CN113773580A - 一种高韧性pp复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高韧性PP复合材料及其制备方法，包括如下重量份的原料：PP树脂30‑50份、交联剂1‑5份、玻璃纤维10‑20份、抗氧剂1‑3份、聚乙烯醇纤维1‑5份、相容剂8‑16份、填料1‑5份、成核剂1‑5份、增塑剂4‑8份、相变定形剂1‑5份。本发明的高韧PP复合材料具有很好的强度、韧性、高模量等力学性能和化学稳定性，其综合力学性能优异，通过在PP树脂中添加玻璃纤维、聚乙烯醇纤维、相容剂、增塑剂、成核剂以及相变定形剂并通过调整各组分的用量配比，使制得的高韧性PP复合材料同时具有高的强度、韧性、和高的韧性。

Description

一种高韧性PP复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高韧性PP复合材料及其制备方法。

背景技术

吹塑成型是借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯吹胀形成中空制品的方法。吹塑成型与注塑成型相比，设备造价较低，适应性较强，可成型性能好(如低应力)。

PP材料是最常用的工程热塑材料之一，它是半结晶材料，有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性，且吸湿性很弱。但是，传统吹塑级PP因材料本身韧性不理想的限制，只能吹塑成型小制件，而无法吹塑成大制件，限制PP材料的的使用范围。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高韧性PP复合材料，该高韧PP复合材料具有很好的强度、韧性、高模量等力学性能和化学稳定性，其综合力学性能优异，通过在PP树脂中添加玻璃纤维、聚乙烯醇纤维、相容剂、增塑剂、成核剂以及相变定形剂并通过调整各组分的用量配比，使制得的高韧性PP复合材料同时具有高的强度、韧性、和高的韧性。

本发明的目的在于提供一种高韧性PP复合材料的制备方法，该制备方法简单高效，操作控制方便，生产的产品质量高，利于工业化生产。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高韧性PP复合材料，包括如下重量份的原料：PP树脂30-50份、交联剂1-5份、玻璃纤维10-20份、抗氧剂1-3份、聚乙烯醇纤维1-5份、相容剂8-16份、填料1-5份、成核剂1-5份、增塑剂4-8份、相变定形剂1-5份。

本发明中的高韧性PP复合材料具有很好的强度、韧性、高模量等力学性能和化学稳定性，其综合力学性能优异，使用时既可吹塑成小制件也可制成大制件，降低了材料的成本也拓宽了PP复合材料的使用范围。通过在PP树脂中添加玻璃纤维、聚乙烯醇纤维、相容剂、增塑剂、成核剂以及相变定形剂并通过调整各组分的用量配比，使制得的高韧性PP复合材料同时具有高的强度、韧性、和高的韧性；其中采用的聚乙烯醇纤维具有很好的机械性能，其强度高、模量高、拉伸度低，而将玻璃纤维增强高韧性PP复合材料中加入聚乙烯醇纤维可以提高该复合材料的弯曲模量、弯曲模量和冲击强度，也可以提高该复合材料的流动性；PP树脂可与聚乙烯醇纤维在交联剂的作用聚合物交联反应，形成网络结构，从而提高塑料体系的拉伸模量、强度，以及热变形温度。

优选的，所述成核剂包括如下重量份的原料：α晶型成核剂1-3份、β晶型成核剂1-3份、PMMA微球15-30份、钙盐1-5份、硫酸钠1-5份、乙醇1-5份和去离子水6-10份；更优选的，所述α晶型成核剂为2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸铝盐(NA-21)，所述β晶型成核剂为2,6-苯二甲酸环己酰胺或、N,N’-二环己基-2,6-萘二酰胺。

优选的，所述成核剂通过如下步骤制得：

S1、按照重量份，将钙盐加入去离子水中搅拌10-20min，再将硫酸钠缓慢加入，并持续搅拌40-60min，静置1-3h，得到混合液A，备用；

S2、按照重量份，将PMMA微球加入混合液A中搅拌30-40min，超声处理20-40min，静置、过滤，将滤渣置于100-120℃的条件下干燥2-4h，得到含有载硫酸钙晶须的PMMA微球，备用；

S3、按照重量份，将干燥滤渣溶解于乙醇溶液中超声处理10-20min，再将α晶型成核剂和β晶型成核剂加入，加热至35-45℃超声处理40-60min，再在60-80℃的条件下干燥2-4h，得到成核剂。

