[发明专利]一种高爆破合格率的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高爆破合格率的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法，其组成按重量百分比计，包括20～30％长玻璃纤维，60～70％的改性聚丙烯树脂，1～6％的马来酸酐接枝物PP‑g‑MAH，0.5～5％的抗氧化助剂等。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浸渍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：聚丙烯树脂94.7～99.89％；l,4‑(双叔丁基过氧)二异丙苯0.01～1％；黑色母0.1～5％。本发明通过筛选合适的原料进行加工改性，使得注塑得到的汽车仪表板骨架在高低温安全气囊爆破试验中，爆破合格率得以提升，同时改善耐高温下的疲劳和蠕变性能，保证零部件使用生命周期。

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯复合材料，具体地说涉及一种汽车仪表板专用、高爆破合格率的长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

长玻纤增强热塑性树脂(PP-LGF)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。与常规短纤维增强热塑性树脂(PP-GF)相比，它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；特别是材料的低温抗冲击性能极为优异。与短纤增强尼龙(PA6,6-GF)材料相比，长玻纤增强聚丙烯材料不吸湿，尺寸稳定性相对较好；同时密度低，且力学性能可与平衡态下的PA6,6-GF材料相媲美，性价比较高，能满足较多车内零部件的力学性能要求，因此具有很大的市场开发和应用前景。

随着汽车工业的蓬勃发展和能源供应的相对紧张，各大主机厂对整车的轻量化和节能减排工程提出了越来越迫切的需求。而采用长玻纤增强聚丙烯材料注塑的汽车结构件和传统的金属部件相比，重量只有金属件的50％甚至更低且力学性能相当，轻量化效果显著。因此，具备轻质高强特点的长玻纤增强聚丙烯材料在汽车行业受到了越来越多的青睐。如汽车仪表板骨架，门内模板，座椅骨架，前端模块等，都大幅采用长玻纤增强聚丙烯材料进行产品设计和验证工作，而汽车仪表板骨架作为内饰中的大型零件，单件重量在2～3kg,历来是整车轻量化工程中的兵家必争之地，包括BMW,Ford,VW在内的知名车企都采用长玻纤增强聚丙烯材料作为仪表板骨架材料的首选。

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，但由于涉及仪表板骨架在高低温环境下的爆破，树脂的分子链长短及复合材料的刚性高低都对整体点爆效果产生较大的影响，反应在表观上就是爆破后裂纹的多少与残片的重量，这决定了爆破的成功与否；此外，不同骨架结构设计也会影响塑料制件中玻璃纤维的取向和排布，从而决定了爆破时的裂纹扩展方向与长度。本发明重点针对点爆场合下的具体应用需求进行了研究，对相应的原材料进行了系统性的筛选。

发明内容

本发明的目的是提供一种点爆合格率高、各项力学性能优异的汽车仪表板专用长玻璃纤维增强聚丙烯的复合材料，以提升长玻璃纤维增强聚丙烯制件在高低温爆破试验中的合格率，同时不影响材料原有力学性能，低VOC和综合性能优异的PP-LGF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汽车仪表板专用、高爆破合格率的长玻璃纤维增强聚丙烯材料的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高爆破合格率的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20～30％长玻璃纤维，60～70％的改性聚丙烯树脂，1～6％的马来酸酐接枝物PP-g-MAH，0.5～5％的抗氧化助剂等。

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浸渍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：

聚丙烯树脂 94.7～99.89％；

l,4-(双叔丁基过氧)二异丙苯 0.01～1％；