CN105462077B - 高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法，该材料包括以下按重量百分数计的原料：聚丙烯20％‑87％，聚乙烯5％‑20％，玻纤5％‑40％，相容剂1％‑10％，尼龙1％‑5％，低翘曲助剂0.1％‑2％，热稳定剂0.05％‑2％，加工助剂0.05％‑1％，其通过双螺杆挤出机中熔融挤出造粒成型，制备所得的聚丙烯材料具有较高的焊接强度，优异的焊接密封性能，低变形度，并且冲击性能也有大幅度增强。

Description

高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料及其制 备方法
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯复合材料，尤其涉及一种高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法，属于高分子材料领域。
背景技术
聚丙烯作为一种通用塑料，进入了日常生活的各个角落，经过玻璃纤维改性的聚丙烯材料凭借其良好的刚性，在部分应用上取代了工程塑料。但由于横纵向收缩率的差异，导致玻纤增强聚丙烯材料翘曲严重。有一些专利针对翘曲做一定的改善，但效果不佳，而且在热焊接方面的性能衰减严重。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明提供了一种高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法，由该制备方法制备所得的聚丙烯材料通过改善玻纤增强聚丙烯横纵向收缩率的差异，从根本上改善了材料的翘曲性，并且焊接方面的性能不会衰减，焊接密封性得到很大提高，大幅度拓宽了玻纤增强聚丙烯的应用领域。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料，包括以下按重量百分比计的各组分：聚丙烯20％-87％、聚乙烯5％-20、玻纤5％-40％、相容剂1％-10％、尼龙1％-5％、低翘曲助剂0.1％-2％、热稳定剂0.05％-2％和加工助剂0.05％-1％；其中所述聚丙烯为共聚聚丙烯和均聚聚丙烯中的至少一种；所述聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的至少一种；所述相容剂为极性单体接枝聚合物，且聚合物选自聚乙烯、聚丙烯中的至少一种，极性单体为马来酸酐、丙烯酸及丙烯酸酯类中的至少一种；所述尼龙为尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙610及尼龙612中的至少一种。
其进一步的技术方案是：
所述玻纤为无碱玻纤。
所述低翘曲助剂为山梨醇、山梨醇类化合物、芳香有机磷酸酯盐类、芳香族羧酸金属盐和高级脂肪酸金属皂中的至少一种。
所述热稳定剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类、杯芳烃类热稳定剂中的一种或其两种以上的混合物。
所述加工助剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌和芥酸酰胺中的至少一种。
本发明还公开了一种上述高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料的制备方法，该方法包括下述步骤：
(1)称取下述按高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料的总重量百分比计的各组分：聚丙烯20％-87％、聚乙烯5％-20、玻纤5％-40％、相容剂1％-10％、尼龙1％-5％、低翘曲助剂0.1％-2％、热稳定剂0.05％-2％和加工助剂0.05％-1％；
(2)将(1)中称取好的除去玻纤外的其他各组分加入长径比为36-40:1的双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，挤出温度为200℃-230℃，玻纤从侧喂料口处加入。
本发明的有益技术效果是：通过各组分的复配，改善玻纤增强聚丙烯横纵向收缩率的差异，从根本上改善了材料的翘曲性，并且焊接方面的性能不会衰减，焊接密封性得到很大提高，大幅度拓宽了玻纤增强聚丙烯的应用领域。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
实施例1
将57公斤聚丙烯K1011、5公斤尼龙11、0.7公斤热稳定剂(0.5公斤酚类热稳定剂Irganox1010和0.4公斤亚磷酸酯类热稳定剂Irganox168)、0.8公斤加工助剂硬脂酸钙、8公斤马来酸酐接枝聚丙烯BONDYRAM 1001CN、30公斤短切玻璃纤维508A加入长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，30公斤短切玻璃纤维从侧喂口处加入，挤出温度为220℃，最终得到产品。所得料粒经制样并测试性能，具体数据见下面表格1。
实施例2
将40公斤聚丙烯K1011、20公斤HDPE5000S、2公斤TMP-5、0.7公斤热稳定剂(0.5公斤酚类热稳定剂Irganox1010和0.4公斤亚磷酸酯类热稳定剂Irganox168)、0.8公斤加工助剂硬脂酸钙、8公斤马来酸酐接枝聚丙烯BONDYRAM1001CN、30公斤短切玻璃纤维508A加入长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，30公斤短切玻璃纤维从侧喂口处加入，挤出温度为220℃，最终得到产品。所得料粒经制样并测试性能，具体数据见下面表格1。
实施例3
将40公斤聚丙烯K1011、20公斤LDPE 2426H、2公斤TMP-5、0.7公斤热稳定剂(0.5公斤酚类热稳定剂Irganox1010和0.4公斤亚磷酸酯类热稳定剂Irganox168)、0.8公斤加工助剂硬脂酸钙、8公斤马来酸酐接枝聚丙烯BONDYRAM1001CN、30公斤短切玻璃纤维508A加入长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，30公斤短切玻璃纤维从侧喂口处加入，挤出温度为220℃，最终得到产品。所得料粒经制样并测试性能，具体数据见下面表格1。
实施例4
将40公斤聚丙烯K1011、15公斤LDPE 2426H、5公斤尼龙11、2公斤TMP-5、0.7公斤热稳定剂(0.5公斤酚类热稳定剂Irganox1010和0.4公斤亚磷酸酯类热稳定剂Irganox168)、0.8公斤加工助剂硬脂酸钙、8公斤马来酸酐接枝聚丙烯BONDYRAM 1001CN、30公斤短切玻璃纤维508A加入长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，30公斤短切玻璃纤维从侧喂口处加入，挤出温度为220℃，最终得到产品。所得料粒经制样并测试性能，具体数据见下面表格1。
对比例
将62公斤聚丙烯K1011、0.7公斤热稳定剂(0.5公斤酚类热稳定剂Irganox1010和0.4公斤亚磷酸酯类热稳定剂Irganox168)、0.8公斤加工助剂硬脂酸钙、8公斤马来酸酐接枝聚丙烯BONDYRAM 1001CN、30公斤短切玻璃纤维508A加入长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，30公斤短切玻璃纤维从侧喂口处加入，挤出温度为220℃，最终得到产品。所得料粒经制样并测试性能，具体数据见下面表格1。
焊接强度测试：将样料注塑成100×40×4mm的方板，将两块方板通过热熔焊接仪器焊接上，焊接面为40×4mm的窄面积，放置在标准环境下24小时后通过拉伸仪器测试其强度，测试标准为ISO 527。
焊接密封性测试：采用铅酸蓄电池外壳的模型，焊接冷却后往内部注入有颜色的水，观察是否有渗漏，评判结果为：通过、不通过。
翘曲变形测试：将样料注塑成100×100×1mm的方板，冷却后观察样板平整度，评判结果为：差、中、好。
表1
通过上述表格中的对比测试结果可知，通过各组分的复配，改善玻纤增强聚丙烯横纵向收缩率的差异，从根本上改善了材料的翘曲性，并且焊接方面的性能不会衰减，焊接密封性得到很大提高。

