CN106995553A - 一种低气味、耐刮擦连续纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种低气味、耐刮擦连续纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。该复合材料由包括以下重量份的组分制成：聚丙烯40~65份，连续玻璃纤维30~50份，偶联剂0.5~5份，主抗氧剂0.02~0.05份，辅助抗氧剂0.04~0.1份，润滑剂0.5~1份，相容剂0.5~5份，复合气味抑制剂3~5份，复合耐刮擦剂0.4~1.2份。通过复合气味抑制剂和复合耐刮擦剂的加入，本发明提供的连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的气味等级达到3级以上，耐刮擦效果可达到五指刮擦色差值△L小于1.0，而且添加气味抑制剂和耐刮擦剂后不影响连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料原有的优异的力学强度，可拓宽连续玻璃纤维增强聚丙烯材料在汽车内饰件、电动工具外壳及部分家电制件中的应用。

Description

一种低气味、耐刮擦连续纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种连续纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
连续纤维增强的聚丙烯材料作为一种通用工程塑料，它具有高强度、高刚度、高冲击强度、低密度、低翘曲蠕变性、抗动态疲劳性能优异的性能，因其性价比高，广泛应用于汽车、家电等结构零部件以及电动工具外壳体等外观部件，目前不仅应用在汽车外部结构部件，如发动机罩盖、前端支架等，而且因为其优异的力学性能和高的性价比，也开始广泛应用在汽车内饰部件，如内护板、仪表板、安全气囊壳体等部件，取代金属、短玻璃纤维增强尼龙等材料，用于割草机外壳、虎锯的外壳等外观制件。但聚丙烯材料本身由于其分子结构的原因，虽然经过连续玻璃纤维增强后强度方面有明显提升，但是由于相容剂的加入导致其气味性较重，耐刮擦性较差，注塑制件在一定压入力和滑动力或者横向力的作用下会发生屈服，而产生脆性破坏，从而在注塑制件的表面上形成刮痕。在刮痕中，不平的表面产生不均匀的光散射和刮痕发白，从而限制了连续玻璃纤维增强聚丙烯在对气味和耐刮擦性能要求较高的零部件上的使用。
为限定内饰件材料的气味，世界各大汽车制造商也着手进行了这方面的研究工作，并分别形成了对这些挥发性有害物质加以规范和控制的标准，如德国大众的PV3900标准，美国福特的SAE J1351标准，本专利采用大众汽车内饰气味试验标准PV3900，本标准共分为1～6级，级别越高，气味越大，作为汽车内饰件必须达到或者高于3级水平才能满足内饰件的使用。
引起连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料具有较大气味的原因有很多方面，国外企业做了很多研究工作，所涉及的基本方法不外乎物理吸附和化学反应两类。化学反应法是指在材料配方中添加能够与这些释放气味的小分子反应的添加剂，通过这些添加剂化合物与刺激性小分子发生反应，生成分子量较大、热稳定性较好、难以挥发的大分子量化合物，从而达到消除异味的目的。物理吸附法从理论上说，依靠微孔材料大的比表面积的物理吸附作用，可以对任何产生挥发性气味的小分子进行吸附，因此可能对产生这一问题的各个方面都有一个理想的效果，微孔材料可以是活性炭体系。
对于提高聚丙烯材料的耐刮擦性，常用添加单一耐刮擦剂的方法改善聚丙烯材料的耐刮擦效果，但是传统耐刮擦剂主要为芥酸酰胺类物质和高聚硅氧烷类物质，单一添加芥酸酰胺的一个问题是当暴露在紫外光的条件下，在表面形成高浓度积聚会带来胶粘性，另外芥酸酰胺在紫外光照射下会降解，导致变色和发粘两个变化，还有耐气候性差、可涂饰性不好、应用于汽车外部会起雾等问题。高聚硅氧烷类耐刮擦剂虽然挥发性较低，不易迁移到制件的表面而引起发粘的问题，但是其成本较高，对其广泛应用有一定的限制。
