CN111087697A - 一种良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。本发明的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料通过添加胶粘改性剂使材料具备良好的胶粘性。本发明的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料组分按重量组份分别为：聚丙烯树脂30～90份、玻璃纤维10～60份、相容剂1～10份、增韧剂1～10份、胶粘改性剂0.1～2份、抗氧剂0.1～1份。本发明的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料可以使零件在不经过火焰处理的条件下具备优异的胶粘性。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及到一种良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯材料通常采用填充增强的方式进行改性，以便获得较高机械性能和良好的尺寸稳定性，用以替代金属或工程塑料作为结构件使用。在汽车零部件领域，由于部分部件对材料机械强度要求较高，较多采用长玻璃纤维增强聚丙烯材料，主要用在汽车主副仪表板、前端框架、天窗骨架以及尾门内板等零件，这些零件对材料有比较高的机械性能要求，同时由于装配过程中需要在零件表面进行胶接，材料的胶粘性也逐渐受到关注。长玻璃纤维增强聚丙烯材料表面极性差，目前市场上通常采用火焰处理的方式提高长玻璃纤维增强聚丙烯材料零件表面极性，火焰处理工序不仅增加了生产过程中的能源消耗，而且工艺控制难以把握，容易由于处理不到位或过度处理导致零件胶粘效果差。良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料就是从市场出发，为了解决用长玻纤增强聚丙烯复合材料所生产零件的胶粘性而研发的一种优质材料。
发明内容
为了克服现有的技术不足，本发明提供一种表面胶粘性好的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料，其由聚丙烯树脂、玻璃纤维、相容剂、增韧剂、胶粘改性剂及抗氧剂六种成分组成，由以下成分按重量比组成：聚丙烯树脂30～90份、玻璃纤维10～60份，相容剂1～10份、增韧剂1～10份、胶粘改性剂0.1～2份、抗氧剂0.1～1份。
上述良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料中，
所述的聚丙烯树脂为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的一种或两种组合。
所述的玻璃纤维为1200tex-2400tex的扁平状连续玻璃纤维。
所述的相容剂为经过马来酸酐接枝的聚丙烯，接枝率为1.5％。
所述的增韧剂为EPDM、POE和SEBS中的一种或者几种组合。
所述的胶粘改性剂为接枝烷基磷羧酸盐。
所述的抗氧剂是受阻酚抗氧剂1010、亚磷酸酯类抗氧剂168和耐氮氧化物抗氧剂GA80等中的一种或者几种组合。
上述良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤如下：
(1)按照重量配比称取原料聚丙烯树脂、胶粘改性剂及其它助剂，将称好的原材料投入到高速混合器中混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进入浸渍槽；
(2)连续玻璃纤维经过浸渍槽后进行拉条、冷却、切粒、干燥处理。
本发明的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料可以使零件在不经过火焰处理的条件下具备优异的胶粘性。
具体实施方式
下面结合具体实例来进行进一步说明本发明的技术方案。
良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料，其组成(重量比)为：聚丙烯树脂30～90份、玻璃纤维10～60份，相容剂1～10份、增韧剂1～10份、胶粘改性剂0.1～2份、抗氧剂0.1～1份。
本产品使用的相容剂为经过马来酸酐接枝的聚丙烯，接枝率为1.5％；增韧剂为EPDM、POE、SEBS中的一种或几种的组合；使用的胶粘改性剂为接枝烷基磷羧酸盐；抗氧剂由受阻酚抗氧剂1010、亚磷酸酯类抗氧剂168和耐氮氧化物抗氧剂GA80等中的一种或者几种组合。
良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法：
1)：按照重量配比称取原料聚丙烯树脂、胶粘改性剂及其它助剂，将称好的原材料投入到高速混合器中混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进入浸渍槽；
2)：连续玻璃纤维经过浸渍槽后进行拉条、冷却、切粒、干燥处理。
实施例1：
1)：按照重量配比称取原料聚丙烯树脂73.4份，并经烘箱烘干；加入3份相容剂，3份增韧剂，0.3份胶粘改性剂，0.3份抗氧剂在高速机中搅拌混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进入浸渍槽；
