CN110041610B - 一种聚丙烯复合材料及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚丙烯复合材料，按照重量百分比计，包括以下组分：聚丙烯20‑78wt%；玻璃纤维20‑78wt%；乙烯‑醋酸乙烯2‑5wt%。本发明的聚丙烯复合材料，加入了乙烯‑醋酸乙烯，增加了聚丙烯复合材料与聚氨酯泡沫的粘接牢固度；并且，本发明通过对乙烯‑醋酸乙烯的用量与聚氨酯泡沫涂覆温度对粘接牢固度的关系进行了考察、优化，发现，当乙烯‑醋酸乙烯用量为2‑3.5wt%、聚丙烯复合材料表面温度范围是50‑100℃时，或乙烯‑醋酸乙烯用量为3.5‑5wt%、聚丙烯复合材料表面温度范围是30‑80℃时，聚丙烯复合材料和聚氨酯泡沫间的粘接牢固度优秀。

Description

一种聚丙烯复合材料及其应用

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，特别是涉及一种聚丙烯复合材料及其应用。

背景技术

聚丙烯复合材料具有轻质高强优点，已广泛应用于化工、建筑、轻工、汽车行业、包装管道行业。普通的聚丙烯复合材料具有无毒、无味、密度小、耐腐蚀、力学性能优良等特点，使其有潜力替换乘用车、高铁、飞机的部分材料，尤其是座椅、内饰等。已有的技术是聚丙烯复合材料模压成靠背，然后再在其上注塑热塑性树脂加强筋，最后再填充发泡填充物。但是，现有的聚丙烯复合材料与发泡填充物，尤其是与聚氨酯发泡材料粘接效果不好，剥离力低，导致座椅耐用性差。

发明内容

本发明的目的在于，克服以上技术缺陷，提供一种聚丙烯复合材料，其与聚氨酯泡沫的粘接牢固度优秀。

本发明的另一目的在于，提供上述聚丙烯复合材料在与聚氨酯泡沫粘接工艺上的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种聚丙烯复合材料，按照重量百分比计，包括以下组分：

聚丙烯 20-78wt%；

玻璃纤维 20-78wt%；

乙烯-醋酸乙烯 2-5wt%。

按照重量百分比计，还包括0-5wt%的相容剂；所述的相容剂选自马来酸酐接枝聚丙烯。

按照重量百分比计，还包括0-3wt%的抗氧剂。

上述聚丙烯复合材料在与聚氨酯泡沫粘接工艺上的应用；具体的，是聚丙烯复合材料表面温度范围在30-100℃的内，在聚丙烯复合材料表面涂覆聚氨酯泡沫。

进一步的，乙烯-醋酸乙烯用量为2-3.5wt%、聚丙烯复合材料表面温度范围在50-100℃内，在聚丙烯复合材料表面涂覆聚氨酯泡沫；优选的，温度范围是50-60℃或90-100℃。

进一步的，乙烯-醋酸乙烯用量为3.5-5wt%、聚丙烯复合材料表面温度范围在30-80℃内，在聚丙烯复合材料表面涂覆聚氨酯泡沫；优选的，温度范围是40-80℃。

所述的聚氨酯泡沫主要由有机多异氰酸酯、多元醇、增链剂、催化剂及发泡剂组成。

上述聚丙烯复合材料的制备方法：

步骤1:将聚丙烯、玻璃纤维在烘箱中按100℃/2-4小时烘干后备用；再将聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯投入混合机中混合均匀；

步骤2:将混匀后的物料投入挤出机通过混炼、熔融、均化后挤出到预浸模头内；

步骤3:将展开的玻璃纤维排列成一定宽度后在模头内预浸步骤2中熔融态混合料形成聚丙烯复合材料片材；

步骤4:最后将步骤3中形成的片材单层或者多层有角度叠加后热压成为聚丙烯复合材料板材。

上述步骤1中，根据聚丙烯复合材料的性能需求，可以添加抗氧剂和/或相容剂。

本发明具有如下有益效果：

本发明的聚丙烯复合材料，加入了2-5wt%的乙烯-醋酸乙烯，增加了聚丙烯复合材料与聚氨酯泡沫的粘结牢固度；并且，本发明通过对乙烯-醋酸乙烯的用量与聚氨酯泡沫涂覆温度对粘接牢固度的关系进行了考察、优化，发现，当乙烯-醋酸乙烯用量为2-3.5wt%、聚丙烯复合材料表面温度范围是50-100℃时，聚丙烯复合材料和聚氨酯泡沫间的剥离力高，特别是50-60℃或90-100℃时，剥离力更高，大于32N;乙烯-醋酸乙烯用量为3.5-5wt%、聚丙烯复合材料表面温度范围是30-80℃时聚丙烯复合材料和聚氨酯泡沫间的剥离力高，特别是40-80℃时，剥离力更高，大于38N，即粘接牢固度优秀。

附图说明

图1：剥离力的测试方法图，标号1表示聚丙烯复合材料、标号2表示聚氨酯泡沫、标号3表示剥离力W。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。