由于这些材料在不同程度上都会释放出某些刺激性气体，因此受到了汽车用户越来越多的质疑，而且，随着人们环保健康意识的增强，聚丙烯材料在这方面所受到的挑战将会越来越严峻。因此，为了进一步拓展连续玻璃纤维增强聚丙烯材料在相关领域的应用，必须找到一个有效的途径来制备低气味、耐刮擦的连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料。
发明内容
本发明的目的在于为了克服现有技术的缺陷，而提供一种低气味、耐刮擦连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种低气味、耐刮擦连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，由包括以下重量份的组分制成：
所述的聚丙烯选自均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的一种或者两种，聚丙烯的熔指为26～350g/10min，测试条件为230℃，2.16Kg。
所述的连续玻璃纤维选自连续无碱玻璃纤维，纤维直径10～22μm，线密度1000～4800tex。
所述的偶联剂选自硅烷偶联剂KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)或者KH560(γ-2,3环氧丙氧-丙基三甲氧基硅烷)，优选KH550。
所述的主抗氧剂选自四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)或N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)，优选四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯，即抗氧剂1010。
所述的辅助抗氧剂选自三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)或二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯(抗氧剂618)，优选三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，即抗氧剂168。
所述的润滑剂选自乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸钙、聚乙烯蜡或季戊四醇硬脂酸酯中的一种或者两种以上，优选乙撑双硬脂酰胺。
所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，接枝率为0.5～1.5％，熔指为80～150g/10min，测试条件为230℃，2.16Kg。
所述的复合气味抑制剂为物理吸附材料和化学吸附材料按照质量比3:1的比例复合，其中物理吸附材料为二氧化硅多孔硅胶粉体，粒径为10～100μm、微孔孔径为其中化学吸附剂为黄烷醇类多酚吸附剂(化学名称：7-羟基黄烷醇)。
所述的复合耐刮擦剂为芥酸酰胺、硅氧烷聚合物、二硼化锆粉体三种耐刮擦剂按照2:4:1的比例复配，其中二硼化锆为C32型立方体结构的粉体，粒径为100～600μm微米。
一种低气味、耐刮擦连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包含以下步骤：
(1)按上述的配比称取各组分原料，将40～65份聚丙烯、0.5～5份偶联剂、0.02～0.05份主抗氧剂、0.04～0.1份辅助抗氧剂、0.5～1份润滑剂、0.5～5份相容剂、3～5份复合气味抑制剂、0.4～1.2份复合耐刮擦剂，依次加入到高混机中，混料温度控制在40～60℃，混料3-5分钟后停止，然后将混好的聚丙烯混合树脂加到挤出机的料斗中备用；
(2)聚丙烯复合材料的制备：使用连续纤维增强热塑性材料的浸渍设备，采用熔融浸渍拉挤工艺，将上述混合物加入双螺杆挤出机料斗中进行加热熔融，然后将熔融态树脂经过双螺杆挤出机输送到内部排列有数对可自由转动的张力辊的浸渍设备中；同时玻璃纤维束在牵引设备的牵引下通过两组成一定角度的螺拉辊蛇形前进，在螺拉辊的张力和摩擦力的作用下对玻璃纤维进行预分散处理，经过预分散处理的玻璃纤维进入到充满熔融物料的浸渍设备中，在张力辊的作用下分散浸渍树脂；然后通过定型口模挤出，并使挤出料中的玻璃纤维质量含量控制在30～50份，切粒长度调整到11-13mm；
