[发明专利]一种长玻纤增强PP复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体一种长玻纤增强PP复合材料及其制备方法。

背景技术

长玻璃纤维增强粒料指的是纤维单向排布的粒料,其纤维长度与粒料长度相等,一般大于5mm。在国内，长玻纤的研究仍处于起步阶段，长玻纤一般用于改善高分子材料的力学性能。聚丙烯树脂（PP）是一种用途广泛的通用塑料，由丙烯单体聚合制得，聚丙烯树脂的优点在于密度低、价格便宜，并具有优良的耐化学腐蚀性、较好的机械性能、突出的耐折叠性和良好的成型加工性能。作为典型的结晶型材料，其熔点在165℃附近。

长玻纤增强PP材料是具有高强度，高抗冲击性能，尺寸稳定好，是一种“强而韧”的材料，PP在添加玻璃纤维增强后，大大提高其机械性能、耐热型和尺寸稳定性。在实际应用中可以以塑代钢和取代增强工程塑料，满足轻武器包装箱、汽车领域、家电等领域使用要求。但现有的长玻纤材料用于增强PP时，容易出现容易产生浮纤，分散效果不佳，热稳定性差，加工范围窄，混合体系的物质不能均匀分散等缺陷。

已现有的长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制备方法，为直接在聚丙烯材料中加入玻璃纤维，中国专利200710172918.4公开了一种超长延伸率玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，包括聚丙烯PP、玻璃纤维、复合抗氧剂和其他助剂，其优点在于，延长率高并提高了其物理性能。

中国专利200710172953.6公开了一种玻璃纤维增强尼龙6-聚丙烯合金材料，包括尼龙6树脂、聚丙烯、玻璃纤维、增韧剂、抗氧剂，其优点在于材料成本低廉并具有良好的冲击性能。

以上现有技术的缺陷是玻纤处理过程很麻烦，处理液成分复杂。同时也无法有效的抑制浮纤现象，所制得的PP复合材料力学性能，尤其是缺口抗冲击性能无法满足使用要求。同时，现有技术所制得的长玻纤增强PP材料在注塑时，长玻纤将聚集、浮于工件表面。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种低浮纤、高抗冲的长玻纤。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种长玻纤增强PP复合材料，其原料按重量计包括：

无碱长玻纤10-30份；

PP60-90份；

光稳定剂0.1-0.5份；

增韧剂0.5-0.9份；

相容剂2-6份；

抗氧剂0.3-0.8份；

所述无碱连续玻纤长度为6-12mm，直径为11-20μm；所述相容剂其原料按重量计包括羟乙基纤维素2-3份、丙二醇0.1-0.5份、甲基异噻唑啉酮0.01-0.07份、硝酸钾3-8份。

本发明中特别设置一种相容剂，可有效提高长玻纤与PP的相容性。甲基异噻唑啉酮的化学名为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，发明人发现有微量的甲基异噻唑啉酮和硝酸钾存在时，便可大幅提高长度为6-12mm，直径为11-20μm的长玻纤与PP材料的相容性，使长玻纤均匀地混合在PP材料中，有效提高所制得的PP复合材料的力学性能。羟乙基纤维素可有效提高长玻纤与PP材料的结合强度，提高材料的缺口抗冲击强度。相容剂对共聚聚丙烯的相容性提升效果更明显。

进一步，所述光稳定剂为527UV；所述增韧剂为三元乙丙橡胶；所述抗氧剂为抗氧剂168。

光稳定剂和增韧剂、抗氧剂均可选用现有技术实现。

进一步，所述长玻纤增强PP复合材料还包括按重量计0.2-0.3份的热塑稳定剂；所述热塑稳定剂包括按重量计1-3份的硫酸钠、0.1-0.4份氯化钙以及2-3份3wt%浓度的盐酸。

长玻纤增强PP复合材料在注塑时，由于模具的低温、PP和长玻纤的流动性、密度差异，长玻纤容易与PP分离，导致成型的产品表面浮纤长玻纤，影响产品外观的同时，由于产品表面的长玻纤聚集而硬脆、易碎，而产品内部长玻纤浓度低而容易受力变形。因此本发明特别添加热塑稳定剂，在本发明长玻纤增强PP复合材料注塑时维持长玻纤、PP混合体系的稳定性，防止熔融状态下长玻纤与PP分层，确保注塑产品的外观光滑和具备良好的力学性能。以上效果有硫酸钠、氯化钙和盐酸协效产生。

本发明同时提供一种制备所述长玻纤增强PP复合材料的方法，包括如下步骤：

a.制备相容剂：将羟乙基纤维素、硝酸钾采用空气浴加热至100℃，滴入丙二醇，保温30min后加入甲基异噻唑啉酮；

b.热塑稳定剂的制备：将所述硫酸钠、氯化钙和盐酸混合，加热至50℃并保持20min；