CN106117780A - 聚烯烃树脂单片制造方法及聚烯烃树脂单片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚烯烃树脂单片制造方法，其包括以下步骤：将长度为5㎜至20㎜的纤维增强材料浸入包含分子量分布为3至6的丙烯均聚物及着色剂的熔融混合物中以形成热塑性树脂复合体，并且所述热塑性树脂复合体的常温下的冷却速度为19℃/分钟以上。此外，本发明涉及一种由热塑性树脂复合体形成的聚烯烃树脂单片，所述热塑性树脂复合体包括：包含分子量分布为3至6的丙烯均聚物及着色剂的高分子基底；及浸入所述高分子基底的长度为5㎜至20㎜的纤维增强材料，并且通过ASTM D256测定的冲击强度为200J/m以上。

Description

聚烯烃树脂单片制造方法及聚烯烃树脂单片
技术领域
本发明涉及一种聚烯烃树脂单片制造方法及聚烯烃树脂单片。更具体地，本发明涉及一种生产速度及加工性提高的聚烯烃树脂单片制造方法及具有低比重、冲击强度和抗拉强度等机械性能高且组分均匀的聚烯烃树脂单片。
背景技术
近年来，在汽车、电子领域对具有低比重的树脂组合物的要求正在变高。这是因为，当利用具有低比重的树脂组合物制造汽车时，可以实现汽车的轻型化。随着汽车的轻型化基本功能即加速力和制动力提升，从而可以最大限度地提高发动机效率，而且可以产生缓解轮胎、刹车、悬吊系统承受的负载及驾驶人员疲劳度的效果。另外，对于输出，至少单位马力要承担的重量比相对减少，因此与重型车辆相比，可确保优越的加速性能和运行性能。
然而，所述具有低比重的树脂要想作为实际产品得到普及，必须能够保持一定水平以上的机械强度及加工性。
为此，对耐化学性优秀且易于成形的通用塑料聚烯烃树脂中混入玻璃纤维搅拌以加强聚烯烃树脂的机械性能的方案进行了研究。然而，在混炼搅拌设备中大部分玻璃纤维显著受损，因此长度极短的玻璃纤维与聚烯烃树脂混合，从而在提高产品的强度上受到限制。另外，由于将聚烯烃树脂和玻璃纤维进行混合而制造产品的加工时间变长，导致生产速度降低以及制造成本上升。
因此，需要研发出一种可保持低比重且具有适当水平以上的机械性能特别是冲击强度高的新树脂组合物以及快速制造该树脂组合物的方法。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种生产速度及加工性提高的聚烯烃树脂单片制造方法。
本发明的另一目的在于提供一种具有低比重、冲击强度和抗拉强度等机械性能高且组分均匀的聚烯烃树脂单片。
技术方案
本发明提供一种聚烯烃树脂单片制造方法，该方法包括以下步骤：将长度为5mm至20mm的纤维增强材料浸入包含分子量分布(molecular weightdistribution)为3至6的丙烯均聚物及着色剂的熔融混合物中以形成热塑性树脂复合体，并且通过以下数学式1得到的所述热塑性树脂复合体的常温下的冷却速度为19℃/分钟以上。
[数学式1]
冷却速度(℃/min)＝(Tc1-Tc2)/(tc2-tc1)
在所述数学式1中，Tc1为通过DSC测定的开始结晶化的温度，Tc2为通过DSC测定的结晶化结束时的温度，tc1为通过DSC测定的开始结晶化的时间，tc2为通过DSC测定的结晶化结束的时间。
本发明还提供一种聚烯烃树脂单片，其由热塑性树脂复合体形成，所述热塑性树脂复合体包括：包含分子量分布(molecular weight distribution)为3至6的丙烯均聚物及着色剂的高分子基底；及浸入所述高分子基底的长度为5mm至20mm的纤维增强材料，并且通过ASTM D256测定的冲击强度为200J/m以上。
下面，更详细地说明本发明的具体示例性实施方案的聚烯烃树脂单片制造方法及聚烯烃树脂单片。
在本说明书中，“均聚物”是指仅由乙烯或丙烯或α-烯烃中的一个单体聚合而成的高分子。
此外，在本说明书中，“(烯烃)嵌段共聚物”为乙烯或丙烯和α-烯烃共聚合而成的高分子，是指由于物理或化学特性如分别来自乙烯或丙烯和α-烯烃中的重复单元的含量(摩尔分数)、结晶度、密度、或者熔点等特性中的一个以上特性值彼此不同而在高分子内包含可被彼此区分的多个重复单元嵌段或链段的共聚物。