步骤(2)所述的双螺杆挤出机，螺杆直径20～65mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段160～180℃，第二段180～190℃，第三段190～200℃，第四段200～210℃，第五段210～220℃，熔体温度205～215℃，机头温度215～225℃；
所述的浸渍设备温度为220～230℃；
所述的牵引速度为10～100m/min；
所述的定型口模的直径为2.0mm～4.0mm。
本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明采用物理吸附与化学反应相结合的方式，最大程度的吸附工程塑料加工前后的刺激性气味，通过此方法得到的连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料气味等级均可达到3级以上水平，满足汽车内饰件使用要求。
2、本发明采用多种耐刮擦剂按照一定比例复合的方式加入到连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料中，耐刮擦效果达到五指刮擦测试色差值△L小于1.0，克服了使用单一耐刮擦剂有刺激性气味、易析出、发粘、添加量大、成本高的问题，可广泛用于汽车内饰以及外观件等高耐刮擦要求的产品；
3、本发明采用连续玻璃纤维增强聚丙烯树脂，粒子的切粒长度在11～13mm，粒子中纤维在树脂中沿切粒方向有序排列，纤维长度与粒子等长；此材料同时具备优异的刚性、冲击韧性和良好的耐热温度，特别是具有优异的低温冲击性能。
4、本发明操作简单、产能高、产品中玻璃纤维含量容易控制，同时还保留了连续纤维增强聚丙烯优异的力学性能和良好的耐热性能。
具体实施方式
以下结合所示实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
将65份均聚聚丙烯、0.5份硅烷偶联剂KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、0.02份抗氧剂1010、0.04份抗氧剂168、0.5份乙撑双硬脂酰胺、0.5份马来酸酐接枝聚丙烯、3份复合气味抑制剂(2.25份二氧化硅多孔硅胶粉体和0.75份黄烷醇类多酚吸附剂)、0.4份复合耐刮擦剂(0.114份芥酸酰胺、0.229份硅氧烷聚合物和0.057份二硼化锆粉体)，依次加入到高混机中，混料温度控制在40℃，混料3分钟后停止，然后将混好的聚丙烯混合树脂加到挤出机的料斗中备用。
聚丙烯复合材料的制备：使用连续纤维增强热塑性材料的浸渍设备，采用熔融浸渍拉挤工艺，将上述混合物加入双螺杆挤出机料斗中进行加热熔融，其中螺杆直径20mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段170℃，第二段180℃，第三段190℃，第四段200℃，第五段210℃，熔体温度205℃，机头温度215℃；然后将熔融态树脂经过双螺杆挤出机输送到内部排列有数对可自由转动的张力辊的浸渍设备中；同时连续无碱玻璃纤维束在牵引设备的牵引下通过两组成一定角度的螺拉辊蛇形前进，牵引速度为25m/min，在螺拉辊的张力和摩擦力的作用下对玻璃纤维进行预分散处理，经过预分散处理的玻璃纤维进入到充满熔融物料的浸渍设备中，在张力辊的作用下分散浸渍树脂，浸渍设备温度为220℃；然后通过直径为4.0mm的定型口模挤出，并使挤出料中的玻璃纤维质量含量控制在30份，切粒长度调整到11mm。
实施例2
将60份共聚聚丙烯、1.5份硅烷偶联剂KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、0.01份抗氧剂1076、0.01份抗氧剂1098、0.03份抗氧剂168、0.02份抗氧剂618、0.3份硬脂酸钙、0.3份聚乙烯蜡、1.5份马来酸酐接枝聚丙烯、3.5份复合气味抑制剂(2.6份二氧化硅多孔硅胶粉体和0.9份黄烷醇类多酚吸附剂)、0.45份复合耐刮擦剂(0.128份芥酸酰胺、0.258份硅氧烷聚合物和0.064份二硼化锆粉体)，依次加入到高混机中，混料温度控制在40℃，混料3分钟后停止，然后将混好的聚丙烯混合树脂加到挤出机的料斗中备用。
