CN106188824A - 聚合物树脂组合物、聚合物复合带材和汽车的前保险杠 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚合物树脂组合物，其包含含有烯烃基聚合物树脂的粘合剂树脂；用预定的化合物进行表面处理的碳纤维；和用聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝的改性聚烯烃树脂，含有所述聚合物树脂组合物的聚合物复合带材，和用所述聚合物复合带材装配的车辆前保险杠。

Description

聚合物树脂组合物、聚合物复合带材和汽车的前保险杠
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年5月29日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0076175号的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及聚合物树脂组合物、含有该聚合物树脂组合物的聚合物复合带材和使用该聚合物树脂组合物的汽车前保险杠。
背景技术
聚丙烯树脂具有诸如优异的成型性、机械物理性能和耐化学品性的特征，从而被用于各种领域，诸如汽车内饰部件、家用电器部件、工业原料、纺织品或膜。然而，由于聚丙烯树脂具有相对低的拉伸强度和弯曲强度，其在需要韧性和刚度的领域中的应用受到限制，如汽车部件领域。
因此，为了改善聚丙烯树脂的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度，使用添加刚性增强材料、诸如其他聚合物树脂和橡胶组分的方法，但是一般的增强材料可能具有局限性，以至它不能充分改善树脂的机械物理性能。
另外，为了将聚丙烯树脂施用到汽车部件和电器/电子部件中，最近玻璃纤维作为树脂增强材料被广泛使用。由于可以用比之前使用的滑石、晶须等更少量的玻璃纤维来达到改善物理特性的效果，其已被应用于多种领域。然而，添加有玻璃纤维的聚丙烯树脂存在问题使得玻璃纤维被破坏或分散，从而降低机械物理特性。
最近，已经做过许多不但使用玻璃纤维而且使用各种微纤维作为刚性增强材料的尝试，然而，目前急需开发减少聚丙烯树脂和刚性增强材料的分散、将机械物理特性诸如弯曲弹性模量和冲击强度维持或改善至或高于某种水平的方法。
虽然最近已经开发出利用碳纤维作为刚性增强材料的方法，但是在表面上具有反应性官能团的碳纤维和非极性聚丙烯之间的反应性可能并不明显，因此，也有可能存在碳纤维的强度几乎不反映在聚丙烯复合物上的限制。另外，为了增加碳纤维和聚丙烯之间的反应性和相容性，已经使用各种其他添加剂，然而，目前其物理特性值可以是理论所得值的约50％。
在背景技术部分公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解，因此它可以包含在本国对本领域普通技术人员来说未形成现有技术的信息。
发明内容
在优选方面，本发明提供一种聚合物树脂组合物，所述聚合物树脂组合物具有降低烯烃基聚合物树脂和碳纤维的分散以及向纤维复合物提供改善的机械物理特性的优点，所述机械物理特性诸如弯曲弹性模量、拉伸强度和冲击强度。
另外，本发明提供一种聚合物复合带材，所述聚合物复合带材具有被应用于车辆的前保险杠以降低总重量和改善高速碰撞性能的鲁棒性的优点。
此外，本发明提供一种车辆部件，诸如减重的车辆前保险杠，其具有改善的高速碰撞性能的鲁棒性的优点。
一方面，本发明提供一种聚合物树脂组合物，其可以包含：含有烯烃基聚合物树脂的粘合剂树脂；用一种或多种选自环氧化合物、酚类化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物进行表面处理的碳纤维；和用聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝的改性聚烯烃树脂。
