CN109575439A - 耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料，所述长玻纤增强聚丙烯材料由包括以下重量份数的原料制备而成:长玻纤增强聚丙烯树脂40‑80份；聚丙烯母粒40‑80份；所述聚丙烯母粒由包括以下重量份数的原料制备而成：丙烯/1‑丁烯无规共聚物88‑98份；聚4‑甲基‑1‑戊烯树脂1‑10份；助剂1‑5份。上述材料具有低翘曲、耐溶剂、高强度、低成本和低气味等特点，可应用于汽车仪表板骨架、洗衣机部件的制备。

Description

耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子聚合物材料领域，特别是涉及耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

长玻纤增强聚丙烯材料以其高强度、低成本、轻质在汽车行业得到广泛应用。由于人们对触感要求的提高，在汽车仪板产品上目前多采用长玻纤增强聚丙烯材料做为骨架材料，然后在骨架上面进行搪塑。长玻纤增强聚丙烯材料由于聚丙烯分子链的沿流动方向的取向结晶，玻纤会沿流动方向取向，导致材料流动方向和垂直流动方向的收缩率差异较大，收缩不平衡导致翘曲。

另外，汽车内饰用的长玻纤增强聚丙烯材料也要满足低气味、耐溶剂的要求，由于聚丙烯材料中的橡胶相以及添加的POE增韧剂等，在进行汽油、机油浸泡测试时容易溶胀，导致材料表面的光泽度降低，颜色变浅。在家电领域，洗衣机部件、水泵等也有耐溶剂的要求。

目前主要通过使用扁平玻纤来减少玻纤流动过程中的取向减少翘曲，如中国专利CN201710250365使用扁平玻纤及云母配合，降低翘曲。中国专利CN201711448077采用扁平玻纤来改善增强尼龙材料的翘曲，以上专利都对翘曲有较好的改善，但由于扁平玻纤成本很高会限制其推广使用，另外以上专利均未涉及对材料耐溶剂性的研究。

发明内容

基于此，本发明提供一种耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料，上述材料具有低翘曲、耐溶剂、高强度、低成本和低气味等特点，可应用于汽车仪表板骨架、洗衣机部件的制备。

具体技术方案为：

一种耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料，由包括以下重量份数的原料制备而成：

长玻纤增强聚丙烯树脂 40-80份；

聚丙烯母粒 40-80份；

所述聚丙烯母粒由包括以下重量份数的原料制备而成：

丙烯/1-丁烯无规共聚物 88-98份；

聚4-甲基-1-戊烯树脂 1-10份；

助剂 1-5份。

在其中一个实施例中，耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料，由包括以下重量份数的原料制备而成：

