[发明专利]一种高表面光洁度、长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯复合材料，具体地说涉及一种高表面光洁度、长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制造方法。

背景技术

随着汽车工业迅猛发展，乘用车人均占有率节节攀高，于此伴随而来的是对汽车材料日益增长的需求，对材料各方面的要求也越来越高。目前市场上车用内饰材料中，性价比是主机厂非常关注的指标，与PC/ABS,PA6,6-GF等材料相比，长玻纤增强聚丙烯材料具有良好的刚韧平衡性，能满足较多车内零部件的力学性能要求，同时价格较低，具有很大的市场开发和应用前景。

长玻纤增强热塑性树脂是一种增强纤维单向排布且其长度与树脂粒料长度相同的增强热塑性树脂。它与常规短纤维增强热塑性树脂相比，具有更加优异的力学性能、耐疲劳性能、抗蠕变性能、耐气候交变性等；特别是材料的抗冲击性能极为优异。

但是，在此材料制备技术中，纤维表面的均衡浸渍是重点和难点。虽然在使用热固性树脂(如环氧树脂或聚酯)来浸渍纤维的情况下，困难不会太大，因为这些热固性树脂在固化前常为液体或溶液。用室温下为固体并有相当高的熔点的热塑性树脂，由于较高的熔融温度和非常高的结晶速率，纤维的充分浸渍是比较困难的。因此在注射成型加工过程中，高比例的增强相材料，例如玻璃纤维、碳纤维或其他增强材料，若不能得到充分均匀的纤维浸渍，会降低迅速固化的结晶聚合物基材的流动性，尤其是在增强比例较高，以及模塑制品具有较大壁厚的情况下，从而容易导致所得增强复合材料的性能劣化以及表面质量下降。

一直以来，长玻纤增强材料所制备车用外观件的表面光洁度是业内较为关注的议题，由于长玻纤是取向性明显的极性材料，其与非极性基体树脂的相容性较差，虽然加入了一定量的相容剂来改善两者界面相的结合力，表面容易露纤，浮纤，甚至是玻纤聚团的现象仍然时有出现，这大大限制了长玻纤增强聚丙烯材料这一高性价比材料在车用外观性零件上的应用。而如果在基体配方中加入一些有利于玻纤分散的助剂，则不仅有增加材料VOC散发的风险，也会对材料成本上升等造成很大压力，不利于推广使用。因此，在进行原材料开发时，就应将这些因素加以考虑和取舍，降低后续成型和使用成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备工艺简单、各项力学性能优异的高表面光洁度、长玻璃纤维增强聚丙烯的复合材料，以改善玻璃纤维增强聚丙烯制件表面等级，同时不影响材料原有力学性能，低VOC和综合性能优异的PP复合材料，满足作为汽车内饰件材料的基础技术性能要求。

本发明的另一个目的是提供上述高表面光洁度、长玻璃纤维增强聚丙烯材料的制备方法。

本发明目的是这样实现的：

一种高表面光洁度、长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其组成按重量百分比计，包括20～60％与颗粒长度平行的方式排列的长玻璃纤维和80～40％的改性聚丙烯树脂。

所述改性聚丙烯树脂是对已有的商品化的聚丙烯树脂通过双螺杆等熔融捏合设备进行反应挤出制备，所述改性聚丙烯树脂包含有以下重量百分比计的原料：

在改性聚丙烯树脂体系中，

所述的聚丙烯树脂的熔融指数为10～60g/10min。

所述的黑色母为粒径在0.5mm-3mm之间的炭黑母粒。

上述高表面光洁度、长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备带改性聚丙烯树脂：使用双组份计量称，在主进料口加入聚丙烯树脂，在侧向进料口加入马来酸酐和1,4-(双叔丁基过氧)二异丙苯，黑色母，物料混合均匀后进入双螺杆挤出机；挤出加工温度为100～260℃，主机转速是200～500rpm。

(2)制备长玻璃纤维增强聚丙烯材料：熔融改性聚丙烯树脂熔体浸渍连续长玻璃纤维束，浸渍加工温度为240～290℃，采用拉挤工艺制备长玻璃纤维增强聚丙烯材料。

本发明复合物从挤出机进入浸渍模头，均匀包裹浸渍被牵引的连续玻璃纤维后，经水槽冷却、切粒机切粒成长度为8～15mm的长玻璃纤维增强聚丙烯材料颗粒。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：不需要预先单独生产或购买具有高流动性的改性聚丙烯树脂，简化了生产工艺。表观性能优异，无玻璃纤维外露，无翘曲，耐热性能优良，易加工；本发明的制品具有良好的机械性能，如良好的拉伸、弯曲强度及抗冲性能，同时还具有良好的低VOC散发性能。

具体实施方式