具体地，所述改性聚烯烃树脂可以用基于所述改性聚烯烃树脂的总重量约0.1～10wt％的聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝，或尤其是用基于所述改性聚烯烃树脂的总重量约2～6wt％的聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝。另外，所述改性聚烯烃树脂可以包含具有分子量分布为约5～10，等规指数为约97％～100％的聚丙烯树脂。
所述聚醚胺包含一种或多种选自下列化学式1至3的聚醚胺。
[化学式1]
其中在化学式1中，L1和L2各自独立地是具有1～10个碳原子的亚烷基、具有2～10个碳原子的亚烯基、具有2～10个碳原子的亚炔基、具有3～10个碳原子的亚环烷基或具有6～30个碳原子的亚芳基；
R1是氢、具有1～18个碳原子的烷基或者未取代的或用具有1～18个碳原子的烷基取代的具有6～30个碳原子的芳基；
n是1～500的整数；和
R11和R12各自独立地是氢或具有1～10个碳原子的烷基；
[化学式2]
其中在化学式2中，L3、L4、L5和L6各和自独立地是具有1～10个碳原子的亚烷基、具有2～10个碳原子的亚烯基、具有2～10个碳原子的亚炔基、具有3～10个碳原子的亚环烷基或具有6～30个碳原子的亚芳基；
R2是氢、具有1～18个碳原子的烷基或者未取代的或用具有1～18个碳原子的烷基取代的具有6～30个碳原子的芳基；
R11和R12各自独立地是氢或具有1～10个碳原子的烷基；和
a和b是相同的或不同的，并且各自独立地是1～500的整数；
[化学式3]
其中在化学式3中，L7、L8、L9、L10、L11和L12各自独立地是具有1～10个碳原子的亚烷基、具有2～10个碳原子的亚烯基、具有2～10个碳原子的亚炔基、具有3～10个碳原子的亚环烷基或具有6～30个碳原子的亚芳基；
R3是氢、具有1～18个碳原子的烷基或者未取代的或用具有1～18个碳原子的烷基取代的具有6～30个碳原子的芳基；
R11和R12各自独立地是氢或具有1～10个碳原子的烷基；和
y是2～500的整数，x和z各自是整数，并且(x+z)是2～100的整数。
所述用聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝的改性聚烯烃树脂可以具有约5000～500000的重均分子量。
所述烯烃基聚合物可以包含聚丙烯树脂。具体地，所述粘合剂树脂包含根据ASTM D1238在约230℃的温度下具有约30g/10min～100g/10min的熔融指数的结晶聚丙烯树脂。此外，所述结晶聚烯烃树脂具有约5～10的分子量分布，约97％～100％的等规指数。
如本文所用的“等规指数”是指特定聚合物如聚丙烯的百分比，其在某些沸腾溶剂如己烷中不溶解。
所述用一种或多种选自环氧化合物、酚类化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物进行表面处理的碳纤维可以具有约1.70g/cm3～1.90g/cm3的密度和约200g/1000m～4000g/1000m的单位长度重量。
所述含有烯烃基聚合物树脂的粘合剂树脂可以以约20～95wt％的量包含在所述聚合物树脂组合物中；所述用一种或多种选自环氧化合物、酚类化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物进行表面处理的碳纤维可以以约1～70wt％的量包含在所述聚合物树脂组合物中；以及所述用聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝的改性聚烯烃树脂可以以约0.1～20wt％的量包含在所述聚合物树脂组合物中，所有wt％都是基于所述聚合物复合树脂的总重量。
另一方面，本发明还提供一种含有如上所述的聚合物树脂组合物的聚合物复合带材。
本发明还提供了一种含有上述聚合物复合带材的车辆部件。例如，所述车辆部件可以是车辆的前保险杠。在所述车辆的前保险杠中，所述聚合物复合带材可以缠绕两个或多个前保险杠梁。另外，所述车辆的前保险杠还可以包括：在所述聚合物复合带材上形成的烯烃基聚合物树脂。
本发明的其他方面在下文中公开。
附图说明
图1示出根据本发明的示例性实施方式的实施例1的示例性聚合物树脂组合物的断裂面的微观视图，其是由扫描电镜(SEM)获得的。
