[发明专利]一种低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，该复合材料由以下组分按重量份数制备而成：聚丙烯30～75份、玻璃纤维20～40份、相容剂2～8份、增韧剂2～10份、改性纳米纤维素2～10份、助剂0.5～2份；改性纳米纤维素为经过硅烷偶联剂处理得到的纳米纤维素。本发明通过增韧剂与改性纳米纤维素的协同作用，能有效改善传统玻纤增强聚丙烯的翘曲变形现象，同时兼具良好的机械性能与优异的外观效果。其中纳米纤维素具有优异的机械性能和稳定的化学性质，利用硅烷偶联剂改性纳米纤维素，在改善其在聚丙烯中分散性的同时，硅烷偶联剂提供的烃链能够与纳米纤维素形成一种交联网络，进一步加强材料整体的性能。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是五大通用塑料之一，其具有质轻、吸水率低、加工工艺条件宽泛等优异的综合性能，广泛应用于汽车、家电等生活用品领域；在实际使用过程中为了进一步提高聚丙烯材料的机械强度，从而会采用填充玻璃纤维进行增强改性，玻璃纤维增强改性之后的聚丙烯材料，材料刚性强度得到明显提高，但由于玻纤纤维属于针状结构，具有极高的长径比，在制品中不同的取向度，从而会造成其在注塑过程中沿流动向与垂直向的收缩率具有较大差异，这种显著的各向异性差异会导致材料发生严重的翘曲变形；此外鉴于玻纤与聚丙烯树脂基体之间的相容性较差，造成制品的外观状态较差，这些因素都限制了该材料在一些特殊领域中的应用。

为了提高玻纤增强聚丙烯材料的多样化应用，国内外研究机构做出了很多方面的研究，目前比较有效的方法是通过使用扁平玻纤减小终端材料的取向，如中国专利CN201710250325使用扁平玻纤，降低翘曲变形；但扁平玻纤的成本很高，从而限制了其推广使用。中国发明专利CN102070843A公布了利用长玻纤增强聚丙烯母粒和高抗冲、低浮纤母粒批混生产高抗冲、低浮纤长玻纤增强材料，可以提高长玻纤增强材料的表观状态，但对短切玻纤和连续玻纤增强聚丙烯复合材料的的表面浮纤问题没有涉及。

因此，开发一种廉价的低翘曲良外观玻纤增强材料很有必要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份数制备而成：

所述改性纳米纤维素为经过硅烷偶联剂处理得到的纳米纤维素。

优选的，所述聚丙烯的熔融指数在230℃，2.16kg条件下为5～100g/10min。

优选的，所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理后的无碱玻纤；所述玻璃纤维与硅烷偶联剂的质量比为(23-30)：1。进一步优选的，所述硅烷偶联剂为KH-550、 KH-560、KH-570、A-151、A-171中的至少一种。

优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯马来酸酐共聚物中的至少一种。所述增韧剂为POE、PE、 SEBS中的至少一种。所述助剂包括抗氧剂、润滑剂、耐UV剂、颜料中的至少一种。

优选的，所述改性纳米纤维素的制备方法为：将纳米纤维素、硅烷偶联剂分散在乙醇水溶液中，搅拌1-2h后，抽滤得到固体物质，干燥后即得改性纳米纤维素。

本发明的另一个目的是提供上述所述的低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：按配比称取各个组分后，将聚丙烯、相容剂、增韧剂、改性纳米纤维素、助剂从主喂料口加入双螺杆挤出机中，将玻璃纤维从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出、造粒，即得低翘曲良外观玻纤增强聚丙烯复合材料。

与现有技术相比，本发明有益效果体现在：