[发明专利]一种聚丙烯/尼龙复合材料及其制备方法

说明书

本发明公布了一种聚丙烯/尼龙复合材料及其制备方法。本发明所述聚丙烯/尼龙复合材料包括如下重量份的组分：26.5‑72.2份聚丙烯树脂，10‑25份尼龙树脂，2‑10份马来酸酐接枝物，15‑35份玻璃纤维，0.1‑0.6份成核剂，0.5‑2.5份纳米晶须，0.2‑1.0份抗氧剂。本发明通过使用成核剂和纳米晶须进行复配，改善聚丙烯树脂和尼龙树脂的结晶速率差异，从而使二者在冷却结晶过程中的相容性得到了改善，进而显著的提升了聚丙烯/尼龙复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及缺口冲击强度。而且本发明所述材料的制备方法简单，适合工业化生产和应用。

技术领域

本发明属于高分子材料改性技术领域，尤其涉及一种聚丙烯/尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术

随着汽车工业的发展，对节能减排的要求越来越高，汽车新材料的轻量化是节能减排的重要手段，聚丙烯材料具有低密度、优异的力学性能、环保可回收以及高性价比等优势，因此低密度的聚丙烯材料逐渐替代尼龙、聚酯、ABS等工程塑料，在汽车内外饰以及发动机周边零部件中得到了越来越广泛的应用。尤其是在汽车发动机周边零部件中，越来越多的尼龙材料逐渐被玻纤增强聚丙烯材料替代，但是单纯的玻纤增强聚丙烯材料其强度和耐热性偏低，在某些需要耐更高温度的发动机周边零部件例如进气歧管，玻纤增强聚丙烯无法满足使用要求。

为改善玻纤增强聚丙烯的强度和耐热性，目前业界的普遍做法是在玻纤增强聚丙烯配方中添加一定比例的尼龙6树脂，增强玻纤增强聚丙烯材料的强度和耐热性，为解决聚丙烯和尼龙6树脂的相容性，加入马来酸酐接枝聚丙烯作为二者的相容剂。但是由于尼龙6树脂的结晶速率快，而聚丙烯树脂的结晶速率慢，因此即使加入了相容剂，两种树脂形成的合金在加工成型冷却阶段由于结晶速率差异过大，导致最终材料中两种树脂的相分离程度过大，材料刚性和韧性都严重下降，无法体现出合金材料的优势。

发明内容

本发明目的在于针对上述现有技术的不足之处而提供一种聚丙烯/尼龙复合材料及其制备方法。本发明通过将成核剂和纳米晶须复配使用，改善玻纤增强聚丙烯/尼龙复合材料的力学性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种聚丙烯/尼龙复合材料包括如下重量份的组分：26.5-72.2份聚丙烯树脂，10-25份尼龙树脂，2-10份马来酸酐接枝物，15-35份玻璃纤维，0.1-0.6份成核剂，0.5-2.5份纳米晶须，0-1.0份抗氧剂。

纳米晶须呈现针状，由于其纳米效应，导致与其他成核剂的成核机理完全不同，本发明通过使用纳米晶须和成核剂复配使用，两者协同发挥成核作用，不仅可以提升聚丙烯树脂的结晶速率，改善聚丙烯树脂和尼龙树脂的结晶速率差异，从而使二者在冷却结晶过程中的相容性得到了改善，而且可以改变材料的结晶形态使聚丙烯/尼龙复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及缺口冲击强度的性能得到显著优化。并且，本发明中成核剂和纳米晶须的添加量对所述聚丙烯/尼龙复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及缺口冲击强度的性能影响较大。当成核剂和纳米晶须的添加量不在上述限定范围内，由于聚丙烯树脂和尼龙树脂的结晶速率不平衡，体系的相容性较差，聚丙烯/尼龙复合材料的力学性能下降明显。

作为本发明的优选实施方案，所述成核剂为0.2-0.5重量份，所述纳米晶须为1.0-2.0重量份。

本发明所述成核剂和纳米晶须在上述优选范围内复配，对聚丙烯/尼龙复合材料的力学性能提升效果最明显。

作为本发明的优选实施方案，纳米晶须平均直径为200-500nm，长径比在50-100。

本发明限定的晶须为纳米晶须，申请人发现，纳米晶须在平均直径为200-500nm时，与成核剂复配得到的聚丙烯/尼龙复合材料的力学性能较佳，若纳米晶须的平均直径超过500nm或小于200nm，对材料的力学性能提高不显著。

作为本发明的优选实施方案，所述纳米晶须为水合镁铝纳米晶须、水合硫酸镁纳米晶须、硫酸钙纳米晶须中的至少一种；所述成核剂为山梨醇类成核剂、取代芳基杂环磷酸盐类成核剂、有机羧酸盐类成核剂中的至少一种。