图2示出比较例1的聚合物树脂组合物的断裂面的微观视图，它是由扫描电镜(SEM)获得的。
图3示出实施例的示例性聚合物复合带材，其中可以安装所述聚合物复合带材的车辆前保险杠，和常规的钢制的前保险杠。
具体实施方式
本文所用的术语仅用于说明特定示例性实施方式的目的，并不旨在限制本发明。如本文所用，单数形式“一”、“一”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文明确指出除外。还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含)”和/或“包括”时，指定存在规定的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组分，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组分和/或其组合。如本文所用的术语“和/或)”包括一个或多个相关列出的项目中的任何或所有组合。
除非具体说明或从上下文中是显而易见的，本文所用的术语“约”被理解为在本领域正常公差范围内，例如在平均值的2个标准差范围内。“约”可以被理解为在指定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％的范围内。除非从上下文中是清楚的，本文所提供的所有数值都用术语“约”修饰。
另外，应当理解的是，本文所用的术语“车辆”、“车用”或其他类似的术语通常包括机动车辆，如包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车和各种商用车辆的客车，包括各种船艇和舰船的船只，飞机等，并且包括混合动力汽车，电动汽车，插电式混合动力车辆，氢动力车辆和其它替代燃料(例如从非石油资源衍生的燃料)汽车。如本文所提到的，混合动力车辆是具有两个或多个动力源的车辆，例如汽油动力和电动力的车辆。
在下文中，现在对本发明的各种实施方式作出具体的参考、其实例在附图中示出并在下文中描述。虽然本发明将结合示例性实施方式来进行描述，但是应当理解的是本说明书并不旨在将本发明限制在这些示例性实施方式中。相反，本发明旨在不仅覆盖示例性实施方案，而且还覆盖各种另选的替代方案、修改、等同物和其他实施方案，其可以包括在如所附权利要求限定的本发明的精神和范围内。
一方面，本发明提供一种聚合物树脂组合物。
在本发明的示例性实施方式中，本发明提供一种聚合物树脂组合物，其可以包含：含有烯烃基聚合物树脂的粘合剂树脂；用一种或多种选自环氧化合物、酚类化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物进行表面处理的碳纤维；和用聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝的改性聚烯烃树脂。
另一方面，本发明提供一种含有聚合物树脂组合物的聚合物复合带材。
此外，另一方面，本发明提供一种可以用装配有聚合物复合带材的车辆部件。根据本发明的示例性实施方式的示例性车辆部件可以是车辆的前保险杠。
在下文中，将详细描述根据本发明的各种示例性实施方式的聚合物树脂组合物、聚合物复合带材和车辆的前保险杠。
根据本发明的示例性实施方式，一种聚合物树脂组合物可以包含：含有烯烃基聚合物树脂的粘合剂树脂；用一种或多种选自环氧化合物、酚类化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物进行表面处理的碳纤维；和用聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝的改性聚烯烃树脂。
本发明的发明人已经对将碳纤维浸渍在含有烯烃基的聚合物树脂的粘合剂树脂中的方法进行了研究。因此，经过实验已经确认，将结合到如上所述预定的化合物表面的碳纤维和粘合剂纤维混合在可以提供聚合物树脂组合物材料，所述粘合剂纤维同时具有用聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝的改性聚烯烃树脂，所述聚合物树脂组合物材料具有在粘合剂树脂和碳纤维之间大大改善的反应性和相容性，烯烃基聚合物树脂和碳纤维的降低的分散，和较高的机械物理特性诸如弯曲弹性模量、拉伸强度和冲击强度。
