[发明专利]一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性聚丙烯复合材料。按重量份计，包括以下组分：聚丙烯树脂35‑90份；玄武岩纤维8‑35份；耐划伤剂0.1‑5份;偶联剂0.5‑5份；相容剂0.2‑5份。所述的玄武岩纤维选自无捻连续玄武岩纤维或短切玄武岩纤维中的至少一种；所述的无捻连续玄武岩纤维选自1200‑2400tex的无捻连续玄武岩纤维；所述的玄武岩短切纤维长度选自0.2‑10mm的玄武岩短切纤维。优选的，所述的玄武岩纤维为1.0‑3.0mol/L浓度醋酸预处理1‑3h后的玄武岩纤维。本发明的改性聚丙烯复合材料具有成本低廉、优良的热变形温度、拉伸强度、弯曲模量、耐湿热老化性能和耐划伤性能的聚丙烯复合材料，满足车用改性聚丙烯复合材料的要求。

技术领域

本发明涉及高分子材料与技术，特别是涉及一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

随着汽车轻量化需求的不断提高，聚丙烯材料以其低比重、优异的力学性能、低成本、易加工等特性广泛应用于汽车零部件，包括保险杠、仪表盘、门板、立柱等。纤维增强复合材料以其优异的力学性能广泛应用于航空航天、汽车、体育运动等领域。玄武岩纤维（BF）是由含二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料（火山岩矿）在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，强度与高强度S玻璃纤维相当，是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。此外，玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，因而是一种绿色环保材料，已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。

相比于传统塑料，纤维增强高分子材料可赋予其更高的力学性能和热变形温性能，进一步加快“以塑代钢”的趋势。相对于玻璃纤维，采用玄武岩纤维增强聚丙烯材料可进一步增加材料的拉伸强度、弯曲强度和模量、冲击强度等力学性能。但是，如要满足车用改性聚丙烯复合材料的要求，必须要同时具有优良的热变形温度、拉伸强度、弯曲模量、耐湿热老化性能、耐划伤性能等性能，在复杂严苛的环境下也能保持高强度。

但是由于玄武岩纤维相比与玻璃纤维，其强度较高，加工困难。沿用玻璃纤维增强聚丙烯材料的方法来制备玄武岩纤维增强聚丙烯材料，其性能不尽人意，不能发挥玄武岩纤维的最大价值。中国专利CN201310354642.7公开了一种制备方法，先将玄武岩纤维与偶联剂预处理，再粉碎成为玄武岩纤维细粉，再与聚丙烯、添加剂混合挤出造粒，得到玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料。但是，通过该方法制备出的聚丙烯材料拉伸强度和弯曲模量、热变形温度、耐湿热老化性能、耐划伤性能都较低，无法满足车用材料在多种复杂环境下严苛的使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有成本低廉、优良的热变形温度、拉伸强度、弯曲模量、耐湿热老化性能、耐划伤性能的聚丙烯复合材料，满足车用改性聚丙烯复合材料的要求。

本发明的另一个目的是提供制备该聚丙烯复合材料的方法。

一种改性聚丙烯复合材料，按重量份计，包括以下组分：

聚丙烯树脂 35-90份；

玄武岩纤维 8-35份；

耐划伤剂 0.1-5份;

偶联剂 0.5-5份；

相容剂 0.2-5份。

其中，所述的聚丙烯树脂选自均聚聚丙烯树脂或共聚聚丙烯树脂中的至少一种。

其中，所述的玄武岩纤维选自无捻连续玄武岩纤维或短切玄武岩纤维中的至少一种；所述的无捻连续玄武岩纤维选自线密度为1200-2400tex的无捻连续玄武岩纤维；所述的玄武岩短切纤维长度选自0.2-10mm的玄武岩短切纤维。