长玻纤增强聚丙烯树脂 40-60份；

聚丙烯母粒 40-60份。

在其中一个实施例中，所述丙烯/1-丁烯无规共聚物与聚4-甲基-1-戊烯树脂的重量比为(92-96)：(2-6)。

在其中一个实施例中，所述丙烯/1-丁烯无规共聚物的结晶度为30％-50％(DSC测试)，弯曲模量≥1200MPa。

在其中一个实施例中，所述聚4-甲基-1-戊烯树脂的弯曲模量≥1400MPa。

在其中一个实施例中，所述聚丙烯母粒的制备方法包括以下步骤：

将所述丙烯/1-丁烯无规共聚物、聚4-甲基-1-戊烯共聚物和助剂混合，挤出造粒，即得。

在其中一个实施例中，所述挤出造粒的切粒长度为10mm-20mm。

在其中一个实施例中，所述助剂选自抗氧剂和着色剂中的一种或两种。

在其中一个实施例中，所述长玻纤增强聚丙烯树脂中玻纤的质量分数为40％-60％。

本发明还提供上述耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法。

具体技术方案为：

一种耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：

将所述长玻纤增强聚丙烯树脂和聚丙烯母粒混合，得混合物；

对所述混合物进行烘料，温度为60℃-90℃，时间为2h-5h，冷却至室温，即得。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明先将丙烯/1-丁烯无规共聚物、聚4-甲基-1-戊烯树脂和助剂混合，制得聚丙烯母粒，上述聚丙烯母粒能改善长玻纤增强聚丙烯材料的翘曲现象，同时，还能使长玻纤增强聚丙烯材料满足耐溶剂、低气味的要求。其中，丙烯/1-丁烯无规共聚物本身具有较低的结晶度，在玻纤增强时，结晶度会进一步降低，可以减少结晶导致的收缩差异，从而减少产品的翘曲，同时，少量聚4-甲基-1-戊烯树脂与丙烯/1-丁烯无规共聚物共混时，聚4-甲基-1-戊烯树脂会影响丙烯/1-丁烯无规共聚物球晶的形成，进一步降低丙烯/1-丁烯无规共聚物的结晶度，起到协同改善玻纤增强聚丙烯材料翘曲的作用。同时，聚4-甲基-1-戊烯树脂主链是C-C饱和结构，与无ERP橡胶相的丙烯/1-丁烯无规共聚物协同发挥耐溶剂的作用，而且，聚4-甲基-1-戊烯树脂还具有很低的表面张力(24mN/m)，与丙烯/1-丁烯无规共聚物物共混时，可迁移到共混物表面，有效阻止溶剂对长玻纤增强聚丙烯材料的溶胀。同时，上述聚丙烯母粒还能在改善产品翘曲、提高耐溶剂性的同时，不影响产品的弯曲强度。而且，预先制备聚丙烯母粒还能减少与长玻纤增强聚丙烯树脂混合组分的数量，避免因各原料混合不均匀而影响注塑。

本发明制备所述聚丙烯母粒时，聚丙烯母粒的切粒长度与长玻纤增强聚丙烯树脂的长度接近，可有效避免各原料在运输加工过程中出现下沉、分层造成的不均匀混合、影响注塑的情况。

本发明在玻纤增强聚丙烯材料制备的过程中，对成品粒子进行烘料，使产品具有较低的气味，适用于汽车内饰仪表板骨架和洗衣机部件的制备。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例；相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下结合具体实施例对本发明的耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法作进一步详细的说明。

下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。

丙烯/1-丁烯无规共聚物可选用茂名石化PPR-MT18-S。

聚4-甲基-1-戊烯树脂，可选用三井化学聚烯烃TPX中的DX845。

抗氧剂可选用巴斯夫公司的B225。

着色剂可选用卡博特黑色母PE2772。

长玻纤增加聚丙烯可选用上海纳岩新材料的PP-LGF50。

丙烯乙烯无规共聚物可选用博禄PP420MO。

均聚PP可选用中石化Z30S。

共聚PP可选用中海壳牌PP EP548R。

实施例1

1、聚丙烯母粒的制备方法如下：

1)称取如下重量份数的原料：

2)将上述原料加入至高混机中搅拌均匀，再经过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度为220℃-250℃，切粒长度控制在10mm-20mm，得聚丙烯母粒。

2、长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法如下：

1)称取如下重量份数的原料：

长玻纤增强聚丙烯树脂 60份；

聚丙烯母粒 40份。

2)将上述原料加入至搅拌机中混合均匀，然后放入具有鼓风加热功能的储料罐中。控制加热温度为80℃，进行3h的烘料，烘出气体，停止加热冷却至室温，得长玻纤增强聚丙烯材料。

实施例2

本实施例的长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法与实施例1基本相同，区别在于，长玻纤增强聚丙烯材料的原料如下：

长玻纤增强聚丙烯树脂 40份；

聚丙烯母粒 60份。

实施例3

本实施例的长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法与实施例1基本相同，区别在于，长玻纤增强聚丙烯材料的原料如下：

长玻纤增强聚丙烯树脂 80份；

聚丙烯母粒 20份。

实施例4

本实施例的长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法与实施例2基本相同，区别在于，聚丙烯母粒的原料如下：

实施例5

本实施例的长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法与实施例2基本相同，区别在于，聚丙烯母粒的原料如下：

实施例6

本实施例的长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法与实施例2基本相同，区别在于，聚丙烯母粒的原料如下：

对比例1

本对比例的长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法与实施例2基本相同，区别在于，聚丙烯母粒原料中，将丙烯/1-丁烯无规共聚物替换为丙烯乙烯无规共聚物。

对比例2

本对比例的长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法与实施例2基本相同，区别在于，将聚丙烯母粒替换为丙烯/1-丁烯无规共聚物。

对比例3

本对比例的长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法与实施例2基本相同，区别在于，将聚丙烯母粒替换为共聚PP，不进行烘料处理气味。

