优异的尺寸稳定性、耐蠕变、耐动态疲劳、高刚性、低密度、不吸水等性能优势，以及复杂零部件结构一步注塑成型的结构设计模块化优势、通用塑料的性价比优势和热塑性材料的可回收性，长玻璃纤维增强聚丙烯逐渐取代了SMC、BMC等非环保不可回收热固性材料、成型工艺复杂的GMT模压材料、价格高昂的PA、PBT、PC/ABS、SMA热塑性工程塑料以及高密度的金属材料，被广泛应用于汽车零部件的生产，对汽车轻量化技术的发展做出了重要贡献。

但是聚丙烯材料由于是通用塑料，熔融温度只有160-170℃，即使用连续长玻璃纤维增强后，其耐热性以及机械性能受熔点所限，无法进一步提高来满足汽车零部件特别是发动机周边部件对材料的进一步发展要求。

为了解决聚丙烯材料带来的弊端，今年来，在聚丙烯材料中添加一定比例的尼龙，尼龙材料属于高熔点的工程塑料，能够很好的满足对熔融点的需求，当在连续长玻璃纤维增强聚丙烯（LFTPP）生产配方中加入一定量的尼龙（PA），从而可以实现LFTPP的高性能化，但是由于LFTPP生产过程中为保证PP对连续长玻璃纤维的浸润效果，PP的熔体温度通常设置的非常高（≥300℃），高温下PP接枝物相容剂容易和PA发生反应造成熔体粘度升高，不利于熔体对长玻璃纤维的浸润，因尼龙和聚丙烯的复合材料性质不是十分理想。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种具有芯层结构的连续长玻璃纤维增强聚丙烯/尼龙复合材料，该复合材料不仅具有低吸水率、高流动性，而且还具有优异的耐热性、高刚性、高冲击、高尺寸稳定性、耐蠕变性以及良好的热氧老化性能，很好的满足了汽车零部件的生产需求。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有芯层结构的连续长玻璃纤维增强聚丙烯/尼龙复合材料，以聚丙烯树脂和尼龙树脂作为基体树脂，按重量份计，具有如下配方：基体树脂38～78wt%；相容剂2～10wt%；热稳定剂0～2wt%；长玻璃纤维20～50wt%；

其中，所述聚丙烯树脂和所述尼龙树脂的重量比为1～9:1。

作为本发明的进一步改进，所述尼龙树脂为尼龙6树脂和尼龙66树脂中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述尼龙树脂的粘度为2.0～3.0。

作为本发明的进一步改进，所述聚丙烯树脂的熔体流动速率为10～1000g/10min。

作为本发明的进一步改进，所述热稳定剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类和杯芳烃类中的任意一种或多种混合物。

作为本发明的进一步改进，所述相容剂为极性单体接枝聚合物，该极性单体接枝聚合物的基体为聚乙烯、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-丙烯酸酯共聚物和乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的任意一种或两种混合物；该极性单体接枝聚合物的极性单体为马来酸酐及其类似物和丙烯酸及其酯类衍生物中的任意一种或多种混合物。

作为本发明的进一步改进，所述长玻璃纤维为无碱长玻璃纤维。

本发明还提供了一种所述的具有芯层结构的连续长玻璃纤维增强聚丙烯/尼龙复合材料的制备工艺，所述工艺包括如下步骤：

（1）将按配方比的尼龙树脂投入至单螺杆挤出机中，并经单螺杆挤出机塑化后通过口模输送到高温熔体浸润槽中，该高温熔体浸润槽内的温度为260～360℃；

（2）将按配方比的聚丙烯树脂、热稳定剂和相容剂共同投入至单螺杆挤出机中，并经单螺杆挤出机塑化后通过口模输送到低温熔体浸润槽中，该低温熔体浸润槽内的温度为180～220℃；

（3）将长玻璃纤维以20～100m/min的牵引速度依次移经并浸入步骤（1）中的高温熔体浸润槽和步骤（2）中的低温熔体浸润槽中，在长玻璃纤维完全浸润后，利用切粒机将连续长玻璃纤维切割成长度为12mm的粒子。