根据本发明的一个示例性实施方案，可提供一种聚烯烃树脂单片制造方法，该方法包括以下步骤：将长度为5mm至20mm的纤维增强材料浸入包含分子量分布为3至6的丙烯均聚物及着色剂的熔融混合物中以形成热塑性树脂复合体，并且通过所述数学式1得到的所述热塑性树脂复合体的常温下的冷却速度为19℃/分钟。
本发明人们通过实验确认，当利用上述特定的聚烯烃树脂单片制造方法时，由于将包含丙烯均聚物及着色剂的混合物进行熔融后浸入纤维增强材料而形成的热塑性树脂复合体的冷却速度高，不仅缩短整个聚烯烃树脂单片制造工艺，而且最终制造的聚烯烃树脂单片可具有优秀的机械性能，从而完成了本发明。
具体地，所述丙烯均聚物具有熔融黏度低的特性，因此所述包含丙烯均聚物及着色剂的混合物在熔融状态下流动性变高，可使组分变得均匀，进而所述纤维增强材料可以更加均匀且坚实地浸入最终制造的聚烯烃树脂单片内部。
特别是，所述丙烯均聚物具有上述特定的分子量分布，因此纤维增强材料浸入所述包含丙烯均聚物及着色剂的熔融混合物后，不仅可在常温下快速结晶化，而且可以避免所述熔融混合物和所述纤维增强材料之间的结合力降低。
另外，据以往所知，在纤维强化热塑性树脂复合体的制造过程中加入颜料或着色剂时，纤维强化树脂的机械性能会大大降低，因此通常使用将包含纤维增强材料的树脂片和包含着色剂的着色树脂片混合及熔融挤压而得到复合树脂片。
相反地，在所述示例性实施方案的制造方法中，无需因上述的丙烯均聚物特性而将着色剂适用于另一树脂片，即使在制造阶段将着色剂直接混入所述丙烯均聚物来形成单片，所制造的聚烯烃树脂单片也能够实现与将包含所述纤维增强材料的树脂片和包含着色剂的着色树脂片进行混合及熔融而制造的复合树脂片同等或更好的优秀机械性能。
所述聚烯烃树脂单片制造方法可包括以下步骤：将长度为5mm至20mm的纤维增强材料浸入包含分子量分布为3至6的丙烯均聚物及着色剂的熔融混合物中以形成热塑性树脂复合体。
所述丙烯均聚物的分子量分布可以是3至6或5至6。所述分子量分布为高分子物质中的分子量分布，是指重均分子量和数均分子量之比(重均分子量/数均分子量的值)。所述重均分子量和数均分子量之比越是接近1，分布变得越窄。
当所述丙烯均聚物的分子量分布过度降低小于3时，所述包含丙烯均聚物及着色剂的熔融混合物中浸入纤维增强材料之后，可能会导致所述熔融混合物和纤维增强材料之间的结合力降低等表面质量欠佳或者因熔融混合物的黏度提高而降低加工性。另外，当所述丙烯均聚物的分子量分布过度增加超过6时，由于剪切应力减少且黏度降低，可能会导致热塑性树脂复合体的强度降低。
所述着色剂可包括炭黑、钛黑、氧化铬、苯胺黑、氧化铁、氧化锰、石墨或这些的两种以上混合物等化合物。藉由包含所述着色剂，可以实现根据用途的颜色。
所述熔融混合物还可包含添加剂，所述添加剂包括抗冲击改性剂、无机填充剂、紫外线屏蔽剂、抗氧化剂、润滑剂、抗静电剂、抗冲击改性剂、微粒子或这些的两种以上混合物。
所述纤维增强材料可具有5mm至20mm或9mm至13mm的长度。而且，所述纤维增强材料其直径可以是100μm以下或1μm至50μm。另外，所述纤维增强材料在表面上还可以具有官能基。虽然所述官能基的例子不受特别限制，但是例如可使用环氧基、氨基甲酸酯基、硅烷基、丙烯酸基或这些的两种以上被混合的化合物。藉由所述纤维增强材料包含所述官能基，所述纤维增强材料在与所述丙烯均聚物的混合过程中相容性可得到提高。
作为所述纤维增强材料可使用如玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚丙烯腈纤维、丙烯酸酯纤维、聚醚酮纤维等，优选可使用玻璃纤维或碳纤维。
另外，对于所述聚烯烃树脂单片制造方法，通过所述数学式1得到的所述热塑性树脂复合体的常温下的冷却速度可以是19℃/分钟以上或者19℃/分钟至21℃/分钟。如上所述，所述热塑性树脂复合体包含熔融状态的分子量分布为3至6的丙烯均聚物及着色剂混合物和浸入该混合物的纤维增强材料，所述热塑性树脂复合体的冷却速度是指所述热塑性树脂复合体所包含的熔融状态的分子量分布为3至6的丙烯均聚物及着色剂混合物从熔融状态冷却为固体状态(或结晶化状态)的速度。
