[发明专利]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

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯（Polypropylene，PP）在常温下韧性好，刚性差，无法应用于对刚性要求较高的领域，应用受到限制。用玻璃纤维对PP增强后，材料的力学性能，尤其是拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量均明显提高，很大程度上弥补了PP刚性较差的缺点，广泛应用于电子电气、家电和汽车等领域。

众所周知，在玻纤增强PP复合材料中，玻纤的长度越长，即玻纤的长径比越大，其作为增强材料的增强效果越明显，研究表明，作为增强材料的玻璃纤维，其在制品中保留长度的临界值为3.1mm,玻纤长度只有在大于临界长度时，才能起到很好的增强效果，否则玻纤容易在制品受力后从树脂基体中拔离脱落，只能起到类似矿物一样的填充左右，而非增强作用。然而在传统玻纤增强PP的复合材料中，玻纤是通过双螺杆挤出机与PP树脂进行混合造粒而得到，连续玻璃纤维在螺杆的剪切作用下而变短，玻纤在复合材料粒子中的长度通常只有0.5mm左右，此复合材料经注塑或其他成型方法制备成产品的过程中，玻纤会受到剪切等因素的破坏而进一步变短，通常情况下，制品中玻纤的最终长度只有0.3mm左右。因此，如何保留玻纤增强PP复合材料中的玻纤长度以实现其增强效果是本领域需要客服的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，以解决现有玻纤增强PP的复合材料中的玻纤长径比短而导致其增强效果差的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种长玻纤增强聚丙烯复合材料，包括如下重量百分比的组分：

其中，玻璃纤维是分散于长玻纤增强聚丙烯复合材料中，且其长度与所述长玻纤增强聚丙烯复合材料为粒子时的长度相等。

以及，一种长玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：

按照上述的长玻纤增强聚丙烯复合材料的组分含量分别称取聚丙烯、相容剂、润滑剂和抗氧剂组分；

将所述聚丙烯、相容剂、润滑剂和抗氧剂进行混料处理，得到混合物料；

将所述混合物料采用挤出机熔融后置于浸渍系统中，再向浸渍系统中加入长玻璃纤维，并使得所述长玻璃纤维分散于所述熔融的混合物料中后经牵引、冷却、切粒处理，得到所述长玻纤增强聚丙烯复合材料；其中，长玻璃纤维加入量占所述长玻纤增强聚丙烯复合材料总重量百分比的30-50%；且经所述切粒处理后所述长玻纤增强聚丙烯复合材料中玻璃纤维长度与所述长玻纤增强聚丙烯复合材料粒子的长度相等。

与现有技术相比，本发明长玻纤增强聚丙烯复合材料中，玻璃纤维是均匀分散与材料中，且其长度能够保留至与长玻纤增强聚丙烯复合材料粒子的长度相等。因此，将本发明长玻纤增强聚丙烯复合材料用于成型的制品后，玻璃纤维长度能够保留5mm以上，因此，本发明长玻纤增强聚丙烯复合材料力学性能均衡，尤其是冲击强度比较高；低收缩，高尺寸稳定性；低翘曲，各向异性小；低蠕变，抗动态疲劳性好。

上述长玻纤增强聚丙烯复合材料采用浸渍法使得长玻璃纤维均匀分散至熔融的混合料中，有效保证了长玻璃纤维的长度不被破坏，使得制备获得的长玻纤增强聚丙烯复合材料力学性能优异，同时其制备方法条件易控，制备出的复合材料性能稳定。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种能有效保留玻璃纤维的长度，力学性能优异的长玻纤增强聚丙烯复合材料。该长玻纤增强聚丙烯复合材料包括如下重量百分比的组分：