CN109627586A - 一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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CN109627586A CN201811559591.0A CN201811559591A CN109627586A CN 109627586 A CN109627586 A CN 109627586A CN 201811559591 A CN201811559591 A CN 201811559591A CN 109627586 A CN109627586 A CN 109627586A
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汪丽
程泰山
黄健
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    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
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Abstract

本发明公开一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：聚丙烯71‑93份；石英纤维11‑20份；增韧剂6‑10份；相容剂2‑10份；四[β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1‑10份；石英纤维的单丝直径为6～12μm，软化点为550～630℃，密度为2.35～2.72g/cm3。本发明所述的一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，在石英纤维、相容剂、以及增韧剂的复配作用下，该种复合材料具备较高强度以及高韧性；此外，本发明还公开聚丙烯复合材料的制备方法，其制备过程简单，原料以及设备易得，可以规模化生产。

Description

一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于聚丙烯复合材料的制造技术领域，具体涉及一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚合物型的聚丙烯材料有较低的热变形温度(100℃)、低透明度、低光泽度、低刚性，聚合物型的聚丙烯材料的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大，而强度随着乙烯含量的增加而降低。聚合物型的聚丙烯材料的维卡软化温度为150℃，其维卡软化温度较高，因此材料受热时尺寸稳定性较好，热变形越小，耐热变形能力越好。此外，由于聚合物型的聚丙烯材料的结晶度较高，因此该种材料的表面刚度强，抗划痕特性很好。聚丙烯材料被广泛用于制药、化工、石油、氯碱、制药、环保、轻工、印染、食品、冶金以及水处理等众多行业中。
在聚丙烯制备油罐过程中，由于聚丙烯的强度以及韧性较差，因此采用聚丙烯材料制备的油桶，在实际使用过程中，常会因外界因素而导致油桶受损，进而出现漏油现象，这不但浪费了资源，同时还污染了环境。因此如何制备一种强度高、韧性好的聚丙烯材料已成为研发人员需要迫切解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料及其制备方法，解决了现有技术中聚丙烯材料的强度低、韧性差的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下原料组分以及重量份：
所述石英纤维的单丝直径为6～12μm，软化点为550～630℃，密度为2.35～2.72g/cm3。
优选的，包括以下原料组分以及重量份：
优选的，所述石英纤维的长度为2-5mm。
优选的，所述增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物。
优选的，所述乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为50000-80000，熔融指数为0.5-3.0g/min。
优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
优选的，所述马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.865-0.875g/cm3，接枝率为0.8-1.5％，熔体指数为45～50g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为25～28MPa，熔点为135～140℃。
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均匀；
(2)将混合均匀后的原料加入到挤出机中挤出造粒。
优选的，所述混合温度为80-100℃。
优选的，所述挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm。
本发明的有益效果：本发明所述的一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，在石英纤维、相容剂、以及增韧剂的复配作用下，该种复合材料具备较高强度以及高韧性；此外，本发明还公开一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，其制备过程简单，原料以及设备易得，可以规模化生产。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为9μm，长度为3mm，软化点为600℃，密度为2.52g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为48g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为26MPa，熔点为138℃。
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对比例11：
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为10μm，长度为4mm，软化点为600℃，密度为2.7g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为48g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为26MPa，熔点为138℃。
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对比例12：
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为7μm，长度为2mm，软化点为600℃，密度为2.4g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为48g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为26MPa，熔点为138℃。
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对比例13：
一种聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为4μm，长度为1mm，软化点为600℃，密度为2.23g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为48g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为26MPa，熔点为138℃。
一种聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对比例14：
一种聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为15μm，长度为7mm，软化点为600℃，密度为2.95g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为48g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为26MPa，熔点为138℃。
一种聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
实施例2：
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为9μm，长度为3mm，软化点为600℃，密度为2.52g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为48g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为26MPa，熔点为138℃。
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对比例21：
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为9μm，长度为3mm，软化点为620℃，密度为2.52g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为48g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为26MPa，熔点为138℃。
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对比例22：