更具体地，所述冷却速度可通过以下数学式1求出。
[数学式1]
冷却速度(℃/min)＝(Tc1-Tc2)/(tc2-tc1)
在所述数学式1中，Tc1为通过DSC测定的开始结晶化的温度，Tc2为通过DSC测定的结晶化结束时的温度，tc1为通过DSC测定的开始结晶化的时间，tc2为通过DSC测定的结晶化结束的时间。
所述Tc1、Tc2、tc1、tc2分别可利用DSC设备进行测定，在所述Tc1以上的温度下所述热塑性树脂复合体为熔融状态，在Tc2以下的温度下所述热塑性树脂复合体为固体状态(或结晶化状态)。更具体地，所述Tc1可以表示随着降低DSC曲线数据上的温度开始出现放热峰值时的温度，所述Tc2可以表示随着从所述Tc1继续降低温度放热峰值消失时的温度。
当所述热塑性树脂复合体的冷却速度变慢低于19℃/分钟时，难以充分地形成结晶，可能会导致最终制造的聚烯烃树脂单片的机械性能降低，而且随着冷却时间变长可能会降低所述聚烯烃树脂单片制造工艺的生产速度以及增加制造成本。
另外，所述聚烯烃树脂单片制造方法还可包括以下步骤：将热塑性树脂复合体颗粒化。虽然将所述热塑性树脂复合体颗粒化的方法的例子不受特别限制，但是可以采用如通过取出设备以850至1200RPM自动化运行取出拉条(strand)并利用造粒设备将所述热塑性树脂复合体裁切成一定长度的方法等。
另外，根据本发明的另一个示例性实施方案，可提供一种聚烯烃树脂单片，该单片由热塑性树脂复合体形成，所述热塑性树脂复合体包括：包含分子量分布为3至6的丙烯均聚物及着色剂的高分子基底；及浸入所述高分子基底的长度为5mm至20mm的纤维增强材料，并且通过ASTM D256测定的冲击强度为200J/m以上。
本发明人们通过实验确认，当利用上述特定的聚烯烃树脂单片时，通过控制着色剂及纤维增强材料的含量可使纤维增强材料不被破坏且保持较长的长度，进而可以降低所述聚烯烃树脂单片的比重以及提高冲击强度，从而完成了本发明。
所述另一个示例性实施方案的聚烯烃树脂单片可通过所述聚烯烃树脂单片制造方法来得到。
具体地，所述丙烯均聚物具有熔融黏度低的特性，因此所述包含丙烯均聚物及着色剂的高分子基底在熔融状态下流动性变高，可使组分变得均匀，进而所述纤维增强材料可以更加均匀且坚实地浸入最终制造的聚烯烃树脂单片内部。
特别是，所述丙烯均聚物具有上述特定的分子量分布，因此纤维增强材料浸入所述包含丙烯均聚物及着色剂的高分子基底后，可以避免所述高分子基底和纤维增强材料之间的结合力降低。
另外，据以往所知，在纤维强化热塑性树脂复合体的制造过程中加入颜料或着色剂时，纤维强化树脂的机械性能会大大降低，因此通常使用将包含纤维增强材料的树脂片和包含着色剂的着色树脂片混合及熔融挤压而得到复合树脂片。
相反地，对于所述示例性实施方案的聚烯烃树脂单片，无需因上述的丙烯均聚物特性而将着色剂适用于另一树脂片，即使将着色剂直接混入所述丙烯均聚物来形成单片，所制造的聚烯烃树脂单片也能够实现与将包含所述纤维增强材料的树脂片和包含着色剂的着色树脂片进行混合及熔融而制造的复合树脂片同等或更好的优秀机械性能。
另外，对于上述的将包含纤维增强材料的树脂片和包含着色剂的着色树脂片进行混合及熔融而制造的复合树脂片，由于树脂片之间难以均匀混合，可能会产生重量偏差及由此导致的成品尺寸偏差，但是所述示例性实施方案的聚烯烃树脂单片可通过着色剂及丙烯均聚物的均匀混合最大限度地减少重量偏差及尺寸变差。
特别是，所述聚烯烃树脂单片可以由热塑性树脂复合体形成，所述热塑性树脂复合体包括：包含分子量分布为3至6的丙烯均聚物及着色剂的高分子基底；及浸入所述高分子基底的长度为5mm至20mm的纤维增强材料。
具体地，所述热塑性树脂复合体可包括包含分子量分布为3至6的丙烯均聚物及着色剂的高分子基底。
所述高分子基底是指大量的高分子化合物中混合有少量的陶瓷物质或金属物质或其他高分子化合物的复合物。虽然所述高分子基底的具体状态的例子不受特别限制，但是可以是如熔融状态、玻璃转化状态、或者固体状态(结晶化状态)。
