[发明专利]一种高性能增强聚丙烯复合材料

说明书

本发明公开一种高性能增强聚丙烯复合材料，其由以下组分按重量份制备而成：聚丙烯33‑95.8份、玻璃纤维1‑30份、纳米橡胶2‑10份、马来酸酐接枝聚丙烯1‑5份、抗氧剂0.1‑1份、润滑剂0.1‑1份、填料0‑20份。其中，所述纳米橡胶为粒径为10‑100nm的橡胶粉末。本发明制备的高性能增强聚丙烯复合材料，加入纳米级橡胶粉末，用于改善玻璃纤维与聚丙烯基料之间的界面作用力，特别是改善材料低温条件下材料的强度和韧性。

技术领域

本发明涉及高分子材料改性技术领域，具体是一种高性能增强聚丙烯复合材料。

背景技术

聚丙烯(PP)是塑料产业中发展最为迅速的塑料品种之一，其具有力学性能好、比重轻、无毒、易加工、耐腐蚀等优点；且由于聚丙烯的原料来源广、价格低廉，故在家电、汽车以及包装等领域得到了广泛的应用，尤其在汽车、电动工具、家电等领域的应用非常广泛。

但是复合材料的性能不仅与基体、增强纤维的性能有关，还与界面性能有密切的关系，通常材料破坏过程为，首先在界面处产生裂痕，裂痕逐渐增加直至材料完全被破坏，宏观上表现为，材料的强度和韧性较低。本发明首次提出用纳米橡胶颗粒用于改善纤维与基料之间的界面作用力，特别是改善材料低温条件下材料的强度和韧性。低温条件下，玻璃纤维与基体树脂都会发生体积收缩，但由于两者的热膨胀系数不同，从而收缩情况不同，从而玻璃纤维与基体树脂界面结合处的表面张力较大，易产生裂纹缺陷，导致在低温条件下，材料的抗冲击性能降低。而本发明制备的一种高性能增强聚丙烯复合材料，加入纳米级橡胶粉末，可使纤维与基料之间有一层橡胶分布。在常温下，由于橡胶为高弹态，可大大提高材料的抗冲击性能；同时纳米橡胶粉末可提高玻璃纤维与基体的结合力，可以有效地承载外力，使强度同时提高。低温下基料的结晶度提高，交联结构更佳紧凑，不易改变形状，导致脆性升高，但由于存在于基料与玻纤的结合处的纳米橡胶粒子，可使基体树脂与纤维之间结合得更加紧密，同时纳米粒子能有效阻碍微裂纹扩展的能力，从而承受外加载荷的能力提高，从而低温下，也可使材料的韧性和刚性较传统玻纤增强材料有明显提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能增强聚丙烯复合材料。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高性能增强聚丙烯复合材料，由以下组分按重量份制备而成：

聚丙烯33-95.8份

玻璃纤维1-30份

纳米橡胶2-10份

马来酸酐接枝聚丙烯1-5份

抗氧剂0.1-1份

润滑剂0.1-1份

填料0-20份；

其中，所述纳米橡胶为粒径为10-100nm的橡胶粉末。

进一步方案，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中的一种或几种的混合物；其在2.16kg/230℃条件下的溶体流动速率为0.5-100g/min。

所述玻璃纤维为短切玻璃纤维，其直径为5-20微米。

所述纳米橡胶为纳米顺-1，4-聚异戊二烯橡胶、纳米丁苯橡胶、纳米顺式-1，4-聚丁二烯橡胶中的至少一种。

所述马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率为0.6-2.0wt％。

所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂中的至少一种。

所述润滑剂为硬脂酸类、酰胺类、芥酸酰胺类润滑剂中的至少一种。

所述填料为滑石粉、碳酸钙、云母粉中的至少一种。

本发明的有益效果：