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为9μm，长度为3mm，软化点为560℃，密度为2.52g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为48g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为26MPa，熔点为138℃。
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对比例23：
一种聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为9μm，长度为3mm，软化点为530℃，密度为2.52g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为48g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为26MPa，熔点为138℃。
一种聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对比例24：
一种聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为9μm，长度为3mm，软化点为660℃，密度为2.52g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为48g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为26MPa，熔点为138℃。
一种聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
实施例3：
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为9μm，长度为3mm，软化点为600℃，密度为2.52g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为48g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为26MPa，熔点为138℃。
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对比例31：
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为9μm，长度为3mm，软化点为600℃，密度为2.52g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为50g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为28MPa，熔点为138℃。
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对比例32：
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为9μm，长度为3mm，软化点为600℃，密度为2.52g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为46g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为25MPa，熔点为138℃。
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对比例33：
一种聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为9μm，长度为3mm，软化点为600℃，密度为2.52g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为40g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为20MPa，熔点为138℃。
一种聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对比例34：
一种聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为9μm，长度为3mm，软化点为600℃，密度为2.52g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为55g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为32MPa，熔点为138℃。
一种聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
实施例4：
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为9μm，长度为3mm，软化点为600℃，密度为2.52g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为48g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为26MPa，熔点为138℃。
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对比例41：
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为9μm，长度为3mm，软化点为600℃，密度为2.52g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为48g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为26MPa，熔点为140℃。
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对比例42：
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为9μm，长度为3mm，软化点为600℃，密度为2.52g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为48g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为26MPa，熔点为136℃。
一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对比例43：
一种聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为9μm，长度为3mm，软化点为600℃，密度为2.52g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为48g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为26MPa，熔点为131℃。
一种聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对比例44：
一种聚丙烯复合材料，包括以下原料组分以及重量份：
其中，石英纤维的单丝直径为9μm，长度为3mm，软化点为600℃，密度为2.52g/cm3。
增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物，乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为70000，熔融指数为2.0g/min。
相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.87g/cm3，接枝率为1.1％，熔体指数为48g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为26MPa，熔点为143℃。
一种聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯加入到高速混合机中混合均匀，混合温度为80-100℃；
(2)将混合均匀后的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm，最后干燥得到聚丙烯复合材料。
对实施例1-4制备的聚丙烯油罐以及市场采购的聚丙烯油罐，按照各自的测试标准进行性能测试，其中拉伸强度采用标准ISO-527-2，弯曲强度采用标准ISO-178，冲击强度采用标准GB/1943-2007，热变形温度采用标准UL94。实验结果见表1。
表1
由可知，相比于市场采购的聚丙烯油罐，本发明实施例1-4的拉伸强度以及弯曲强度均大于市场采购的聚丙烯油罐的拉伸强度以及弯曲强度值。拉伸强度以及弯曲强度值越大，表明聚丙烯复合材料的拉伸性能越强。本发明实施例1-4的冲击强度远大于市场采购的聚丙烯油罐冲击强度的值。冲击强度越高，表明聚丙烯复合材料的强度越好。本发明实施例1-4的的热变形温度大于市场采购的聚丙烯油罐的热变形温度值。热变形温度值越大，表明聚丙烯材料的热稳定性越好。由此可知，相比于市场现有的聚丙烯复合材料，其拉伸性能强、强度高、耐高温性好。
对实施例1制备的聚丙烯管道以及对比例11-14制备的聚丙烯管道，按照各自的测试标准进行性能测试，结果见表2.
表2
由表2可知，复合材料中石英纤维的单丝直径、长度、以及密度均会影响复合材料的拉伸性能、强度以及耐热性。当石英纤维的单丝直径、长度以及密度增大后，聚丙烯复合材料制备的油罐的拉伸强度、弯曲强度、以及冲击强度增大，但是热变形温度降低，即聚丙烯复合材料制备的油罐的拉伸性能、强度增强，而耐热性减弱；当石英纤维的单丝直径、长度以及密度减小后，聚丙烯复合材料制备的油罐的拉伸强度、弯曲强度、以及冲击强度减小，但是热变形温度升高，即聚丙烯复合材料制备的油罐的拉伸性能、强度减弱，而耐热性增强。
对实施例2制备的聚丙烯管道以及对比例21-24制备的聚丙烯管道，按照各自的测试标准进行性能测试，结果见表3.