所述高分子基底可包含分子量分布为3至6或5至6的丙烯均聚物及着色剂。
所述丙烯均聚物是指通过丙烯单体之间的聚合而形成的高分子化合物。
所述高分子基底可包含分子量分布为3至6的丙烯均聚物。当所述丙烯均聚物的分子量分布过度降低小于3时，在所述包含丙烯均聚物及着色剂的高分子基底中浸入纤维增强材料之后，可能会导致所述高分子基底和纤维增强材料之间的结合力降低等表面质量欠佳或者因高分子基底的黏度提高而降低加工性。另外，当所述丙烯均聚物的分子量分布过度增加超过6时，由于剪切应力减少且黏度降低，可能会导致热塑性树脂复合体的强度降低。
所述丙烯均聚物的熔融指数(ASTM D1238，230℃，2.16㎏的负荷下测定)可以是28g/10min至50g/10min或28g/10min至40g/10min。所述熔融指数(Melt Index，MI)为一定条件下将熔体在活塞中挤压时的流量，是指显示熔体流动的容易性的指数。对所述熔融指数产生最大影响的因素是分子量和分子量分布。虽然测定所述熔融指数的方法的例子不受特别限制，但是例如可以利用ASTM D1238方法(190℃的温度，2.16g的负荷下测定)进行测定。
所述丙烯均聚物的含量以所述聚烯烃树脂单片重量为准可以是40重量％至70重量％或50重量％至60重量％。当所述丙烯均聚物的含量以所述聚烯烃树脂单片重量为准低于40重量％时，聚烯烃树脂单片的成形加工性可能会降低。而且，当所述丙烯均聚物的含量以聚烯烃树脂单片重量为准超过70重量％时，可能会导致聚烯烃树脂单片的冲击强度减少等机械性能降低。
另外，藉由所述高分子基底包含着色剂，所述聚烯烃树脂单片根据用途可实现多种颜色。虽然所述着色剂的例子不受特别限制，但是例如可使用炭黑、钛黑、氧化铬、苯胺黑、氧化铁、氧化锰、石墨或这些的两种以上混合物等化合物。
而且，所述着色剂的含量以所述聚烯烃树脂单片重量为准可以是0.1重量％至15重量％。当所述着色剂的含量以所述聚烯烃树脂单片重量为准低于0.1重量％时，聚烯烃树脂单片的着色可能会不完整，当所述着色剂的含量以所述聚烯烃树脂单片重量为准超过15重量％时，聚烯烃树脂单片的机械性能可能会降低。
所述高分子基底还可包含添加剂，所述添加剂包括抗冲击改性剂、无机填充剂、紫外线屏蔽剂、抗氧化剂、润滑剂、抗静电剂、相容剂、微粒子或这些的两种以上混合物。
所述抗冲击改性剂可包含具有乙烯系重复单元及具有4至30个碳原子的α-烯烃系重复单元的烯烃嵌段共聚物。藉由包含所述具有乙烯系重复单元及具有4至30个碳原子的α-烯烃系重复单元的烯烃嵌段共聚物，可以提高聚烯烃树脂单片的可混合性及冲击强度。
所述乙烯系重复单元是指将乙烯化合物作为单体制造的乙烯均聚物所包含的重复单元。另外，所述具有4至30个碳原子的α-烯烃系重复单元是指将以下α-烯烃化合物作为单体而制造的均聚物所包含的重复单元：1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-已烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-二十碳烯等，优选1-丁烯或1-辛烯。
虽然所述烯烃嵌段共聚物的含量不受特别限制，但是例如以所述聚烯烃树脂单片重量为准可以是40重量％以下或0.1重量％至40重量％。当所述烯烃嵌段共聚物的含量过小时，聚烯烃树脂单片的可混合性及冲击强度可能会降低。而且，当所述烯烃嵌段共聚物的含量以聚烯烃树脂单片重量为准过度增加时，聚烯烃树脂单片的弯曲特性及成形性可能会降低。
所述烯烃嵌段共聚物的熔融指数(ASTM D1238，230℃，2.16㎏的负荷下测定)可以是2g/10min至20g/10min或5g/10min至15g/10min。所述熔融指数(Melt Index，MI)为一定条件下将熔体在活塞中挤压时的流量，是指显示熔体流动的容易性的指数。对所述熔融指数产生最大影响的因素是分子量和分子量分布。虽然测定所述熔融指数的方法的例子不受特别限制，但是例如可以利用ASTM D1238方法(190℃的温度，2.16g的负荷下测定)进行测定。