所述聚合物树脂组合物可以包含用聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝的改性聚烯烃树脂，由此碳纤维和粘合剂树脂之间的界面粘附可以增加，并且碳纤维的浸渍可以最大化，从而提供了一种具有极好的拉伸强度的聚合物树脂组合物。
在相关领域中，将已知的用马来酸酐接枝的改性聚烯烃树脂添加到烯烃基聚合物树脂中以增加与刚性增强材料诸如玻璃纤维的相容性的方法先前是已知的。然而，这种方法仅使用用马来酸酐接枝的聚烯烃树脂，难以充分改善在碳纤维和烯烃基聚合物树脂之间的相容性，或在烯烃基聚合物树脂中碳纤维的浸渍特性。另外，在改善最终制备的聚合物树脂组合物或者聚合物复合物的弯曲弹性模量、拉伸强度和抗冲击性的方面可存在某些缺陷。
如本文所用的“用聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝的改性聚烯烃树脂”是指聚烯烃基聚合物，其中聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐被接枝在聚烯烃主链上以形成支链。
所述二羧酸可以包括马来酸、邻苯二甲酸、衣康酸、柠康酸、烯基琥珀酸、顺-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸、4-甲基-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸或它们中的两种或更多种的混合物，二羧酸的二酸酐可以是上述实例的二羧酸二酸酐。
所述改性聚烯烃树脂可以用约0.1～10wt％的聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝，或尤其是用约2～6wt％的聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝。
在改性聚烯烃树脂中所述聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐具有基于改性聚烯烃的总重量约0.1wt％～10wt％的量。当小于约0.1wt％的聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐在聚烯烃树脂上接枝时，很难充分地表现出增加相容性或反应性的性能，当大于约10wt％的聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐在聚烯烃树脂上接枝时，可能会降低聚合物树脂组合物或由其形成的树脂成型制品的机械物理性能或柔性。
聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐的接枝率可从通过改性聚烯烃树脂的酸-碱滴定法所获得的结果中测量。例如，将约1g改性聚丙烯树脂加入150ml水饱和二甲苯中，将其回流2小时，然后将少量的1wt％百里酚蓝-二甲基甲酰胺溶液加入其中，用0.05N氢氧化钠-乙醇溶液略微过量滴定以得到海蓝色溶液，之后，用0.05N盐酸-异丙醇溶液对该溶液进行反滴定直至该溶液出现黄色，从而确定酸值，因此，由此计算出在改性聚丙烯树脂上接枝的聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐的量。
作为改性聚烯烃树脂，可以使用任何已知在树脂成型制品中常用的烯烃基聚合物而无任何特殊限制，例如，改性聚烯烃树脂可以包括具有约5～10的分子量分布的聚丙烯树脂和具有约97％～100％的等规指数的聚丙烯树脂。
另外，所述改性聚烯烃树脂可以是具有分子量分布为约5～10，并且等规指数为约97％～100％的聚丙烯树脂。
由于聚醚胺出现在改性烯烃树脂的末端，碳纤维可以具有大于聚合物树脂如聚丙烯的粘附性和相容性，并且用表面改性的碳纤维浸渍的纤维复合材料可具有更大的机械物理性能诸如弯曲弹性模量和冲击强度。
所述聚醚胺可以包含一种或多种选自下列化学式1至3的聚醚胺。
[化学式1]
其中在化学式1中，
