[发明专利]连续纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种连续纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法，该连续纤维增强聚丙烯复合材料由聚丙烯35‑37份、改性连续玻璃纤维61‑64份、相容剂4‑5份、光稳定剂0.2‑0.3份、抗氧化剂0.2‑0.3份和润滑剂0.2‑0.3份按照重量份制备而成；其中，所述改性连续玻璃纤维的制备方法为：将59‑61份连续玻璃纤维进行展纱的同时在其表面喷洒2‑3份铆接超短玻璃纤维悬浊液，使超短玻璃纤维附着在分散的纤维束中，然后烘烤5‑10s获得。该连续纤维增强聚丙烯复合材料的横向拉伸强度显著提高，表现出超高的横向力学性能，扩展了其应用范围。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种连续纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

连续纤维增强热塑性复合材料是一种增强纤维单向排布且其长度与树脂片材长度相等的增强型热塑性复合材料，其中连续纤维主要起增强作用,它是载荷的主要承担者,而树脂则是固定纤维的空间位置以及均匀的传递应力。由于连续纤维增强热塑性复合材料中的增强纤维是单向连续增强的，能够充分发挥纤维增强增强作用,因此其力学性能要远远高于长、短纤维增强热塑性复合材料。此外,连续纤维增强热塑性复合材料中的纤维断点相对较少,更能有效的减少了应力集中效应，复合材料性能更优。随着科学技术的迅猛发展,连续纤维增强树脂基复合材料己经变成广泛使用的工程材料,凭借着其高比强度、高比模量、耐化学腐蚀、抗疲劳以及设计灵活等特点，已被广泛应用于航空航天、交通运输、建筑材料、工业设计以及体育用品等行业，成为当下复合材料开发和研究的热点。

聚丙烯（PP）纵横向拉伸强度一般在20-30Mpa；长玻纤增强聚丙烯（LFTPP）纵横向拉伸强度在100-150MPa，是纯树脂的3-5倍；常规单向连续玻纤增强聚丙烯（CFRTPP），其纤维方向拉伸强度可达700-800MPa，是LFTPP的5-8倍，但其垂直纤维方向拉伸强度只有20-40MPa，此强度非常之低，对于一些力学要求较高的应用领域，这个性能将无法直接应用，需辅以特殊铺层设计来进行弥补，大大增加了直接应用的难度。

目前关于连续纤维增强聚烯烃复合材料的研究已经很多，但多数集中在一些特殊功能材料及板材的开发，如抗菌（CN104693594A），特殊纤维（CN103289194A），耐刮擦（CN106995553A），高耐候（CN104530558A），复合板（CN202498800U、CN107877991A），相对而言对单向带材横向拉伸强度提升的研究相对较少。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种连续纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法，该连续纤维增强聚丙烯复合材料得益于超短玻璃纤维在纵向连续纤维间的横向铆接增强作用，从而表现出优异的横向力学性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种连续纤维增强聚丙烯复合材料，其由以下组分按照重量份制备而成：

聚丙烯 35-37份，

改性连续玻璃纤维 61-64份，

相容剂 4-5份，

光稳定剂 0.2-0.3份，

抗氧剂 0.2-0.3份，

润滑剂 0.2-0.3份；

其中，所述改性连续玻璃纤维的制备方法为：将59-61份连续玻璃纤维进行展纱的同时在其表面喷洒2-3份铆接超短玻璃纤维悬浊液，使超短玻璃纤维附着在分散的纤维束中，然后烘烤5-10s获得。

进一步的，所述聚丙烯在230℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为50-70g/10min。