所述乙烯系重复单元及具有4至30个碳原子的α-烯烃系重复单元的摩尔比可以是6:4至7:3。
所述烯烃嵌段共聚物的重均分子量可以是50000g/mol至180000g/mol。
另外，所述热塑性树脂复合体可包含浸入所述高分子基底的长度为5mm至20mm的纤维增强材料。因此，聚烯烃树脂单片可以实现具有高刚性的特性以及高的冲击强度。
浸入所述高分子基底的纤维增强材料是指浸在高分子基底内部的纤维增强材料，具体地是指纤维增强材料的所有表面接触于高分子基底的状态。
所述纤维增强材料可具有5mm至20mm或9mm至13mm的长度。而且，所述纤维增强材料其直径可以是100μm以下或1μm至50μm。另外，所述纤维增强材料在表面上还可以具有官能基。虽然所述官能基的例子不受特别限制，但是例如可使用环氧基、氨基甲酸酯基、硅烷基、丙烯酸基或这些的两种以上被混合的化合物。藉由所述纤维增强材料包含所述官能基，所述纤维增强材料在与所述丙烯均聚物的混合过程中相容性可得到提高。
作为所述纤维增强材料可使用如玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚丙烯腈纤维、丙烯酸酯纤维、聚醚醚酮纤维等，优选可使用玻璃纤维或碳纤维。
所述纤维增强材料的含量以所述聚烯烃树脂单片重量为准可以超过15重量％、或者可以是16重量％至30重量％或18重量％至25重量％。当所述纤维增强材料的含量以所述聚烯烃树脂单片重量为准是15重量％以下时，所述聚烯烃树脂单片的机械性能可能会降低。
所述着色剂及纤维增强材料的重量比可以是1:1至1:50、或1:10至1:40、或1:15至1:30。
所述纤维增强材料及丙烯均聚物的重量比可以是1:1.5至1:10、或1:2至1:5、或1:2.5至1:3.5。因此，可以提高所述聚烯烃树脂单片的冲击强度及弯曲弹性率。
所述聚烯烃树脂单片可具有1mm至500mm、或3mm至400mm、或4mm至100mm的长度以及0.1mm至50mm、或0.5mm至30mm、或1mm至10mm、或2mm至5mm的截面直径。
当所述聚烯烃树脂单片的长度小于1mm时，所述聚烯烃树脂单片的机械性能可能会降低，而当所述聚烯烃树脂单片的长度超过500mm时，所述聚烯烃树脂单片的二次成形时原料投放可能会变得困难。
所述聚烯烃树脂单片其通过ASTM D256测定的冲击强度可以是200J/m以上、或220J/m至350J/m、或230J/m至320J/m。所述聚烯烃树脂单片具有上述范围的高冲击强度，从而可以实现最终产品的高刚性。
此外，所述聚烯烃树脂单片其通过ASTM D638测定的抗拉强度可以是50MPa以上、或55MPa至100MPa、或60MPa至90MPa。所述聚烯烃树脂单片具有上述范围的高抗拉强度，从而可以实现最终产品的高刚性。
所述聚烯烃树脂单片其通过ASTM D792测定的比重可以是0.8至1.2、或0.9至1.1、或1.0至1.05。所述聚烯烃树脂单片具有上述范围的比重，从而可以实现最终产品的轻型化。当所述聚烯烃树脂单片的比重超过1.2时，可能难以实现最终产品的轻型化。
另外，所述聚烯烃树脂单片所包含的热塑性树脂复合体的常温下的冷却速度可以是19℃/分钟以上或19℃/分钟至21℃/分钟。如上所述，所述聚烯烃树脂单片由热塑性树脂复合体形成，所述热塑性树脂复合体包括包含分子量分布为3至6的丙烯均聚物及着色剂的高分子基底及浸入所述高分子基底的纤维增强材料，所述高分子基底可以是熔融状态、玻璃转化状态或固体状态(或结晶化状态)。
即，所述热塑性树脂复合体的冷却速度是指包含在所述热塑性树脂复合体中的高分子基底从熔融状态冷却为固体状态(或结晶化状态)的速度。
更具体地，所述冷却速度可通过以下数学式1求出。
[数学式1]
冷却速度(℃/min)＝(Tc1-Tc2)/(tc2-tc1)