L1和L2各自独立地是具有1～10个碳原子的亚烷基、具有2～10个碳原子的亚烯基、具有2～10个碳原子的亚炔基、具有3～10个碳原子的亚环烷基或具有6～30个碳原子的亚芳基；
R1是氢、具有1～18个碳原子的烷基或者未取代的或用具有1～18个碳原子的烷基取代的具有6～30个碳原子的芳基；
n是1～500的整数；且
R11和R12各自独立地是氢或具有1～10个碳原子的烷基；
[化学式2]
其中在化学式2中，
L3、L4、L5和L6各自独立地是其他具有1～10个碳原子的亚烷基、具有2～10个碳原子的亚烯基、具有2～10个碳原子的亚炔基、具有3～10个碳原子的亚环烷基或具有6～30个碳原子的亚芳基；
R2是氢、具有1～18个碳原子的烷基或者未取代的或用具有1～18个碳原子的烷基取代的具有6～30个碳原子的芳基；
R11和R12分别是氢或具有1～10个碳原子的烷基；且
a和b是相同的或不同的，并且彼此独立地是1～500的整数；
[化学式3]
其中在化学式3中，
L7、L8、L9、L10、L11和L12各自独立地是具有1～10个碳原子的亚烷基、具有2～10个碳原子的亚烯基、具有2～10个碳原子的亚炔基、具有3～10个碳原子的亚环烷基或具有6～30个碳原子的亚芳基；
R3是氢、具有1～18个碳原子的烷基或者未取代的或用具有1～18个碳原子的烷基取代的具有6～30个碳原子的芳基；
R11和R12各自独立地是氢或具有1～10个碳原子的烷基；和
y是2～500的整数，x和z各自是整数，并且(x+z)是2～100的整数。
所述用聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝的改性聚烯烃树脂可以具有约5000～500000的重均分子量。
所述实施方式的聚合物树脂组合物可以包含约0.1～20wt％，或约0.5～10wt％的用聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝的改性聚烯烃树脂。
同时，作为粘合剂树脂，可以使用烯烃基聚合物树脂，具体地，所述烯烃基聚合物可以包含聚丙烯树脂。
作为聚丙烯树脂，可以使用任何已知在树脂成型制品中常用的聚丙烯聚合物而无任何特殊限制。尤其是，可以使用具有约30～100g/10min的熔融指数(ASTM D1238，230℃)的高度结晶或结晶的聚丙烯树脂。
当聚丙烯树脂具有小于约30g/10min的熔融指数(ASTM D1238，230℃)时，难以确保在成型加工期间足够的可加工性，并且由于高粘度，可能会中断碳纤维的分散。另外，当聚丙烯树脂具有大于约100g/10min的熔融指数(ASTM D1238，230℃)时，由于低粘度，对于最终产品可能难以具有合适的冲击强度，结果是，另外，拉伸强度、弯曲强度和弹性模量可能降低。
所述聚合物树脂组合物可以包含基于聚合物树脂组合物的总重量约20～95wt％，或约40～80wt％的聚丙烯树脂。当聚丙烯树脂的含量小于预定量，例如小于约20wt％时，树脂组合物的流动性可能降低，从而在成型性能上产生问题，并且纤维或添加物诸如碳纤维的量可能太大，从而使最终产品的比重过度增加或降低了可加工性。当聚丙烯树脂的含量大于预定量，例如约95wt％时，由于碳纤维的低分散密度可以产生附聚，并且碳纤维的量可能不足，从而降低最终产品的机械物理特性。
高度结晶聚丙烯树脂可以具有约5～10的分子量分布，和约97％～100％的等规指数。
如上所述，实施方案的聚合物树脂组合物可以包含用一种或多种选自环氧化合物、酚类化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物进行表面处理的碳纤维。
具体地，实施方式的聚合物树脂组合物可以包括基于聚合物树脂组合物的总重量约1～70wt％，或约10～55wt％的用一种或多种选自环氧化合物、酚类化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物进行表面处理的碳纤维。
当包含的碳纤维的量小于预定量，例如聚合物树脂组合物的约1wt％时，可能会降低最终产品的机械物理特性，当包含的碳纤维的量大于聚合物树脂组合物的约70wt％时，最终产品的比重可能会太高，或可能会降低可加工性。