聚丙烯复合材料的制备：使用连续纤维增强热塑性材料的浸渍设备，采用熔融浸渍拉挤工艺，将上述混合物加入双螺杆挤出机料斗中进行加热熔融，其中螺杆直径35mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段160℃，第二段185℃，第三段195℃，第四段205℃，第五段215℃，熔体温度210℃，机头温度220℃；然后将熔融态树脂经过双螺杆挤出机输送到内部排列有数对可自由转动的张力辊的浸渍设备中；同时连续无碱玻璃纤维束在牵引设备的牵引下通过两组成一定角度的螺拉辊蛇形前进，牵引速度为10m/min，在螺拉辊的张力和摩擦力的作用下对玻璃纤维进行预分散处理，经过预分散处理的玻璃纤维进入到充满熔融物料的浸渍设备中，在张力辊的作用下分散浸渍树脂，浸渍设备温度为220℃；然后通过直径为3.5mm的定型口模挤出，并使挤出料中的玻璃纤维质量含量控制在35份，切粒长度调整到12mm。
实施例3
将25份均聚聚丙烯、30份共聚聚丙烯、2.5份γ-2,3环氧丙氧-丙基三甲氧基硅烷、0.01份抗氧剂1010、0.01份抗氧剂1098、0.01份抗氧剂1076、0.03份抗氧剂168、0.03份抗氧剂618、0.3份乙撑双硬脂酰胺、0.2份硬脂酸钙、0.2份季戊四醇硬脂酸酯、2.5份马来酸酐接枝聚丙烯、4份复合气味抑制剂(3份二氧化硅多孔硅胶粉体和1份黄烷醇类多酚吸附剂)、0.5份复合耐刮擦剂(0.15份芥酸酰胺、0.27份硅氧烷聚合物和0.08份二硼化锆粉体)，依次加入到高混机中，混料温度控制在60℃，混料4分钟后停止，然后将混好的聚丙烯混合树脂加到挤出机的料斗中备用。
聚丙烯复合材料的制备：使用连续纤维增强热塑性材料的浸渍设备，采用熔融浸渍拉挤工艺，将上述混合物加入双螺杆挤出机料斗中进行加热熔融，其中螺杆直径40mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段180℃，第二段190℃，第三段195℃，第四段200℃，第五段210℃，熔体温度215℃，机头温度225℃；然后将熔融态树脂经过双螺杆挤出机输送到内部排列有数对可自由转动的张力辊的浸渍设备中；同时连续无碱玻璃纤维束在牵引设备的牵引下通过两组成一定角度的螺拉辊蛇形前进，牵引速度为75m/min，在螺拉辊的张力和摩擦力的作用下对玻璃纤维进行预分散处理，经过预分散处理的玻璃纤维进入到充满熔融物料的浸渍设备中，在张力辊的作用下分散浸渍树脂，浸渍设备温度为225℃；然后通过直径为3.0mm的定型口模挤出，并使挤出料中的玻璃纤维质量含量控制在40份，切粒长度调整到11mm。
实施例4
将50份共聚聚丙烯、3.5份γ-2,3环氧丙氧-丙基三甲氧基硅烷、0.04份抗氧剂1010、0.05份抗氧剂168、0.03份抗氧剂618、0.2份乙撑双硬脂酰胺、0.2份硬脂酸钙、0.2份聚乙烯蜡、0.2份季戊四醇硬脂酸酯、3.5份马来酸酐接枝聚丙烯、4.5份复合气味抑制剂(3.375份二氧化硅多孔硅胶粉体和1.125份黄烷醇类多酚吸附剂)、0.55份复合耐刮擦剂(0.157份芥酸酰胺、0.314份硅氧烷聚合物和0.079份二硼化锆粉体)，依次加入到高混机中，混料温度控制在50℃，混料5分钟后停止，然后将混好的聚丙烯混合树脂加到挤出机的料斗中备用。
聚丙烯复合材料的制备：使用连续纤维增强热塑性材料的浸渍设备，采用熔融浸渍拉挤工艺，将上述混合物加入双螺杆挤出机料斗中进行加热熔融，其中螺杆直径65mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段175℃，第二段185℃，第三段200℃，第四段210℃，第五段220℃，熔体温度215℃，机头温度220℃；然后将熔融态树脂经过双螺杆挤出机输送到内部排列有数对可自由转动的张力辊的浸渍设备中；同时玻璃纤维束在牵引设备的牵引下通过两组成一定角度的螺拉辊蛇形前进，牵引速度为50m/min，在螺拉辊的张力和摩擦力的作用下对玻璃纤维进行预分散处理，经过预分散处理的玻璃纤维进入到充满熔融物料的浸渍设备中，在张力辊的作用下分散浸渍树脂，浸渍设备温度为225℃；然后通过直径为2.5mm的定型口模挤出，并使挤出料中的玻璃纤维质量含量控制在45份，切粒长度调整到13mm。
实施例5