在所述数学式1中，Tc1为通过DSC测定的开始结晶化的温度，Tc2为通过DSC测定的结晶化结束时的温度，tc1为通过DSC测定的开始结晶化的时间，tc2为通过DSC测定的结晶化结束的时间。
所述Tc1、Tc2、tc1、tc2分别可通过DSC设备进行测定，在所述Tc1以上的温度下所述热塑性树脂复合体为熔融状态，在Tc2以下的温度下所述热塑性树脂复合体为固体状态(或结晶化状态)。更具体地，所述Tc1可以表示随着降低DSC曲线数据上的温度开始出现放热峰值时的温度，所述Tc2可以表示随着从所述Tc1继续降低温度放热峰值消失时的温度。
当所述热塑性树脂复合体的冷却速度低于19℃/分钟时，可能会导致最终制造的聚烯烃树脂单片的机械性能降低，而且随着冷却时间变长可能会降低所述聚烯烃树脂单片的生产速度以及增加制造成本。
另外，所述聚烯烃树脂单片可以由热塑性树脂复合体的颗粒形成，所述热塑性树脂复合体包括：包含所述包含分子量分布为3至6的丙烯均聚物及着色剂的高分子基底；及浸入所述高分子基底的长度为5mm至20mm的纤维增强材料。所述颗粒的具体形状、大小、颜色的例子不受特别限制，作为制造所述颗粒的方法可以例举通过取出设备以850至1200RPM自动化运行取出拉条并利用造粒设备将所述热塑性树脂复合体裁切成一定长度的方法等。
所述聚烯烃树脂单片可用于车门模块、防震垫、车门饰件、仪表板、保险杠(bumper)、梁柱(pillar)等汽车用内外饰部件。
有益效果
根据本发明，可以提供生产速度及加工性提高的聚烯烃树脂单片制造方法及具有低比重、冲击强度和抗拉强度等机械性能高且组分均匀的聚烯烃树脂单片。
附图说明
具体实施方式
在下述实施例中更详细地说明本发明。但是，下述实施例只是用于例示本发明，本发明的内容不限于下述实施例。
<实施例1至2：聚烯烃树脂单片的制造>
将混合有丙烯均聚物及添加剂的树脂组合物进行加热使其熔融后，其中浸入长度为11mm的长玻璃纤维，以制造热塑性树脂复合体。然后，将所述热塑性树脂复合体放入常温的水槽中进行结晶化，以制造最长轴的长度为11mm且截面直径为3mm的聚烯烃树脂单片。此时，所述聚烯烃树脂单片的组分示于下表1中。
【表1】
实施例的聚烯烃树脂单片组分
*丙烯均聚物A(MI：30g/10min，MWD[＝Mw/Mn]：5.8)
*添加剂
-实施例1：炭黑(粒径50μm，比重1.8)，Rubber A(MI：12g/10min，重均分子量：105000g/mol)
-实施例2：炭黑(粒径50μm，比重1.8)，Rubber B(MI：8g/10min，重均分子量：98000g/mol)
*长玻璃纤维:截面直径为20μm，长度为11mm的玻璃纤维
*所述熔融指数(MI，Melting Index)是按照ASTM D1238标准在230℃、2.16㎏的负荷下测定的。
<比较例1至7：聚烯烃树脂单片的制造>
如下表2所示，除了聚烯烃树脂单片的组分不同之外，以与实施例相同的方法制造了聚烯烃树脂单片。
【表2】
比较例的聚烯烃树脂单片组分
*丙烯均聚物A(MI：30g/10min，MWD：5.8)
*丙烯均聚物B(MI：25g/10min，MWD：2.9)
*丙烯均聚物C(MI：80g/10min，MWD：6.4)
*乙烯-丙烯共聚物(MI：80g/10min，MWD：6.7)
*添加剂
-比较例1：炭黑(粒径50μm，比重1.8)，Rubber A(MI：12g/10min，重均分子量：105000g/mol)
-比较例2：炭黑(粒径50μm，比重1.8)，Rubber A(MI：12g/10min，重均分子量：105000g/mol)
-比较例3：炭黑(粒径50μm，比重1.8)，Rubber B(MI：8g/10min，重均分子量：98000g/mol)
-比较例4：炭黑(粒径50μm，比重1.8)，Rubber A(MI：12g/10min，重均分子量：105000g/mol)
-比较例5：炭黑(粒径50μm，比重1.8)，Rubber A(MI：12g/10min，重均分子量：105000g/mol)
-比较例6：炭黑(粒径50μm，比重1.8)，Rubber A(MI：12g/10min，重均分子量：105000g/mol)