表3
由表3可知，复合材料中石英纤维的软化点也会影响复合材料的拉伸性能、强度以及耐热性。当石英纤维的软化点增大后，聚丙烯复合材料制备的油罐的拉伸强度、弯曲强度、以及冲击强度减小，热变形温度升高，即聚丙烯复合材料制备的油罐的拉伸性能以及强度减弱，耐热性增强；当石英纤维的软化点减小后，聚丙烯复合材料制备的油罐的拉伸强度、弯曲强度、以及冲击强度增大，热变形温度降低，即聚丙烯复合材料制备的油罐的拉伸性能以及强度增强，耐热性减弱。
对实施例3制备的聚丙烯管道以及对比例31-34制备的聚丙烯管道，按照各自的测试标准进行性能测试，结果见表4.
表4
由表4可知，复合材料中马来酸酐接枝聚丙烯中的熔体指数以及拉伸强度也会影响复合材料的拉伸性能、强度以及耐热性。马来酸酐接枝聚丙烯中的熔体指数以及拉伸强度越高，聚丙烯复合材料制备的油罐的拉伸强度、弯曲强度、以及冲击强度越大，热变形温度越低，即聚丙烯复合材料制备的油罐的拉伸性能以及强度增强，但耐热性能减弱；马来酸酐接枝聚丙烯中的熔体指数越低，聚丙烯复合材料制备的油罐的拉伸强度、弯曲强度、以及冲击强度越小，热变形温度越高，即聚丙烯复合材料制备的油罐的拉伸性能以及强度减弱，但耐热性能增强。
对实施例4制备的聚丙烯管道以及对比例41-44制备的聚丙烯管道，按照各自的测试标准进行性能测试，结果见表5.
表5
由表5可知，复合材料中马来酸酐接枝聚丙烯中的熔点也会影响复合材料的拉伸性能、强度以及耐热性。马来酸酐接枝聚丙烯中的熔点增大，聚丙烯复合材料制备的油罐的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度减小，热变形温度升高，即聚丙烯复合材料制备的油罐的拉伸性能以及强度减弱，耐热性增强；马来酸酐接枝聚丙烯中的熔点减小，聚丙烯复合材料制备的油罐的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度增大，热变形温度降低，即聚丙烯复合材料制备的油罐的拉伸性能以及强度增强，耐热性减弱。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下原料组分以及重量份：
所述石英纤维的单丝直径为6～12μm，软化点为550～630℃，密度为2.35～2.72g/cm3。
2.根据权利要求1所述一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下原料组分以及重量份：
3.根据权利要求1所述一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述石英纤维的长度为2-5mm。
4.根据权利要求1所述一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述增韧剂为乙烯辛烯嵌段共聚物。
5.根据权利要求4所述一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述乙烯辛烯嵌段共聚物的分子量为50000-80000，熔融指数为0.5-3.0g/min。
6.根据权利要求1所述一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
7.根据权利要求6所述一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述马来酸酐接枝聚丙烯的密度为0.865-0.875g/cm3，接枝率为0.8-1.5％，熔体指数为45～50g/10min(190℃，2.16kg)，拉伸强度为25～28MPa，熔点为135～140℃。
8.一种根据权利要求1-7任意一项所述一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照配比称量聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，然后将聚丙烯、短玻璃纤维、增韧剂、相容剂、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均匀；
(2)将混合均匀后的原料加入到挤出机中挤出造粒。
9.根据权利要求8所述一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述混合温度为80-100℃。
10.根据权利要求8所述一种高强度以及高韧性的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述挤出机的挤出温度为180-200℃，挤出机螺杆的转速为300-350rpm。
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