[发明专利]一种连续长玻纤改性聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种连续长玻纤改性聚丙烯复合材料及其制备方法，取连续玻璃纤维浸渍于丁二烯与苯乙烯无规共聚物乳液中，超声分散10～20分钟，得到表面改性的连续玻璃纤维；将低粘度聚丙烯树脂、甲基丙烯酸羟乙酯单体、苯乙烯单体和过氧化二异丙苯按照一定比例在100～150℃下混合均匀，得到接枝改性浆料；然后将表面改性的连续玻璃纤维加入到接枝改性浆料中，搅拌混合均匀，在螺杆挤出机中，于180～210℃下熔融挤出，造粒，干燥后即得。本发明通过对连续玻璃纤维和低粘度聚丙烯树脂进行同时改性，以增强连续玻璃纤维和低粘度聚丙烯树脂的相容性和粘结性，制备得到的连续长玻纤改性聚丙烯复合材料机械性能具有显著的提升。

技术领域

本发明属于聚丙烯复合材料领域，具体是一种连续长玻纤改性聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

长玻纤增强聚丙烯(Long Glass Fiber Reinforced Polypropylene.简称LGFPP)是倍受人们关注的新品种之一。作为汽车模块载体材料，该材料不仅能有效地提高制品的刚性、抗冲击强度、抗蠕变性能和尺寸稳定性，而且可以做出复杂的汽车模块制品。由于强度的要求，以往的模块载体通常由以聚丙烯为基材的玻璃纤维毡增强热塑性材料(GMT)或金属板材经冲压制得。由于采用压制成型，很难对多种零件进行集成。而为了提高刚性和强度以及为了得到薄的成型厚度，还需要使用加强筋。此外，还需要通过其他步骤来去除成型零件的飞边和毛刺。上述所有因素都制约了汽车模块制品重量和成本的降低。由于金属不适合成型复杂的形状，限制了它在很多零件中的应用，这也阻碍了成本的下降。与此相反，采用长玻纤增强塑料注射成型则可以克服上述诸多弊病。然而，玻璃纤维在注射成型的过程中可能被损坏而得不到所需的强度。

PP(聚丙烯)树脂分子呈非极性结晶型线型结构，表面活性低，无极性。存在表面印刷性不良；涂布粘接不良；与极性高聚物难以共混；与极性增强纤维、填料难以相容的缺点。接技改性是向其大分子链上引入极性基团，实现改善PP的共混性、相容性和粘结性，达到克服难共混、难相容与难粘接的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，对聚丙烯进行接枝改性，以增强与连续长玻纤相容性，从而制备得到性能更好的连续长玻纤改性聚丙烯复合材料。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种连续长玻纤改性聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)取连续玻璃纤维浸渍于丁二烯与苯乙烯无规共聚物乳液中，超声分散10～20分钟，得到表面改性的连续玻璃纤维；

(2)将低粘度聚丙烯树脂、甲基丙烯酸羟乙酯单体、苯乙烯单体和过氧化二异丙苯按照一定比例在100～150℃下混合均匀，得到接枝改性浆料；

(3)将步骤(1)表面改性的连续玻璃纤维加入到步骤(2)接枝改性浆料中，搅拌混合均匀，在螺杆挤出机中，于180～210℃下熔融挤出，造粒，干燥后即得。

具体地，步骤(1)中，所述连续玻璃纤维强度大于2500Mpa，纤维直径为12～20微米，线密度为1500～4000TEX。

优选地，步骤(1)中，所述丁二烯与苯乙烯无规共聚物乳液是以水为分散的乳液，不添加有机溶剂，固含量为48～60wt％；连续玻璃纤维与丁二烯与苯乙烯无规共聚物乳液的质量体积比为15～30g/50ml。丁二烯与苯乙烯无规共聚物乳液一方面用于分散连续玻璃纤维，并改善连续玻璃纤维表面极性，并在后续熔融挤出过程中，参与到接枝反应中，增强连续玻璃纤维与低粘度聚丙烯树脂之间的粘结牢固性。