对比例4

本对比例的长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法与实施例2基本相同，区别在于，将聚丙烯母粒替换为均聚PP。

性能测试

测试的项目和方法如下：

耐溶剂测试：将长玻纤增强聚丙烯材料注塑成色板，将色板在23℃下用汽油浸泡48小时，从汽油中取出后，用蒸馏水清洗干净，放置干燥后，目视对比表面光泽、颜色变化。

气味等级：按大众汽车标准PV3900标准，测试条件按80±2℃，2H±10min进行气味等级测试。

翘曲测试：采用150*150mm的平板模具，用同一工艺条件，对权利要求1-6和对比例1-4的材料进行注塑，在23℃、50％RH环境下放置48小时，将平板的一边在桌面固定，另一边翘曲的最高点与桌面的垂直高度定为翘曲变形度。

弯曲强度按GB/T 9341进行测试。

测试结果如表1所示：

表1

由表1可知，实施例1-6的长玻纤增强聚丙烯材料具有低翘曲、耐溶剂、低气味和高弯曲模量。其中，由实施例1-3可知，改变长玻纤增强聚丙烯树脂与聚丙烯母粒之间的配比，对产品的耐溶剂、翘曲和弯曲模量有影响，以实施例2的配比得到的产品翘曲较低，耐溶剂性好。由实施例2、4-6可知，聚丙烯母粒中，丙烯/1-丁烯无规共聚物和聚4-甲基-1-戊烯树脂的配比对产品的影响也有较大影响，当丙烯/1-丁烯无规共聚物与聚4-甲基-1-戊烯树脂的重量比为(92-96)：(2-6)时，产品能够具有较低的翘曲和较好的耐溶剂性，并且还能保持较好的弯曲强度。

对比例1将聚丙烯母粒原料中的丙烯/1-丁烯无规共聚物替换为丙烯乙烯无规共聚物，与实施例2相比，虽然耐溶剂性较好，但弯曲模量较低、翘曲略差。对比例2中将聚丙烯母粒替换丙烯/1-丁烯无规共聚物，与实施例2相比，耐溶剂性较差，翘曲略高，说明聚4-甲基-1-戊烯树脂对改善翘曲具有协同作用。对比例3和对比例4将聚丙烯母粒替换为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯，制备的产品翘曲较高，耐溶剂性较差。对比例3在不进行气味烘料处理时，材料的气味较大。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，由包括以下重量份数的原料制备而成：

长玻纤增强聚丙烯树脂 40-80份；

聚丙烯母粒 40-80份；

所述聚丙烯母粒由包括以下重量份数的原料制备而成：

丙烯/1-丁烯无规共聚物 88-98份；

聚4-甲基-1-戊烯树脂 1-10份；

助剂 1-5份。

2.根据权利要求1所述的耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，由包括以下重量份数的原料制备而成：

长玻纤增强聚丙烯树脂 40-60份；

聚丙烯母粒 40-60份。

3.根据权利要求1所述的耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述丙烯/1-丁烯无规共聚物与聚4-甲基-1-戊烯树脂的重量比为(92-96)：(2-6)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述丙烯/1-丁烯无规共聚物的结晶度为30％-50％，弯曲模量≥1200MPa。

5.根据权利要求1-3任一项所述的耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述聚4-甲基-1-戊烯树脂的弯曲模量≥1400MPa。

6.根据权利要求1-3任一项所述的耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯母粒的制备方法包括以下步骤：

将所述丙烯/1-丁烯无规共聚物、聚4-甲基-1-戊烯共聚物和助剂混合，挤出造粒，即得。

7.根据权利要求6所述的耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述挤出造粒的切粒长度为10mm-20mm。

8.根据权利要求1-3任一项所述的耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述助剂选自抗氧剂和着色剂中的一种或两种。

9.根据权利要求1-3任一项所述的耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料，其特征在于，所述长玻纤增强聚丙烯树脂中玻纤的质量分数为40％-60％。

10.权利要求1-9任一项所述的耐溶剂低翘曲长玻纤增强聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述长玻纤增强聚丙烯树脂和聚丙烯母粒混合，得混合物；

对所述混合物进行烘料，温度为60℃-90℃，时间为2h-5h，冷却至室温，即得。