[发明专利]聚丙烯复合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维增强组合物以及由其形成的制品。

背景技术

聚丙烯为技术领域广泛使用的材料，且增强聚丙烯在以前只依赖非聚合物材料的领域特别获得认可。增强聚丙烯的一个特定例子为玻璃纤维增强聚丙烯。该材料能够通过选择聚丙烯的类型、玻璃纤维的量且有时通过选择使用的偶联剂的类型来设计组合物的性质。因此，现在玻璃纤维增强聚丙烯为要求高刚度、抗热变形、和抗冲击和动态断裂载荷的应用(例子包括发动机舱内具有载重功能的汽车部件、用于聚合物车身板的支撑件、洗衣机和洗碗机部件)中完善的材料。然而，商业可得的纤维增强材料的一个缺点为有限的流动性和可加工性。玻璃纤维含量(通常在10重量％与40重量％之间的范围内)与流动性(MFR)之间具有明显负相关性的事实使得很难或不可能形成薄壁或精致部件。

本领域需要使聚丙烯(PP)具有结合了典型用玻璃纤维(GF)化合物实现的很高刚度水平和提高的韧度的级别。这种情况下的一个关键参数是断裂应变(或断裂伸长率，ε_B)，PP/GF级别的断裂应变通常在很低水平(即<3.0％)上。

通常认为该目标难以实现，因为通过GF涂料(表面涂层)与通常应用的助黏剂之间的化学反应实现的PP/GF复合物的偶联限制了基体聚合物的变形。变形的限制随着玻璃纤维含量的增加而变得更强，但是另一方面偶合质量决定了材料的刚度和抗冲击性(韧性)。

由于碳排放减少的法律要求和经济发动机的需要，汽车工业的特别兴趣是验证各种各样的轻量化可能性。有关的可能领域包括通过用更轻源代替或降低相关部件的重量来取代“高密度材料”。因此，一种方法是使用化学发泡或物理发泡。关于相关应用(如仪器支架、护罩、结构支架)的成功发泡，除了发泡反应性之外，还需要使使用的塑料具有良好流动性以与薄壁预填充匹配且使部件具有低应力水平以允许适当和连续的泡沫建立和填充需要的壁厚度。

FujiyamaM.和KimuraS.在“EffectofmolecularParametersontheShrinkageofInjection-MoldedPolypropylene”(J.Appl.Polym.Sci.22(1978)1225-1241)中描述了一种具有玻璃纤维的PP均聚物、无规共聚物和冲击性共聚物的组合物，已观察到该组合物会收缩。仅非常表面地表征了该聚合物，且对玻璃纤维没有任何表征；缺少机械数据。

WO98/16359A1描述了一种包括玻璃纤维和PP纤维的棒形PP片，该纤维具有片的长度。核心包含GF与PP纤维的混合物，纤维为PP均聚物或≤10重量％的C2或C4至C10作为共聚单体的无规共聚物，而外皮包括PP均聚物和/或≤10重量％的C2或C4至C10作为共聚单体的无规共聚物、和/或≤27重量％的C2或C4至C10作为共聚单体的PP冲击共聚物。

EP2062936A1描述了一种具有>15重量％的玻璃纤维的PP玻璃纤维组合物和多相PP组合物(包括基体相和至少两种分散弹性体组分，总共聚单体含量≥12重量％且弹性体相的共聚单体含量≥20重量％)。

EP2308923B1描述了一种纤维增强组合物，该纤维增强组合物包括：(a)EP-多相共聚物，(b)MFR≥500的PP均聚物或PP共聚物，和(c)具有良好流动性的纤维。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种具有优异流动性和良好断裂伸长率的纤维增强组合物。本发明的另一个目的是获得机械性质(如挠曲模量、冲击强度和断裂伸长率)的良好平衡。此外，本发明的一个目的是通过使制备方法更有效来改进制备方法，即无需涉及多种不同聚合物的混合物。

本发明的发现是，具有优异机械性质和加工性质的纤维增强材料可通过将纤维嵌入单相乙烯丙烯无规共聚物来获得。

因此本发明涉及一种纤维增强组合物，该纤维增强组合物包括：

(a)包括乙烯和/或C₄至C₈α-烯烃的聚丙烯无规共聚物(PP-RACO)，

(b)纤维(F)，和

(c)作为助黏剂(AP)的极性改性聚丙烯，

其中

(i)包括乙烯和/或C₄至C₈α-烯烃的所述聚丙烯无规共聚物(PP-RACO)具有至少5g/10min的根据ISO1133测量的熔体流动速率MFR₂(230℃)，

(ii)所述纤维(F)选自由玻璃纤维、金属纤维、矿物纤维、陶瓷纤维和石墨纤维构成的组，