本发明中的成核剂通过采用上述原料和制备方法制得，而制得的成核剂以PMMA微球为生成的硫酸钙晶须的载体，提高了硫酸钙晶须在PMMA微球表面的分散效果，另外，生成的硫酸钙晶须较小，在PP复合材料内形成更多的异相成核点诱导更多细小均匀的晶体出现，有助于提高PP复合材料的增韧效果，同时提升了α晶型成核剂和β晶型成核剂分散性，使得α晶型成核剂和β晶型成核剂均匀分散在PMMA微球的表面，经超声处理后的硫酸钙晶须具有一定的诱导α晶型和β-晶型的异相成核作用，进而提高PP复合材料增韧效果。

优选的，所述交联剂为DCP、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、丙硫醇三甲基氧基硅烷、乙氧基三乙氧基硅烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、双叔丁过氧异丙基苯和过氧化苯甲酰中的至少一种。更优选的，所述交联剂是由DCP、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷和过氧化苯甲酰按照重量比为0.4-0.8:0.6-1.0:0.8-1.2:0.1-0.5组成的混合物。

本发明中通过采用交联剂可使PP复合材料反应挤出，降低了PP树脂的熔指，增加PP的熔体强度，材料的强度和韧性有了明显提高。

优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂bht中的至少一种；更优选的，所述抗氧剂是由抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂bht按照重量比为0.4-0.8:0.8-1.2:0.6-1.0组成的混合物。

本发明中所采用的抗氧剂1010对PP树脂和相容剂有卓越的抗氧化性能，抗氧剂1010能有效地防止PP复合材料在长期老化过程中的热氧化降解，进而延长本发明中PP复合材料的使用期限，另外可以与抗氧剂168并用有协同效应；抗氧剂168为抗氧剂1010的辅助抗氧剂，与主抗氧剂1010复配，有很好的协同效应，可有效地防止PP树脂在基础注塑中的热降解，给PP复合材料额外的长效保护。

优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃或丙烯酸接枝PP、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元无规共聚物中的至少一种；更优选的，所述相容剂马来酸酐接枝聚烯烃和苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物按照重量比为0.4-0.8:0.8-1.2组成的混合物。

本发明的相容剂中所采用马来酸酐接枝聚烯烃通过引入强极性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性，再者由于相容剂是以活跃自由基分子羧基掺入非极性与极性聚合物之间起"桥梁"作用，与PP树脂共混，两者之间进行反应而制得良好的改性共混效果，可是制得PP复合材料具有良好的柔软性、高弹性和低温性能。

优选的，所述填料为碳酸钙、滑石粉、硅微粉中至少一种，所述填料细度的为800-2600目；更优选的，所述填料是由碳酸钙、滑石粉和硅微粉按照重量比为0.8-1.2:0.4-0.8:0.6-1.0组成的混合物。

优选的，所述增塑剂为POM、POE、PVC、PET、mLLDPE和PETG中的至少一种；更优选的，所述增塑剂是由POM、POE、PET和mLLDPE按照重量比为0.4-0.8:0.6-1.0:0.8-1.2:0.1-0.5组成的混合物。

本发明中所采用的增塑剂在PP复合材料体系中除起到增韧效果外，还能起到增进体系相容性的作用。

优选的，所述相变定形剂为石蜡、聚乙二醇、多元醇、烷烃、高级脂肪酸、高级脂肪醇、聚烯烃、高压聚乙烯和低压聚乙烯中的至少一种；更优选的，所述相变定形剂为聚乙二醇、高级脂肪酸和聚烯烃按照重量比为0.8-1.2:0.4-0.8:0.6-1.0组成的混合物。

本发明中所采用的相变定形剂在PP复合材料吹膜成型时可以提供很好的强度和韧性，能有效降低PP复合材料的熔指。

本发明还提供了一种高韧性PP复合材料的制备方法，通过如下步骤制得：

1)按照重量份，将PP树脂、玻璃纤维、填料、聚乙烯醇纤维、交联剂和成核剂加入搅拌装置中混合均匀，加热至70-100℃搅拌40-80min，得到混合物A，备用；

2)按照重量份，将相容剂和增塑剂混合搅拌均匀，得到混合物B，备用；

3)按照重量份，将抗氧剂、相变定形剂和步骤2)中得到的混合物加入步骤1)中得到的混合物A中混合搅拌均匀后并导入双螺杆挤出机中，加热至120-200℃，螺杆以转速60-80rpm的转速将物料在熔融状态下挤出、造粒，得到高韧性PP复合材料。