将40份共聚聚丙烯、5.0份硅烷偶联剂KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、0.05份抗氧剂1010、0.10份抗氧剂168、1.0份乙撑双硬脂酰胺、5.0份马来酸酐接枝聚丙烯、5份复合气味抑制剂(3.75份二氧化硅多孔硅胶粉体和1.25份黄烷醇类多酚吸附剂)、1.2份复合耐刮擦剂(0.34份芥酸酰胺、0.69份硅氧烷聚合物和0.17份二硼化锆粉体)，依次加入到高混机中，混料温度控制在50℃，混料5分钟后停止，然后将混好的聚丙烯混合树脂加到挤出机的料斗中备用。
聚丙烯复合材料的制备：使用连续纤维增强热塑性材料的浸渍设备，采用熔融浸渍拉挤工艺，将上述混合物加入双螺杆挤出机料斗中进行加热熔融，其中螺杆直径50mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段170℃，第二段185℃，第三段195℃，第四段205℃，第五段215℃，熔体温度215℃，机头温度225℃；然后将熔融态树脂经过双螺杆挤出机输送到内部排列有数对可自由转动的张力辊的浸渍设备中；同时玻璃纤维束在牵引设备的牵引下通过两组成一定角度的螺拉辊蛇形前进，牵引速度为100m/min，在螺拉辊的张力和摩擦力的作用下对玻璃纤维进行预分散处理，经过预分散处理的玻璃纤维进入到充满熔融物料的浸渍设备中，在张力辊的作用下分散浸渍树脂，浸渍设备温度为230℃；然后通过直径为2.0mm的定型口模挤出，并使挤出料中的玻璃纤维质量含量控制在50份，切粒长度调整到12mm。
对比例1
将65份均聚聚丙烯、0.5份硅烷偶联剂KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、0.02份抗氧剂1010、0.04份抗氧剂168、0.5份乙撑双硬脂酰胺、0.5份马来酸酐接枝聚丙烯、3份复合气味抑制剂(2.25份二氧化硅多孔硅胶粉体和0.75份黄烷醇类多酚吸附剂)、0.35份复合耐刮擦剂(0.1份芥酸酰胺、0.2份硅氧烷聚合物和0.05份二硼化锆粉体)，依次加入到高混机中，混料温度控制在40℃，混料3分钟后停止，然后将混好的聚丙烯混合树脂加到挤出机的料斗中备用。
聚丙烯复合材料的制备：使用连续纤维增强热塑性材料的浸渍设备，采用熔融浸渍拉挤工艺，将上述混合物加入双螺杆挤出机料斗中进行加热熔融，其中螺杆直径20mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段170℃，第二段180℃，第三段190℃，第四段200℃，第五段210℃，熔体温度205℃，机头温度215℃；然后将熔融态树脂经过双螺杆挤出机输送到内部排列有数对可自由转动的张力辊的浸渍设备中；同时连续无碱玻璃纤维束在牵引设备的牵引下通过两组成一定角度的螺拉辊蛇形前进，牵引速度为25m/min，在螺拉辊的张力和摩擦力的作用下对玻璃纤维进行预分散处理，经过预分散处理的玻璃纤维进入到充满熔融物料的浸渍设备中，在张力辊的作用下分散浸渍树脂，浸渍设备温度为220℃；然后通过直径为4.0mm的定型口模挤出，并使挤出料中的玻璃纤维质量含量控制在30份，切粒长度调整到11mm。
对比例2
将65份均聚聚丙烯、0.5份硅烷偶联剂KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、0.02份抗氧剂1010、0.04份抗氧剂168、0.5份乙撑双硬脂酰胺、0.5份马来酸酐接枝聚丙烯、3份复合气味抑制剂(2.25份二氧化硅多孔硅胶粉体和0.75份黄烷醇类多酚吸附剂)、0.65份复合耐刮擦剂(0.19份芥酸酰胺、0.37份硅氧烷聚合物和0.09份二硼化锆粉体)，依次加入到高混机中，混料温度控制在40℃，混料3分钟后停止，然后将混好的聚丙烯混合树脂加到挤出机的料斗中备用。
聚丙烯复合材料的制备：使用连续纤维增强热塑性材料的浸渍设备，采用熔融浸渍拉挤工艺，将上述混合物加入双螺杆挤出机料斗中进行加热熔融，其中螺杆直径20mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段170℃，第二段180℃，第三段190℃，第四段200℃，第五段210℃，熔体温度205℃，机头温度215℃；然后将熔融态树脂经过双螺杆挤出机输送到内部排列有数对可自由转动的张力辊的浸渍设备中；同时连续无碱玻璃纤维束在牵引设备的牵引下通过两组成一定角度的螺拉辊蛇形前进，牵引速度为25m/min，在螺拉辊的张力和摩擦力的作用下对玻璃纤维进行预分散处理，经过预分散处理的玻璃纤维进入到充满熔融物料的浸渍设备中，在张力辊的作用下分散浸渍树脂，浸渍设备温度为220℃；然后通过直径为4.0mm的定型口模挤出，并使挤出料中的玻璃纤维质量含量控制在30份，切粒长度调整到11mm。
