一種長玻璃纖維增強聚丙烯微發(fā)泡材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚丙烯材料及其制備方法，尤其是一種長玻璃纖維增強聚丙烯微發(fā)泡材料及其制備方法，屬于高分子材料【技術領域】。本發(fā)明的原料由以下重量份的組分組成：聚丙烯30-60份，無機粉體10-40份，長玻璃纖維母粒5-40份，發(fā)泡母粒0.5-10份，抗氧劑0.2-2份。其有益效果是：采用長玻璃纖維增強聚丙烯微發(fā)泡復合材料，顯著提高了材料的拉伸、沖擊強度、模量和耐熱性能，獲得了性能優(yōu)異且環(huán)保的聚丙烯微發(fā)泡材料。產品可應用到汽車的結構制件，如車門內板模塊、前端支架、冷卻風扇、換擋器底座等，實現汽車結構制件用材料輕量化；也可用于其它領域，比如建筑、電子、造船等。
【專利說明】一種長玻璃纖維增強聚丙烯微發(fā)泡材料及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚丙烯復合材料及其制備方法，尤其是一種長玻璃纖維增強聚丙 烯微發(fā)泡復合材料及其制備方法，屬于高分子材料【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 能源危機和環(huán)境污染的雙重壓力下，輕量化已經成為汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。 在車用塑料中，改性聚丙烯材料用量一直占據第一位，其制件種類亦最多，并且仍以每年 2. 2%-2. 8%的速度加快增長。聚丙烯微發(fā)泡材料具有獨有的致密表層和發(fā)泡芯層結構， 在保證材料基本性能的前提下，顯著減輕制件重量，實現汽車輕量化。已在汽車部件，如儀 表板、門板護板、保險杠、立柱護板等應用。
[0003] 然而，由于聚丙烯微發(fā)泡材料綜合性能較低，限制了其在汽車結構制件上的應用， t匕如，車門內板模塊、前端支架、冷卻風扇、換擋器底座等。專利CN102675734A公開了一種 玻纖增強聚丙烯微發(fā)泡材料的制備方法，將超臨界流體注入注塑機螺桿均化段熔融的玻纖 增強聚丙烯材料中，然后通過注塑成型，得到玻纖增強聚丙烯微發(fā)泡材料；盡管以上努力明 顯改善了聚丙烯微發(fā)泡材料力學等性能，然而，還是達不到在以上所述汽車結構制件應用 的性能要求，難以實現聚丙烯微發(fā)泡材料在這些結構件上的應用。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明采用長玻璃纖維增強技術，確保聚丙烯微發(fā)泡材料輕量化前提下，大幅提 高其力學強度、模量和耐熱性能，獲得了具有輕量化特征的高性能微發(fā)泡材料，并提供該材 料的制備方法。工藝簡單，生產成本低，效率高、易于實現工業(yè)化。
[0005] 本發(fā)明通過以下技術方案解決技術問題：一種長玻璃纖維增強聚丙烯微發(fā)泡復合 材料，按重量份數，稱取聚丙烯30-60份、無機粉體10-40份、抗氧劑0. 2-2份。
[0006] 將以上組分按照比例加入到高速混合機中，混合3-6min ;其中，聚丙烯基料熔融 指數為5-50g/10min，優(yōu)選10-40g/10min的聚丙烯；無機礦物粉體為碳酸|丐和滑石粉中的 一種，優(yōu)選滑石粉；主抗氧劑選自受阻酚類和硫酯類抗氧劑中的一種或幾種，優(yōu)選1010,輔 抗氧劑選自亞磷酸鹽類和亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或幾種，優(yōu)選168 ;
[0007] 將上述組分混合物于雙螺桿擠出機中擠出并造粒，得到礦物填充聚丙烯復合材 料。雙螺桿擠出機料筒溫度為170_270°C，螺桿轉速50r/min ;
[0008] 將所得到的礦物填充聚丙烯復合材料60-94. 5份與長玻璃纖維母粒5-30份、發(fā)泡 劑0. 5-10份放入混合機中混合均勻；其中，長玻璃纖維母粒中的連續(xù)長玻璃纖維優(yōu)選單絲 直徑為2400Texl7 μ m的玻璃纖維；聚丙烯優(yōu)選烙融指數大于60g/10min的聚丙烯；相容劑 為馬萊酸酐接枝聚乙烯型、馬萊酸酐接枝聚丙烯型中的一種，優(yōu)選馬萊酸酐接枝聚丙烯型， 發(fā)泡劑為碳酸氫銨、碳酸氫鈉、偶氮二甲酰胺、甲苯磺酞氨基崛、偶氮二碳酸胺中的一種或 幾種的組合物，優(yōu)選偶氮二甲酰胺。