本发明中的PP复合材料通过采用上述方法制得，而利用上述方法折制得PP复合材料具有很好的强度、韧性、高模量等力学性能和化学稳定性，其综合力学性能优异，使用时既可吹塑成小制件也可制成大制件，降低了材料的成本也拓宽了PP复合材料的使用范围。而在制备过程中需要严格控制步骤3)中的螺杆以转速为60-80rpm，如果转速过快则会导致最后的螺旋加压效果不显著，若转速过慢，则由于经过双螺杆挤出机的时间过长导致受热时间过长，进而是部分材料焦化，不利益最终制得PP复合材料。

本发明的有益效果在于：本发明的高韧PP复合材料具有很好的强度、韧性、高模量等力学性能和化学稳定性，其综合力学性能优异，通过在PP树脂中添加玻璃纤维、聚乙烯醇纤维、相容剂、增塑剂、成核剂以及相变定形剂并通过调整各组分的用量配比，使制得的高韧性PP复合材料同时具有高的强度、韧性、和高的韧性。

本发明高韧性PP复合材料的制备方法简单高效，操作控制方便，生产的产品质量高，利于工业化生产。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

一种高韧性PP复合材料，包括如下重量份的原料：PP树脂30份、交联剂1份、玻璃纤维10份、抗氧剂1份、聚乙烯醇纤维1份、相容剂8份、填料1份、成核剂1份、增塑剂4份、相变定形剂1份，所述PP树脂采用旺斯伟尔丙PP树脂PP801。

所述成核剂包括如下重量份的原料：α晶型成核剂1份、β晶型成核剂1份、PMMA微球15份、钙盐1份、硫酸钠1份、乙醇1份和去离子水6份；所述α晶型成核剂为2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸铝盐(NA-21)，所述β晶型成核剂为2,6-苯二甲酸环己酰胺；PMMA微球采用诺欣塑胶原料有限公司生产的PMMA微球。

所述成核剂通过如下步骤制得：

S1、按照重量份，将钙盐加入去离子水中搅拌10min，再将硫酸钠缓慢加入，并持续搅拌40min，静置1h，得到混合液A，备用；

S2、按照重量份，将PMMA微球加入混合液A中搅拌30min，超声处理20min，静置、过滤，将滤渣置于100℃的条件下干燥2h，得到含有载硫酸钙晶须的PMMA微球，备用；

S3、按照重量份，将干燥滤渣溶解于乙醇溶液中超声处理10min，再将α晶型成核剂和β晶型成核剂加入，加热至35℃超声处理40min，再在60℃的条件下干燥2h，得到成核剂。

所述交联剂是由DCP、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷和过氧化苯甲酰按照重量比为0.4:0.6:0.8:0.1组成的混合物。

所述抗氧剂是由抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂bht按照重量比为0.4:0.8:0.6组成的混合物。

所述相容剂马来酸酐接枝聚烯烃和苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物按照重量比为0.4:0.8组成的混合物。

所述填料细度的为800目；所述填料是由碳酸钙、滑石粉和硅微粉按照重量比为0.8:0.4:0.6组成的混合物。

所述增塑剂是由POM、POE、PET和mLLDPE按照重量比为0.4:0.6:0.8:0.1组成的混合物。

所述相变定形剂为聚乙二醇、高级脂肪酸和聚烯烃按照重量比为0.8:0.4:0.6组成的混合物。

所述高韧性PP复合材料的制备方法，通过如下步骤制得：

1)按照重量份，将PP树脂、玻璃纤维、填料、聚乙烯醇纤维、交联剂和成核剂加入搅拌装置中混合均匀，加热至70℃搅拌40min，得到混合物A，备用；

2)按照重量份，将相容剂和增塑剂混合搅拌均匀，得到混合物B，备用；

3)按照重量份，将抗氧剂、相变定形剂和步骤2)中得到的混合物加入步骤1)中得到的混合物A中混合搅拌均匀后并导入双螺杆挤出机中，加热至120℃，螺杆以转速60rpm的转速将物料在熔融状态下挤出、造粒，得到高韧性PP复合材料。