对比例3
将65份均聚聚丙烯、0.5份硅烷偶联剂KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、0.02份抗氧剂1010、0.04份抗氧剂168、0.5份乙撑双硬脂酰胺、0.5份马来酸酐接枝聚丙烯、3份复合气味抑制剂(2.25份二氧化硅多孔硅胶粉体和0.75份黄烷醇类多酚吸附剂)、0.8份芥酸酰胺，依次加入到高混机中，混料温度控制在40℃，混料3分钟后停止，然后将混好的聚丙烯混合树脂加到挤出机的料斗中备用。
聚丙烯复合材料的制备：使用连续纤维增强热塑性材料的浸渍设备，采用熔融浸渍拉挤工艺，将上述混合物加入双螺杆挤出机料斗中进行加热熔融，其中螺杆直径20mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段170℃，第二段180℃，第三段190℃，第四段200℃，第五段210℃，熔体温度205℃，机头温度215℃；然后将熔融态树脂经过双螺杆挤出机输送到内部排列有数对可自由转动的张力辊的浸渍设备中；同时连续无碱玻璃纤维束在牵引设备的牵引下通过两组成一定角度的螺拉辊蛇形前进，牵引速度为25m/min，在螺拉辊的张力和摩擦力的作用下对玻璃纤维进行预分散处理，经过预分散处理的玻璃纤维进入到充满熔融物料的浸渍设备中，在张力辊的作用下分散浸渍树脂，浸渍设备温度为220℃；然后通过直径为4.0mm的定型口模挤出，并使挤出料中的玻璃纤维质量含量控制在30份，切粒长度调整到11mm。
对比例4
将65份均聚聚丙烯、0.5份硅烷偶联剂KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、0.02份抗氧剂1010、0.04份抗氧剂168、0.5份乙撑双硬脂酰胺、0.5份马来酸酐接枝聚丙烯、3份复合气味抑制剂(2.25份二氧化硅多孔硅胶粉体和0.75份黄烷醇类多酚吸附剂)、0.8份硅氧烷聚合物，依次加入到高混机中，混料温度控制在40℃，混料3分钟后停止，然后将混好的聚丙烯混合树脂加到挤出机的料斗中备用。
聚丙烯复合材料的制备：使用连续纤维增强热塑性材料的浸渍设备，采用熔融浸渍拉挤工艺，将上述混合物加入双螺杆挤出机料斗中进行加热熔融，其中螺杆直径20mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段170℃，第二段180℃，第三段190℃，第四段200℃，第五段210℃，熔体温度205℃，机头温度215℃；然后将熔融态树脂经过双螺杆挤出机输送到内部排列有数对可自由转动的张力辊的浸渍设备中；同时连续无碱玻璃纤维束在牵引设备的牵引下通过两组成一定角度的螺拉辊蛇形前进，牵引速度为25m/min，在螺拉辊的张力和摩擦力的作用下对玻璃纤维进行预分散处理，经过预分散处理的玻璃纤维进入到充满熔融物料的浸渍设备中，在张力辊的作用下分散浸渍树脂，浸渍设备温度为220℃；然后通过直径为4.0mm的定型口模挤出，并使挤出料中的玻璃纤维质量含量控制在30份，切粒长度调整到11mm。
对比例5
将65份均聚聚丙烯、0.5份硅烷偶联剂KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、0.02份抗氧剂1010、0.04份抗氧剂168、0.5份乙撑双硬脂酰胺、0.5份马来酸酐接枝聚丙烯、3份复合气味抑制剂(2.25份二氧化硅多孔硅胶粉体和0.75份黄烷醇类多酚吸附剂)、0.8份二硼化锆粉体，依次加入到高混机中，混料温度控制在40℃，混料3分钟后停止，然后将混好的聚丙烯混合树脂加到挤出机的料斗中备用。