Claims (4)

1.一种高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于：包括以下按重量百分比计的各组分：聚丙烯20%-87%、聚乙烯5%-20、玻纤5%-40%、相容剂1%-10%、尼龙1%-5%、低翘曲助剂0.1%-2%、热稳定剂0.05%-2%和加工助剂0.05%-1%；其中所述聚丙烯为共聚聚丙烯和均聚聚丙烯中的至少一种；所述聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的至少一种；所述相容剂为极性单体接枝聚合物，且聚合物选自聚乙烯、聚丙烯中的至少一种，极性单体为马来酸酐、丙烯酸及丙烯酸酯类中的至少一种；所述尼龙为尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙610及尼龙612中的至少一种；所述低翘曲助剂为山梨醇类化合物、芳香族羧酸金属盐和高级脂肪酸金属皂中的至少一种；所述加工助剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌和芥酸酰胺中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于：所述玻纤为无碱玻纤。
3.根据权利要求1所述的高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于：所述热稳定剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类、杯芳烃类热稳定剂中的一种或其两种以上的混合物。
4.一种权利要求1至3中任一权利要求所述的高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：
（1）称取下述按高焊接强度、焊接密封性优异的玻纤增强聚丙烯材料的总重量百分比计的各组分：聚丙烯20%-87%、聚乙烯5%-20、玻纤5%-40%、相容剂1%-10%、尼龙1%-5%、低翘曲助剂0.1%-2%、热稳定剂0.05%-2%和加工助剂0.05%-1%；
（2）将（1）中称取好的除去玻纤外的其他各组分加入长径比为36-40: 1的双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，挤出温度为200℃-230℃，玻纤从侧喂料口处加入。
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