实施例2

一种高韧性PP复合材料，包括如下重量份的原料：PP树脂35份、交联剂2份、玻璃纤维13份、抗氧剂1.5份、聚乙烯醇纤维2份、相容剂10份、填料2份、成核剂2份、增塑剂5份、相变定形剂2份，所述PP树脂采用旺斯伟尔丙PP树脂PP801。

所述成核剂包括如下重量份的原料：α晶型成核剂1.5份、β晶型成核剂1.5份、PMMA微球18份、钙盐2份、硫酸钠2份、乙醇2份和去离子水7份；所述α晶型成核剂为2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸铝盐(NA-21)，所述β晶型成核剂为N,N’-二环己基-2,6-萘二酰胺；PMMA微球采用诺欣塑胶原料有限公司生产的PMMA微球。

所述成核剂通过如下步骤制得：

S1、按照重量份，将钙盐加入去离子水中搅拌13min，再将硫酸钠缓慢加入，并持续搅拌45min，静置1.5h，得到混合液A，备用；

S2、按照重量份，将PMMA微球加入混合液A中搅拌33min，超声处理25min，静置、过滤，将滤渣置于105℃的条件下干燥2.5h，得到含有载硫酸钙晶须的PMMA微球，备用；

S3、按照重量份，将干燥滤渣溶解于乙醇溶液中超声处理13min，再将α晶型成核剂和β晶型成核剂加入，加热至38℃超声处理45min，再在65℃的条件下干燥2.5h，得到成核剂。

所述交联剂是由DCP、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷和过氧化苯甲酰按照重量比为0.5:0.7:0.9:0.2组成的混合物。

所述抗氧剂是由抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂bht按照重量比为0.5:0.9:0.7组成的混合物。

所述相容剂马来酸酐接枝聚烯烃和苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物按照重量比为0.5:0.9组成的混合物。

所述填料细度的为1200目；所述填料是由碳酸钙、滑石粉和硅微粉按照重量比为0.9:0.5:0.7组成的混合物。

所述增塑剂是由POM、POE、PET和mLLDPE按照重量比为0.5:0.7:0.9:0.2组成的混合物。

所述相变定形剂为聚乙二醇、高级脂肪酸和聚烯烃按照重量比为0.9:0.5:0.7组成的混合物。

所述高韧性PP复合材料的制备方法，通过如下步骤制得：

1)按照重量份，将PP树脂、玻璃纤维、填料、聚乙烯醇纤维、交联剂和成核剂加入搅拌装置中混合均匀，加热至78℃搅拌50min，得到混合物A，备用；

2)按照重量份，将相容剂和增塑剂混合搅拌均匀，得到混合物B，备用；

3)按照重量份，将抗氧剂、相变定形剂和步骤2)中得到的混合物加入步骤1)中得到的混合物A中混合搅拌均匀后并导入双螺杆挤出机中，加热至140℃，螺杆以转速65rpm的转速将物料在熔融状态下挤出、造粒，得到高韧性PP复合材料。

实施例3

一种高韧性PP复合材料，包括如下重量份的原料：PP树脂40份、交联剂3份、玻璃纤维15份、抗氧剂2份、聚乙烯醇纤维3份、相容剂12份、填料3份、成核剂3份、增塑剂6份、相变定形剂3份，所述PP树脂采用旺斯伟尔丙PP树脂PP801。

所述成核剂包括如下重量份的原料：α晶型成核剂2份、β晶型成核剂2份、PMMA微球21份、钙盐3份、硫酸钠3份、乙醇3份和去离子水7份；所述α晶型成核剂为2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸铝盐(NA-21)，所述β晶型成核剂为2,6-苯二甲酸环己酰胺；PMMA微球采用诺欣塑胶原料有限公司生产的PMMA微球。

所述成核剂通过如下步骤制得：

S1、按照重量份，将钙盐加入去离子水中搅拌15min，再将硫酸钠缓慢加入，并持续搅拌50min，静置2h，得到混合液A，备用；

S2、按照重量份，将PMMA微球加入混合液A中搅拌35min，超声处理30min，静置、过滤，将滤渣置于110℃的条件下干燥3h，得到含有载硫酸钙晶须的PMMA微球，备用；