2)：连续玻璃纤维经过浸渍槽后进行拉条、冷却、切粒、干燥处理；
3)：将步骤(2)得到的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料用注塑机注塑成尺寸为356*100*3mm的样板待用。
实施例2：
1)：按照重量配比称取原料聚丙烯树脂73.2份，并经烘箱烘干；加入3份相容剂，3份增韧剂，0.5份胶粘改性剂，0.3份抗氧剂在高速机中搅拌混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进入浸渍槽；
2)：连续玻璃纤维经过浸渍槽后进行拉条、冷却、切粒、干燥处理；
3)：将步骤(2)得到的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料用注塑机注塑成尺寸为356*100*3mm的样板待用。
实施例3：
1)：按照重量配比称取原料聚丙烯树脂72.7份，并经烘箱烘干；加入3份相容剂，3份增韧剂，1份胶粘改性剂，0.3份抗氧剂在高速机中搅拌混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进入浸渍槽；
2)：连续玻璃纤维经过浸渍槽后进行拉条、冷却、切粒、干燥处理；
3)：将步骤(2)得到的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料用注塑机注塑成尺寸为356*100*3mm的样板待用。
实施例4：
1)：按照重量配比称取原料聚丙烯树脂62.7份，并经烘箱烘干；加入3份相容剂，3份增韧剂，1份胶粘改性剂，0.3份抗氧剂在高速机中搅拌混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进入浸渍槽；
2)：连续玻璃纤维经过浸渍槽后进行拉条、冷却、切粒、干燥处理；
3)：将步骤(2)得到的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料用注塑机注塑成尺寸为356*100*3mm的样板待用。
实施例5：
1)：按照重量配比称取原料聚丙烯树脂52.7份，并经烘箱烘干；加入3份相容剂，3份增韧剂，1份胶粘改性剂，0.3份抗氧剂在高速机中搅拌混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进入浸渍槽；
2)：连续玻璃纤维经过浸渍槽后进行拉条、冷却、切粒、干燥处理；
3)：将步骤(2)得到的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料用注塑机注塑成尺寸为356*100*3mm的样板待用。
对比例1：
1)：按照重量配比称取原料聚丙烯树脂73.7份，并经烘箱烘干；加入3份相容剂，3份增韧剂，0.3份抗氧剂在高速机中搅拌混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进入浸渍槽；
2)：连续玻璃纤维经过浸渍槽后进行拉条、冷却、切粒、干燥处理。
3)：将步骤(2)得到的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料用注塑机注塑成尺寸为356*100*3mm的样板待用。
对比例2：
1)：按照重量配比称取原料聚丙烯树脂73.7份，并经烘箱烘干；加入3份相容剂，3份增韧剂，0.3份抗氧剂在高速机中搅拌混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进入浸渍槽；
2)：连续玻璃纤维经过浸渍槽后进行拉条、冷却、切粒、干燥处理；
3)：将步骤(2)得到的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料用注塑机注塑成尺寸为356*100*3mm的样板，采用手持式火焰处理仪器用8cm/s速度对样板表面进行处理后待用。
对比例3：
1)：按照重量配比称取原料聚丙烯树脂73.7份，并经烘箱烘干；加入3份相容剂，3份增韧剂，0.3份抗氧剂在高速机中搅拌混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进入浸渍槽；
2)：连续玻璃纤维经过浸渍槽后进行拉条、冷却、切粒、干燥处理；
3)：将步骤(2)得到的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料用注塑机注塑成尺寸为356*100*3mm的样板，采用手持式火焰处理仪器用5cm/s速度对样板表面进行处理后待用。
对比例4：
1)：按照重量配比称取原料聚丙烯树脂53.7份，并经烘箱烘干；加入3份相容剂，3份增韧剂，0.3份抗氧剂在高速机中搅拌混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进入浸渍槽；
2)：连续玻璃纤维经过浸渍槽后进行拉条、冷却、切粒、干燥处理；
3)：将步骤(2)得到的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料用注塑机注塑成尺寸为356*100*3mm的样板，采用手持式火焰处理仪器用2cm/s速度对样板表面进行处理后待用。