-比较例7：炭黑(粒径50μm，比重1.8)，Rubber A(MI：12g/10min，重均分子量：105000g/mol)
*长玻璃纤维：截面直径为15μm，长度为11mm的玻璃纤维
*短玻璃纤维：截面直径为15μm，长度为4mm的玻璃纤维
*所述熔融指数(MI，Melting Index)是按照ASTM D1238标准在230℃、2.16㎏的负荷下测定的
<实验例：实施例及比较例中得到的聚烯烃树脂单片的性能测定>
对所述实施例及比较例中得到的聚烯烃树脂单片的性能通过下述方法进行了测定，将其结果示于表3及表4中。
1.比重
对于所述实施例及比较例中得到的聚烯烃树脂单片，通过以挂在细铁丝上测定的重量和放入水中测定的重量之差计算比重的ASTM D792方法来测定了比重，将其结果示于表3中。
2.抗拉强度(MPa)
对于所述实施例及比较例中得到的聚烯烃树脂单片，按照ASTM D638制造试片，并利用抗拉试验机测定了抗拉强度，将其结果示于表3中。
3.弯曲弹性率(MPa)
对于所述实施例及比较例中得到的聚烯烃树脂单片，按照ASTM D790制造试片，并通过向所述试片的中心施力测定了弯曲弹性率，将其结果示于表3中。
4.冲击强度(J/m)
对于所述实施例及比较例中得到的聚烯烃树脂单片，按照ASTM D256制造试片，并在23℃下测定了艾佐德冲击强度(Izod Impact Strength)，将其结果示于表3中。
【表3】
实施例及比较例的实验例结果
如上表3所示，实施例1至2的聚烯烃树脂单片的比重为1.03，具有与比较例1至7的聚烯烃树脂单片同等的水平。
另外，对于冲击强度，实施例1的聚烯烃树脂单片为310J/m，实施例2的聚烯烃树脂单片为240J/m，实施例的冲击强度较高，而添加剂的含量减少至1重量％的比较例1的聚烯烃树脂单片为155J/m，替代长玻璃纤维使用短玻璃纤维的比较例2及比较例3的聚烯烃树脂单片分别为180J/m、189J/m，可以确认相对于实施例具有低的冲击强度。
由此可以确认，所述实施例的聚烯烃树脂单片以一定含量混合长玻璃纤维和添加剂，因此产生了显著的冲击强度提升效果。
另外，实施例1及2的聚烯烃树脂单片的抗拉强度为分别为61MPa、67MPa，而比较例2及3的聚烯烃树脂单片的抗拉强度为29MPa、27MPa，实施例1及2的抗拉强度高于比较例2及3。
实施例1及2的聚烯烃树脂单片的弯曲弹性率分别为2937MPa、3501MPa，而比较例2及3的聚烯烃树脂单片的弯曲弹性率为1999MPa、1938MPa，实施例1及2显示出高于比较例2及3的弯曲弹性率。
由此可以确认，所述实施例的聚烯烃树脂单片因为使用了长玻璃纤维，与使用短玻璃纤维的比较例2及3相比，抗拉强度及弯曲弹性率等机械性能大大提高。
再者，通过比较实施例1及比较例4至5的聚烯烃树脂单片可以确认，使用具有低于实施例1的MWD值的丙烯均聚物的比较例4测定出弯曲弹性率为2880MPa、冲击强度为280J/m，与实施例1相比有所降低。而且，使用具有高于实施例1的MWD值的丙烯均聚物的比较例5，由于冲击强度减少至245J/m，导致强度大大降低。
另外，通过比较实施例1及比较例6至7的聚烯烃树脂单片可以确认，替代实施例1中使用的丙烯均聚物而使用乙烯-丙烯共聚物的比较例6测定出弯曲弹性率为3060MPa、冲击强度为265J/m，与实施例1相比有所降低。而且，替代实施例1中使用的丙烯均聚物而使用丙烯均聚物和乙烯-丙烯共聚物的掺合物的比较例7测定出弯曲弹性率为3050MPa、冲击强度为265J/m，与实施例1相比也有所降低。
5.冷却速度(℃/分钟)
将所述实施例1至2及比较例4至7中制造的热塑性树脂复合体放置在常温下进行冷却，并利用差示扫描量热仪(differential scanningcalorimetry，DSC)分别测定结晶化开始的温度(例如，随着降低DSC曲线数据上的温度开始出现放热峰值时的温度)(Tc1)、结晶化结束时的温度(例如，随着从所述Tc1继续降低温度放热峰值消失时的温度)(Tc2)、结晶化开始的时间(tc1)、结晶化结束的时间(tc2)，由此通过以下数学式1求出冷却速度并示于下表4中。