聚丙烯复合材料的制备：使用连续纤维增强热塑性材料的浸渍设备，采用熔融浸渍拉挤工艺，将上述混合物加入双螺杆挤出机料斗中进行加热熔融，其中螺杆直径20mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段170℃，第二段180℃，第三段190℃，第四段200℃，第五段210℃，熔体温度205℃，机头温度215℃；然后将熔融态树脂经过双螺杆挤出机输送到内部排列有数对可自由转动的张力辊的浸渍设备中；同时连续无碱玻璃纤维束在牵引设备的牵引下通过两组成一定角度的螺拉辊蛇形前进，牵引速度为25m/min，在螺拉辊的张力和摩擦力的作用下对玻璃纤维进行预分散处理，经过预分散处理的玻璃纤维进入到充满熔融物料的浸渍设备中，在张力辊的作用下分散浸渍树脂，浸渍设备温度为220℃；然后通过直径为4.0mm的定型口模挤出，并使挤出料中的玻璃纤维质量含量控制在30份，切粒长度调整到11mm。
将上述方法制得的聚丙烯复合材料注塑成ASTM标准样条，按照表1所述检测标准对样条进行检测。其中，按ASTM测试标准测试拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、悬臂梁(Izod)缺口冲击、灰分、密度等常规性能；气味测试参照大众汽车内饰气味试验标准PV3900进行，在温度40℃、湿度50％的条件下放置24h后测试；气味等级描述如表2；耐刮擦测试按照标准PV3925进行耐刮擦试验，试验条件为刻划圆凿直径1mm、负荷为10N、速度1000mm/min、格子间距2mm，通过测定刮擦试样表面的△L值(即黑白颜色的变化值)来评判其耐刮擦性能，其中△L值越小，表示材料的耐刮擦性能越好。
表1材料性能检测标准
表2气味等级描述
各实施例与对比例的测试结果详见表3和表4：
表3实施例材料测试结果
表4对比例材料测试结果
从表3各实施例测试数据可以看出，随着复合气味抑制剂和复合耐刮擦剂的加入，在不同玻璃纤维含量下，气味等级都能达到3级或者高于3级的水平，耐刮擦△L均小于1.0，材料可以满足汽车内饰件以及有耐刮擦要求的外观件的使用要求。
从实施例1和对比例1和2的对比测试结果看，复合耐刮擦剂的添加量小于0.4％时，材料耐刮擦测试△L增加到1.64，不能满足汽车内饰件的使用要求，同时复合耐刮擦剂的添加量超过0.6％，虽然材料的耐刮擦性能有所提升，但是材料的力学性能和气味性能会有明显的降低，说明复合耐刮擦剂必须控制在一定的范围内，才能同时满足耐刮擦性、气味性以及材料的力学性能。
将实施例1和对比实施例3、4、5进行对比，可以看出，使用单一的耐刮擦剂，即使加入量增加，也不能达到复合耐刮擦剂的效果，同时由于单一耐刮擦剂的增量加入，导致材料的气味性和力学性能都有较大的降低，不能满足实际使用的要求。
本发明提出的生产方法不仅适用于低气味的连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，而且还适用于除了聚丙烯以外的其他热塑性树脂，例如PE、PC、AS、PBT、PET、PS、PA6、PA6/6、PMMA、TPEE、TPU、PPS、POM等；连续纤维不仅包括玻璃纤维，还可以是碳纤维、合成树脂纤维、矿物纤维、金属纤维等。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低气味、耐刮擦连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：由包括以下重量份的组分制成：
聚丙烯 40~65份，
连续玻璃纤维 30~50份，
偶联剂 0.5~5份，
主抗氧剂 0.02~0.05份，
辅助抗氧剂 0.04~0.1份，
润滑剂 0.5~1份，
相容剂 0.5~5份，
复合气味抑制剂 3~5份，
复合耐刮擦剂 0.4~1.2份。
2.根据权利要求1所述的一种低气味、耐刮擦连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的一种或者两种以上的组合，聚丙烯的熔指在230℃，2.16Kg的测试条件下为38~120g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种低气味、耐刮擦连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的连续玻璃纤维为连续无碱玻璃纤维，纤维直径10~22μm，线密度1200~4800tex。
4.根据权利要求1所述的一种低气味、耐刮擦连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-2,3环氧丙氧-丙基三甲氧基硅烷；