所述用一种或多种选自环氧化合物、酚类化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物进行表面处理的碳纤维可以具有约1.70g/cm3～1.90g/cm3的密度。另外，所述用一种或多种选自环氧化合物、酚类化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物表面处理的碳纤维可以具有约200g/1000m～4000g/1000m的单位长度重量。
在将用化合物表面处理的碳纤维浸渍在粘合剂树脂中的过程中，可以使用任何已知的在热塑性树脂中浸渍玻璃长纤维方法和装置而无任何特殊限制。
根据本发明的另一方面，可以提供含有聚合物树脂组合物的聚合物复合带材。
聚合物复合带材可以使用上述实施方式的聚合物树脂组合物通过各种制备方法来提供，例如，可以通过使纤维通过由聚合物树脂熔体供给的浸渍模以带或股线的形状来制备，然后拉伸并压缩生成物。
所述聚合物复合带材可以降低烯烃基聚合物树脂和碳纤维的分散，改善纤维复合材料的机械物理特性诸如弯曲弹性模量、拉伸强度和冲击强度。因此，聚合物复合带材可以应用于车辆部件中，诸如车辆的前保险杠，以降低总重量并改善高速碰撞性能的鲁棒性。
另外，本发明提供一种车辆部件，具体地其包含含有如上所述聚合物复合树脂的聚合物复合带材。具体地，车辆的前保险杠可配备有聚合物复合带材。
如图3所示，由于在撞击时的安全问题，对车辆的前后梁而言，到目前为止常常向其施用钢材。然而，考虑到出于汽车重量减轻的安全问题，车辆的前保险杠可以具有钢/塑料复合混合结构，从而减轻车辆的重量，以及在高速撞击时确保安全性。
在车辆的前保险杠中，聚合物复合带材可以缠绕两个或多个前保险杠梁。例如，聚合物复合带材可以缠绕彼此平行安装的两个或多个热模塑管以制造前保险杠。
此外，还可以包括在聚合物复合带材上形成的烯烃基聚合物树脂层。具体地，在将安装在前保险杠上的保险杠梁周围缠绕聚合物复合带材之后，聚合物复合带材的外部可以用烯烃基聚合物树脂成型以形成烯烃基聚合物树脂层。
根据本发明，提供一种聚合物树脂组合物，其能够降低烯烃基聚合物树脂和碳纤维的分散，和改善纤维复合材料的机械物理特性诸如弯曲弹性模量、拉伸强度和冲击强度。还提供一种聚合物复合带材，其可以应用于车辆部件中，诸如车辆的前保险杠，以降低总重量和改善高速碰撞性能的鲁棒性。还提供一种重量减轻的车辆前保险杠，其可以具有改善的高速碰撞性能的鲁棒性。
实施例
将在以下实施例中详细描述本发明。然而，以下实施例仅说明本发明，而不以任何方式限制本发明的公开。
[比较例和实施例：聚合物树脂组合物的制备]
比较例1
在240℃无增容剂下以300rpm用双螺杆挤出机将高度结晶的聚丙烯树脂(熔融指数：60g/10min(ASTM D1238，230℃)，分子量分布：7，等规指数98.8％)捏合，并且用来自Toray Industries公司的环氧树脂大小的碳纤维(CF，等级名，T700SC-24000-50C)在270℃的模温下以6:4的重量比浸渍，以获得碳纤维增强的聚合物树脂组合物。所得的聚合物树脂组合物的断裂面的SEM照片在图2中示出。
比较例2
在240℃下以300rpm用双螺杆挤出机将高度结晶的聚丙烯树脂(熔融指数：60g/10min(ASTM D1238，230℃)，分子量分布：7，等规指数98.8％)与具有1wt％的马来酸酐接枝率的聚丙烯(分子量分布：7，等规指数98.8％)捏合。所得的捏合产物用来自Toray Industries公司的环氧树脂大小的碳纤维(CF，等级名T700SC-24000-50C)在270℃的模温下浸渍，以获得碳纤维增强的聚合物树脂组合物。
比较例3
如下表1所示，与比较例2相同的方式获得碳纤维增强的聚合物树脂组合物以，除了具有1wt％的马来酸酐接枝率的聚丙烯的量不同。
比较例4
以与比较例2相同的方式获得碳纤维增强的聚合物树脂组合物，除了使用具有4wt％的马来酸酐接枝率的聚丙烯，而不是具有1wt％的马来酸酐接枝率的聚丙烯。
比较例5
以与比较例3相同的方式获得碳纤维增强的聚合物树脂组合物，除了使用具有4wt％的马来酸酐接枝率的聚丙烯，而不是具有1wt％的马来酸酐接枝率的聚丙烯。