[数学式1]
冷却速度(℃/min)＝(Tc1-Tc2)/(tc2-tc1)
【表4】
所述实施例1至2及比较例4至7的实验例结果
如上表4所示，制造实施例1至2的聚烯烃树脂单片时的冷却速度较快分别为19.98℃/min、19.19℃/min，而所述比较例4至7的冷却速度均低于18℃/min。
如上所述，所述实施例在制造聚烯烃树脂单片时具有较快的冷却速度，因此与比较例相比可提高生产速度且降低制造成本。

Claims (16)

1.一种聚烯烃树脂单片制造方法，包括以下步骤：
将长度为5mm至20mm的纤维增强材料浸入包含分子量分布为3至6的丙烯均聚物及着色剂的熔融混合物中以形成热塑性树脂复合体，
并且通过以下数学式1得到的所述热塑性树脂复合体的常温下的冷却速度为19℃/分钟以上，
[数学式1]
冷却速度(℃/min)＝(Tc1-Tc2)/(tc2-tc1)
在所述数学式1中，Tc1为通过DSC测定的开始结晶化的温度，Tc2为通过DSC测定的结晶化结束时的温度，tc1为通过DSC测定的开始结晶化的时间，tc2为通过DSC测定的结晶化结束的时间。
2.根据权利要求1所述的聚烯烃树脂单片制造方法，还包括以下步骤：
将所述热塑性树脂复合体进行颗粒化。
3.一种聚烯烃树脂单片，其由热塑性树脂复合体形成，
所述热塑性树脂复合体包括：包含分子量分布为3至6的丙烯均聚物及着色剂的高分子基底；及浸入所述高分子基底的长度为5mm至20mm的纤维增强材料，
并且通过ASTM D256测定的冲击强度为200J/m以上。
4.根据权利要求3所述的聚烯烃树脂单片，其中：
所述丙烯均聚物的熔融指数(ASTM D1238，230℃，2.16㎏的负荷下测定)为28g/10min至50g/10min。
5.根据权利要求3所述的聚烯烃树脂单片，其中：
相对于所述聚烯烃树脂单片的纤维增强材料的含量超过15重量％。
6.根据权利要求3所述的聚烯烃树脂单片，其中：
所述纤维增强材料及丙烯均聚物的重量比为1:1.5至1:10。
7.根据权利要求3所述的聚烯烃树脂单片，其中：
所述着色剂及纤维增强材料的重量比为1:1至1:50。
8.根据权利要求3所述的聚烯烃树脂单片，其中：
所述高分子基底还包含选自抗冲击改性剂、无机填充剂、紫外线屏蔽剂、抗氧化剂、润滑剂、抗静电剂、相容剂、微粒子中的一种以上添加剂。
9.根据权利要求8所述的聚烯烃树脂单片，其中：
所述抗冲击改性剂包含具有乙烯系重复单元及具有4至30个碳原子的α-烯烃系重复单元的烯烃嵌段共聚物。
10.根据权利要求9所述的聚烯烃树脂单片，其中：
所述烯烃嵌段共聚物的熔融指数(ASTM D1238，230℃，2.16㎏的负荷下测定)为2g/10min至20g/10min。
11.根据权利要求9所述的聚烯烃树脂单片，其中：
所述烯烃嵌段共聚物的重均分子量为50000g/mol至180000g/mol。
12.根据权利要求3所述的聚烯烃树脂单片，其长度为1mm至500mm且截面直径为0.1mm至50mm。
13.根据权利要求3所述的聚烯烃树脂单片，其通过ASTM D792测定的比重为0.8至1.2。
14.根据权利要求3所述的聚烯烃树脂单片，其通过ASTM D638测定的抗拉强度为50MPa以上。
15.根据权利要求3所述的聚烯烃树脂单片，其通过以下数学式1得到的所述热塑性树脂复合体的常温下的冷却速度为19℃/分钟以上：
[数学式1]
冷却速度(℃/min)＝(Tc1-Tc2)/(tc2-tc1)
在所述数学式1中，Tc1为通过DSC测定的开始结晶化的温度，Tc2为通过DSC测定的结晶化结束时的温度，tc1为通过DSC测定的开始结晶化的时间，tc2为通过DSC测定的结晶化结束的时间。
16.根据权利要求3所述的聚烯烃树脂单片，其用于汽车用内外饰部件。
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