所述的主抗氧剂为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯或N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺；
所述的辅助抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯；
所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸钙、聚乙烯蜡或季戊四醇硬脂酸酯中的一种或者两种以上的组合。
5.根据权利要求4所述的一种低气味、耐刮擦连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；
所述的主抗氧剂为四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯；
所述的辅助抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯；
所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
6.根据权利要求1所述的一种低气味、耐刮擦连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，接枝率为0.5~1.5%，熔指在230℃，2.16Kg的测试条件下为80~150g/10min。
7.根据权利要求1所述的一种低气味、耐刮擦连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的复合气味抑制剂为物理吸附材料和化学吸附材料按照质量比3:1的比例复合，其中物理吸附材料为二氧化硅多孔硅胶粉体，粒径为10~100μm、微孔孔径为15~25Å；化学吸附剂为黄烷醇类多酚吸附剂。
8.根据权利要求1所述的一种低气味、耐刮擦连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的复合耐刮擦剂为芥酸酰胺、硅氧烷聚合物、二硼化锆粉体三种耐刮擦剂按照质量比2:4:1的比例复配，其中二硼化锆为C32型立方体结构的粉体，粒径为100~600μm。
9.权利要求1所述的一种低气味、耐刮擦连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：
（1）按权利要求1所述的配比称取各组分原料，将40~65份聚丙烯、0.5~5份偶联剂、0.02~0.05份主抗氧剂、0.04~0.1份辅助抗氧剂、0.5~1份润滑剂、0.5~5份相容剂、3~5份复合气味抑制剂、0.4~1.2份复合耐刮擦剂依次加入到高混机中，混料温度控制在40~60℃，混料3-5分钟后停止，然后将混好的聚丙烯混合树脂加到挤出机的料斗中备用；
（2）使用连续纤维增强热塑性材料的浸渍设备，采用熔融浸渍拉挤工艺，将上述混合物加入双螺杆挤出机料斗中进行加热熔融，然后将熔融态树脂经过双螺杆挤出机输送到内部排列有数对可自由转动的张力辊的浸渍设备中；同时玻璃纤维束在牵引设备的牵引下通过两组成一定角度的螺拉辊蛇形前进，在螺拉辊的张力和摩擦力的作用下对玻璃纤维进行预分散处理，经过预分散处理的玻璃纤维进入到充满熔融物料的浸渍设备中，在张力辊的作用下分散浸渍树脂；然后通过定型口模挤出，并使挤出料中的玻璃纤维质量含量控制在30~50份，切粒长度调整到11-13mm。
10.根据权利要求9所述的一种低气味、耐刮擦连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的双螺杆挤出机，螺杆直径20~65mm，螺杆的长径比为40：1，混合熔融温度设定为：第一段160~180℃，第二段180~190℃，第三段190~200℃，第四段200~210℃，第五段210~220℃，熔体温度205~215℃，机头温度215~225℃；
所述的浸渍设备温度为220~230℃；
所述的牵引速度为10~100m/min；
所述的定型口模的直径为2.0mm~4.0mm。
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