实施例1
在240℃下以300rpm用双螺杆挤出机将高度结晶的聚丙烯树脂(熔融指数：60g/10min(ASTM D1238，230℃)，分子量分布：7，等规指数98.8％)与具有4wt％的马来酸酐接枝率的聚丙烯(分子量分布：7，等规指数98.8％)与PEA(聚乙撑胺)反应所制备的GMP730X捏合。
所得的捏合产物用来自Toray Industries公司的环氧树脂大小的碳纤维(CF,等级名T700SC-24000-50C)在270℃的模温下浸渍，以获得碳纤维增强的聚合物树脂组合物。
所获得的聚合物树脂组合物的断裂面的SEM照片在图1中示出。
实施例2
以与实施例1相同的方式获得碳纤维增强的聚合物树脂组合物，除了GMP730X的量不同，如下表1所示。
实施例3
以与实施例1相同的方式获得碳纤维增强的聚合物树脂组合物，除了GMP730X的量不同，如下表1所示。
[制备实施例和实验实施例：聚合物复合带材和汽车的前保险杠的制造，以及其物理特性评估]
制备实施例1-聚合物复合带材的制备
在将实施例和比较例中所获得的每个聚合物树脂组合物拉伸和压缩以形成带或股线的形状的情况下，制造聚合物复合带材(宽度：5-12mm，厚度：0.4-0.5mm)。
制备实施例2-车辆前保险杠的制备
如图3所示，将上述制备的聚合物复合带材缠绕在彼此平行安装的两个热模塑管周围以制备前保险杠。
实验实施例1 拉伸强度(TS)测量
根据ASTM D638在50％的相对湿度、23℃的温度下用万能试验机施加50m/min的测试速度，以测量上述制备的聚合物复合带材的断裂拉伸强度。
实验实施例2 弯曲强度(FS)测量
根据ASTM D790在50％的相对湿度、23℃的温度下用万能试验机施加10m/min的测试速度，以测量上述制备的聚合物复合带材的弯曲强度。
实验实施例3 弯曲弹性模量(FM)测量
根据ASTM D790在50％的相对湿度、23℃的温度下用万能试验机施加10m/min的测试速度，以测量上述制备的聚合物复合带材的弯曲弹性模量。
[表1]
如上表1所示，使用实施例1～3所获得的每个聚合物树脂组合物制备的聚合物复合带材具有约700MPa或更大的拉伸强度，约500MPa或更大的弯曲强度和约24GPa的弯曲弹性模量。
相反，已经确认使用比较例1～5获得的聚合物树脂组合物制备的聚合物复合带材与实施例相比仅具有降低的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量(比较例1)，或与实施例相比仅具有降低的拉伸强度或弯曲强度(比较例2～5)。
另外，相比于图1和2，已经确认用环氧树脂和聚丙烯树脂进行表面处理的碳纤维结合紧密(浸渍)，反之，在比较例1的聚合物树脂组合物中，已经确认用环氧树脂和聚丙烯树脂进行表面处理的碳纤维结合不紧密，或者显示出其中碳纤维浸渍然后离开的多个空间。

Claims (18)

1.一种聚合物树脂组合物，其包含：
含有烯烃基聚合物树脂的粘合剂树脂；
用一种或多种选自环氧化合物、酚类化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物进行表面处理的碳纤维；和
用聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝的改性聚烯烃树脂。
2.根据权利要求1所述的聚合物树脂组合物，其中所述改性聚烯烃树脂用基于所述改性聚烯烃树脂的总重量约0.1～10wt％的所述聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝。
3.根据权利要求2所述的聚合物树脂组合物，其中所述改性聚烯烃树脂用基于所述改性聚烯烃树脂的总重量约2～6wt％的所述聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝。
4.根据权利要求1所述的聚合物树脂组合物，其中所述改性聚烯烃树脂包含分子量分布为约5～10的聚丙烯树脂。
5.根据权利要求4所述的聚合物树脂组合物，其中所述改性聚烯烃树脂包含等规指数为约97％～100％的聚丙烯树脂。