[0009] 將礦物填充聚丙烯材料、長玻璃纖維母粒、發(fā)泡劑混合物加入到注塑機中，注塑成 型得到長玻璃纖維增強聚丙烯微發(fā)泡復合材料。注塑機料筒溫度設置為180-280°C，注射壓 力為40-80MPa，注射速度為40-80mm/s，冷卻時間為10-30s。
[0010] 本發(fā)明的原料來源廣泛、成本低廉，產品可通過普通注塑機實現，操作簡單。其有 益效果是：相比未加纖、以及常規(guī)玻纖增強聚丙烯微發(fā)泡材料，長玻璃纖維增強聚丙烯微 發(fā)泡材料，減輕材料重量的同時，大幅提高拉伸強度、模量、抗沖擊性能和耐熱性能，進一步 降低生產成本。產品可應用到汽車的內外塑料結構件代替現有實心改性聚丙烯注塑制件， 并可代替部分工程塑料制件，實現汽車材料輕量化；也可用于其它領域，比如建筑、電子、造 船工業(yè)等。

【具體實施方式】
[0011] 實施例一
[0012] 將熔融指數為l〇g/l〇min的聚丙烯30份、滑石粉29份、抗氧劑1680. 6份、抗氧劑 10100. 4份的混合物放入高速混合機，混合6分鐘，然后，將上述組分混合物于雙螺桿擠出 機中擠出并造粒。雙螺桿擠出機料筒溫度設置為170-270°C，螺桿轉速50r/min ;最后將30 份長玻璃纖維母粒、10份發(fā)泡母粒與60份上述擠出粒料混合均勻，加入注塑機中，注塑成 型得到長玻璃纖維增強聚丙烯微發(fā)泡復合材料。注塑機料筒溫度設置為180-280°C，注射壓 力為60MPa，注射速度為70mm/s，冷卻時間為15s。所得復合材料性能對比如下表所示 ：
[0013] 表1長玻璃纖維增強微發(fā)泡材料與未加玻纖、常規(guī)玻纖增強的材料性能對比
[0014]

【權利要求】
1. 一種長玻璃纖維增強聚丙烯微發(fā)泡材料，原料由以下重量份的組分組成： 聚丙烯30-60份 長玻璃纖維母粒5-40份 無機粉體1〇_40份 發(fā)泡劑0. 5-10份 抗氧劑〇. 2-2份。
2. 根據權利要求1所述長玻璃纖維增強聚丙烯微發(fā)泡材料，其特征在于：所述聚丙烯 的熔融指數為5-50g/10min。
3. 根據權利要求1所述長玻璃纖維增強聚丙烯微發(fā)泡材料，其特征在于：所述長玻璃 纖維母粒由重量分數為60%的玻璃纖維、35%聚丙烯和5%相容劑組成。
4. 根據權利要求3所述長玻璃纖維母粒，其特征在于：所述長玻璃纖維為連續(xù)無捻粗 紗，纖維類型為E玻纖，纖維單絲直徑為2400Texl7 μ m，1200Texl6 μ m ;聚丙烯熔融指數大 于60g/10min ;相容劑為馬萊酸酐接枝聚丙烯型。
5. 根據權利要求1所述長玻璃纖維增強聚丙烯微發(fā)泡材料，其特征在于：所述無機粉 體為滑石粉或碳酸鈣。
6. 根據權利要求4所述長玻璃纖維增強聚丙烯微發(fā)泡材料，其特征在于：所述發(fā)泡劑 為碳酸氫銨、碳酸氫鈉、偶氮二甲酰胺、甲苯磺酞氨基崛、偶氮二碳酸胺中的至少一種。
7. 根據權利要求1所述長玻璃纖維增強聚丙烯微發(fā)泡材料，其特征在于：所述抗氧劑 分為主抗氧劑和輔抗氧劑，按照2 :3的比例添加，所述主抗氧劑選自受阻酚類和硫酯類抗 氧劑中的至少一種，輔抗氧劑劑選自亞磷酸鹽類和亞磷酸酯類抗氧劑中的至少一種。
8. 根據權利要求1-7所述，任一長玻璃纖維增強聚丙烯微發(fā)泡材料的制備方法，包括 以下步驟： (1) 將聚丙烯30-60份、無機粉體10-40份、抗氧劑0. 2-2份放入高速混合機中混合 3-6min，然后將上述組分混合物于雙螺桿擠出機中擠出并造粒，得到礦物填充聚丙烯復合 材料； (2) 將步驟（1)中所得到的礦物填充聚丙烯復合材料60-94. 5份、長玻璃纖維母粒 5-40份、發(fā)泡劑0. 5-10份放入混合機中混合，獲得均勻三者均勻混合物； (3) 將上述步驟（2)中得到的混合物加入到注塑機中，注塑成型得到具有結皮結構的 長玻璃纖維增強聚丙烯微發(fā)泡材料，注塑機料筒溫度180_280°C，注射壓力為40-80MPa，注 射速度為40-80mm/s，冷卻時間為10-30s。
9. 根據權利要求8所述長玻璃纖維增強聚丙烯微發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于： 所述步驟（1)中，雙螺桿擠出機料筒溫度為170_270°C，螺桿轉速50r/min。
【文檔編號】C08K3/34GK104194155SQ201410432743
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權日:2014年8月27日
【發(fā)明者】王濱, 吳汾, 蔣頂軍, 汪信 申請人:南京聚隆科技股份有限公司