对比例5：
1)：按照重量配比称取原料聚丙烯树脂63.7份，并经烘箱烘干；加入3份相容剂，3份增韧剂，0.3份抗氧剂在高速机中搅拌混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进入浸渍槽；
2)：连续玻璃纤维经过浸渍槽后进行拉条、冷却、切粒、干燥处理；
3)：将步骤(2)得到的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料用注塑机注塑成尺寸为356*100*3mm的样板待用。
对比例6：
1)：按照重量配比称取原料聚丙烯树脂53.7份，并经烘箱烘干；加入3份相容剂，3份增韧剂，0.3份抗氧剂在高速机中搅拌混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进入浸渍槽；
2)：连续玻璃纤维经过浸渍槽后进行拉条、冷却、切粒、干燥处理；
3)：将步骤(2)得到的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料用注塑机注塑成尺寸为356*100*3mm的样板待用。
性能测试：
零件的胶粘性通常由零件表面能大小决定，表面能以达因值为表征手段，达因值在46以下时胶粘性差，达因值在46-52之间时胶粘性一般，达因值在52以上时胶粘性好，因此对材料胶粘性以样板表面达因值作为表征手段。
样板表面达因值测试结果见表1：
表1材料性能测试结果
从以上实施例和比较例性能可以看出，本发明的良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料是一种胶粘性优异的复合材料。按照数据对比中显示胶粘改性剂的添加能够明显改善材料的胶粘性，如实施例1(添加0.3份胶粘改性剂的玻璃纤维为20％的增强聚丙烯)，其达因值优于对比例1(不进行火焰处理且未添加胶粘改性剂的玻璃纤维为20％的增强聚丙烯)；按照数据对比如实施例5(添加1份胶粘改性剂的玻璃纤维为40％的增强聚丙烯)，其达因值相当于对比例6(用手持式火焰处理仪器以5cm/s进行处理的未添加胶粘改性剂的玻璃纤维含量为40％的增强聚丙烯)，说明良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料能够保证零件在不需要经过火焰处理的情况下具备优异的胶粘性。本发明的制备方法操作简单，能够保证长玻纤增强聚丙烯复合材料具备优异胶粘性，适合工业化生产和应用。
Claims (8)
1.一种良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：其由聚丙烯树脂、玻璃纤维、相容剂、增韧剂、胶粘改性剂及抗氧剂六种成分组成，由以下成分按重量比组成：聚丙烯树脂30～90份、玻璃纤维10～60份，相容剂1～10份、增韧剂1～10份、胶粘改性剂0.1～2份、抗氧剂0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的一种良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯树脂为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的一种或两种组合。
3.根据权利要求1所述的一种良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维为1200tex-2400tex的扁平状连续玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的一种良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的相容剂为经过马来酸酐接枝的聚丙烯，接枝率为1.5％。
5.根据权利要求1所述的一种良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的增韧剂为EPDM、POE和SEBS中的一种或者几种组合。
6.根据权利要求1所述的一种良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的胶粘改性剂为接枝烷基磷羧酸盐。
7.根据权利要求1所述的一种良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂是受阻酚抗氧剂1010、亚磷酸酯类抗氧剂168和耐氮氧化物抗氧剂GA80等中的一种或者几种组合。
8.根据权利要求1-7任意之一所述良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：其步骤如下：
(1)按照重量配比称取原料聚丙烯树脂、胶粘改性剂及其它助剂，将称好的原材料投入到高速混合器中混合均匀，然后经过双螺杆挤出机进入浸渍槽；
(2)连续玻璃纤维经过浸渍槽后进行拉条、冷却、切粒、干燥处理。
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