6.根据权利要求1所述的聚合物树脂组合物，其中所述聚醚胺包含一种或多种选自下列化学式1至3的聚醚胺：
[化学式1]
其中在化学式1中，L1和L2各自独立地是具有1～10个碳原子的亚烷基、具有2～10个碳原子的亚烯基、具有2～10个碳原子的亚炔基、具有3～10个碳原子的亚环烷基或具有6～30个碳原子的亚芳基；
R1是氢、具有1～18个碳原子的烷基或者未取代的或用具有1～18个碳原子的烷基取代的具有6～30个碳原子的芳基；n是1～500的整数；且
R11和R12各自独立地是氢或具有1～10个碳原子的烷基；
[化学式2]
其中在化学式2中，L3、L4、L5和L6各自独立地是具有1～10个碳原子的亚烷基、具有2～10个碳原子的亚烯基、具有2～10个碳原子的亚炔基、具有3～10个碳原子的亚环烷基或具有6～30个碳原子的亚芳基；
R2是氢、具有1～18个碳原子的烷基或者未取代的或用具有1～18个碳原子的烷基取代的具有6～30个碳原子的芳基；
R11和R12各自独立地是氢或具有1～10个碳原子的烷基；且
a和b是相同的或不同的，并且各自独立地是1～500的整数；
[化学式3]
其中在化学式3中，L7、L8、L9、L10、L11和L12各自独立地是具有1～10个碳原子的亚烷基、具有2～10个碳原子的亚烯基、具有2～10个碳原子的亚炔基、具有3～10个碳原子的亚环烷基或具有6～30个碳原子的亚芳基；
R3是氢、具有1～18个碳原子的烷基或者未取代的或用具有1～18个碳原子的烷基取代的具有6～30个碳原子的芳基；
R11和R12各自独立地是氢或具有1～10个碳原子的烷基；且
y是2～500的整数，x和z各自是整数，并且(x+z)是2～100的整数。
7.根据权利要求1所述的聚合物树脂组合物，其中所述用聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝的改性聚烯烃树脂具有约5000～500000的重均分子量。
8.根据权利要求1所述的聚合物树脂组合物，其中所述烯烃基聚合物树脂包含聚丙烯树脂。
9.根据权利要求1所述的聚合物树脂组合物，其中所述粘合剂树脂包含根据ASTM D1238在约230℃的温度下具有约30g/10min～100g/10min的熔融指数的结晶聚丙烯树脂。
10.根据权利要求9所述的聚合物树脂组合物，其中所述结晶聚丙烯树脂具有约5～10的分子量分布，约97％～100％的等规指数。
11.根据权利要求1所述的聚合物树脂组合物，其中所述用一种或多种选自环氧化合物、酚类化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物进行表面处理的碳纤维具有约1.70g/cm3～1.90g/cm3的密度。
12.根据权利要求1所述的聚合物树脂组合物，其中所述用一种或多种选自环氧化合物、酚类化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物进行表面处理的碳纤维具有约200g/1000m～4000g/1000m的单位长度重量。
13.根据权利要求1所述的聚合物树脂组合物，其中所述含有烯烃基聚合物树脂的粘合剂树脂以约20～95wt％的量包含在所述聚合物树脂组合物中；所述用一种或多种选自环氧化合物、酚类化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物进行表面处理的碳纤维以约1～70wt％的量包含在所述聚合物树脂组合物中；并且所述用聚醚胺键合的二羧酸或其酸酐进行接枝的改性聚烯烃树脂以约0.1～20wt％的量包含在所述聚合物树脂组合物中，所有wt％都基于所述聚合物树脂组合物的总重量。
14.一种聚合物复合带材，其含有权利要求1所述的聚合物树脂组合物。
15.一种车辆部件，其含有权利要求14所述的聚合物复合带材。
16.根据权利要求15所述的车辆部件，其是车辆的前保险杠。
17.根据权利要求16所述的车辆的前保险杠，其中所述聚合物复合带材缠绕两个或多个前保险杠梁。
18.根据权利要求17所述的前保险杠，其还包括：在所述聚合物复合带材上形成的烯烃基聚合物树脂层。
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