实施例与对比例所用原料均来源于市售。

实施例1-11、对比例1聚丙烯复合材料的制备方法：

步骤1：根据表1的配比将聚丙烯、玻璃纤维在烘箱中按100℃/2-4小时烘干后备用；将聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯、抗氧剂、相容剂投入混合机中混合均匀；步骤2:将混匀后的物料投入挤出机通过混炼、熔融、均化后挤出到预浸模头内；步骤3：将展开的玻璃纤维排列成一定宽度后在模头内预浸步骤2中熔融态混合料形成聚丙烯复合材料片材；步骤4:最后将步骤3中形成的片材单层或者多层有角度叠加后热压成为聚丙烯复合材料板材。

聚氨酯泡沫配方：

聚醚多元醇100份，水2.4份，二乙醇胺1.0份, 双-(2-二甲基氨基乙基) 醚0.09份，泡沫稳定剂0.4份，辛酸亚锡0.15份，甲苯二异氰酸酯110份;

聚丙烯复合材料表面涂覆聚氨酯泡沫：将表1配方的聚丙烯复合材料分别在表1的聚丙烯复合材料表面温度下涂覆上述配方的聚氨酯泡沫，涂覆完毕后保温10-30秒，冷却后得到待测样品。

剥离力测试方法：取通过上述方法表面涂覆聚氨酯泡沫的聚丙烯复合材料，将聚氨酯泡沫前端热压成薄片，将压成薄片的聚氨酯泡沫剥离一段距离，再如图1的装置，在剥离出的聚氨酯泡沫下加载剥离力W，剥离出的聚氨酯泡沫与聚丙烯复合材料夹角成90°，再逐渐增加剥离力W的大小，直到能使聚氨酯泡沫剥离聚丙烯复合材料。

表1：实施例和对比例聚丙烯复合材料各组分配比（重量百分比）、聚丙烯复合材料表面温度、及剥离力测试结果

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7	实施例8
									聚丙烯,%	33	33	33	33	33	33	31.5	31.5
玻璃纤维,%	60	60	60	60	60	60	60	60
									乙烯-醋酸乙烯,%	3	3	3	3	3	3	4.5	4.5
马来酸酐接枝聚丙烯,%	3	3	3	3	3	3	3	3
									抗氧剂,%	1	1	1	1	1	1	1	1
聚丙烯复合材料表面温度，℃	40	50	60	80	90	100	30	40
									剥离力,N	15.2	38.3	30.2	29.6	32.3	35.4	36.8	38.9

续表1：

	实施例9	实施例10	实施例11	对比例1
					聚丙烯,%	31.5	31.5	31.5	36
玻璃纤维,%	60	60	60	60
					乙烯-醋酸乙烯,%	4.5	4.5	4.5	-
马来酸酐接枝聚丙烯,%	3	3	3	3
					抗氧剂,%	1	1	1	1
聚丙烯复合材料表面温度，℃	50	80	100	50
					剥离力,N	42.5	39.4	20.5	基本不粘

从对比例1可以看出，当不在聚丙烯复合材料中加入乙烯-醋酸乙烯时，在同样温度条件下在聚丙烯复合材料表面涂覆聚氨酯泡沫，它们之间基本不粘。从实施例1-6可以看出，乙烯-醋酸乙烯用量在2-3.5wt%范围内，聚丙烯复合材料表面温度在50-100℃时涂覆聚氨酯泡沫，剥离力大于25N，特别是50-60℃及90-100℃范围内剥离力大于30N；从实施例7-11可以看出，乙烯-醋酸乙烯用量在3.5-5wt%范围内，聚丙烯复合材料表面温度在30-80℃时涂覆聚氨酯泡沫，剥离力大于36N，特别是40-80℃范围内剥离力大于38N。

Claims (6)

1.聚丙烯复合材料在与聚氨酯泡沫粘接工艺上的应用，其特征在于，所述的聚丙烯复合材料按重量百分比计，包括以下组分：聚丙烯20-33wt%，玻璃纤维60-78wt%，乙烯-醋酸乙烯2-5wt%；当乙烯-醋酸乙烯的含量为2-3.5wt%时，聚丙烯复合材料表面温度范围在50-100℃内，在聚丙烯复合材料表面涂覆聚氨酯泡沫；当乙烯-醋酸乙烯的含量为3.5-5wt%时，聚丙烯复合材料表面温度范围在30-80℃内，在聚丙烯复合材料表面涂覆聚氨酯泡沫。

2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料在与聚氨酯泡沫粘接工艺上的 应用，其特征在于，按照重量百分比计，还包括0-5wt%的相容剂；所述的相容剂选自马来酸酐接枝聚丙烯。

3.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料在与聚氨酯泡沫粘接工艺上的 应用，其特征在于，按照重量百分比计，还包括0-3wt%的抗氧剂。

4.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料在与聚氨酯泡沫粘接工艺上的 应用，其特征在于，乙烯-醋酸乙烯用量为2-3.5wt%时，温度范围是50-60℃。

5.根据权利要求1所述聚丙烯复合材料在与聚氨酯泡沫粘接工艺上的应用，其特征在于，乙烯-醋酸乙烯用量为3.5-5wt%时，温度范围是40-80℃。

6.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料在与聚氨酯泡沫粘接工艺上的应用，其特征在于，所述的聚氨酯泡沫主要由有机多异氰酸酯、多元醇、增链剂、催化剂及发泡剂组成。

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