S3、按照重量份，将干燥滤渣溶解于乙醇溶液中超声处理15min，再将α晶型成核剂和β晶型成核剂加入，加热至40℃超声处理50min，再在70℃的条件下干燥3h，得到成核剂。

所述交联剂是由DCP、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷和过氧化苯甲酰按照重量比为0.6:0.8:1.0:0.3组成的混合物。

所述抗氧剂是由抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂bht按照重量比为0.6:1.0:0.8组成的混合物。

所述相容剂马来酸酐接枝聚烯烃和苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物按照重量比为0.6:1.0组成的混合物。

所述填料细度的为1700目；所述填料是由碳酸钙、滑石粉和硅微粉按照重量比为1.0:0.6:0.8组成的混合物。

所述增塑剂是由POM、POE、PET和mLLDPE按照重量比为0.6:0.8:1.0:0.3组成的混合物。

所述相变定形剂为聚乙二醇、高级脂肪酸和聚烯烃按照重量比为1.0:0.6:0.8组成的混合物。

所述高韧性PP复合材料的制备方法，通过如下步骤制得：

1)按照重量份，将PP树脂、玻璃纤维、填料、聚乙烯醇纤维、交联剂和成核剂加入搅拌装置中混合均匀，加热至85℃搅拌60min，得到混合物A，备用；

2)按照重量份，将相容剂和增塑剂混合搅拌均匀，得到混合物B，备用；

3)按照重量份，将抗氧剂、相变定形剂和步骤2)中得到的混合物加入步骤1)中得到的混合物A中混合搅拌均匀后并导入双螺杆挤出机中，加热至160℃，螺杆以转速70rpm的转速将物料在熔融状态下挤出、造粒，得到高韧性PP复合材料。

实施例4

一种高韧性PP复合材料，包括如下重量份的原料：PP树脂45份、交联剂4份、玻璃纤维18份、抗氧剂2.5份、聚乙烯醇纤维4份、相容剂14份、填料4份、成核剂4份、增塑剂7份、相变定形剂4份，所述PP树脂采用旺斯伟尔丙PP树脂PP801。

所述成核剂包括如下重量份的原料：α晶型成核剂2.5份、β晶型成核剂2.5份、PMMA微球24份、钙盐4份、硫酸钠4份、乙醇4份和去离子水9份；所述α晶型成核剂为2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸铝盐(NA-21)，所述β晶型成核剂为2,6-苯二甲酸环己酰胺；PMMA微球采用诺欣塑胶原料有限公司生产的PMMA微球。

所述成核剂通过如下步骤制得：

S1、按照重量份，将钙盐加入去离子水中搅拌18min，再将硫酸钠缓慢加入，并持续搅拌55min，静置2.5h，得到混合液A，备用；

S2、按照重量份，将PMMA微球加入混合液A中搅拌38min，超声处理35min，静置、过滤，将滤渣置于115℃的条件下干燥3.5h，得到含有载硫酸钙晶须的PMMA微球，备用；

S3、按照重量份，将干燥滤渣溶解于乙醇溶液中超声处理18min，再将α晶型成核剂和β晶型成核剂加入，加热至43℃超声处理55min，再在75℃的条件下干燥3.5h，得到成核剂。

所述交联剂是由DCP、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷和过氧化苯甲酰按照重量比为0.7:0.9:1.1:0.4组成的混合物。

所述抗氧剂是由抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂bht按照重量比为0.9:1.1:0.9组成的混合物。

所述相容剂马来酸酐接枝聚烯烃和苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物按照重量比为0.7:1.1组成的混合物。

所述填料细度的为2100目；所述填料是由碳酸钙、滑石粉和硅微粉按照重量比为1.1:0.7:0.9组成的混合物。

所述增塑剂是由POM、POE、PET和mLLDPE按照重量比为0.7:0.9:1.1:0.4组成的混合物。

所述相变定形剂为聚乙二醇、高级脂肪酸和聚烯烃按照重量比为1.1:0.7:0.9组成的混合物。

所述高韧性PP复合材料的制备方法，通过如下步骤制得：

1)按照重量份，将PP树脂、玻璃纤维、填料、聚乙烯醇纤维、交联剂和成核剂加入搅拌装置中混合均匀，加热至93℃搅拌70min，得到混合物A，备用；

2)按照重量份，将相容剂和增塑剂混合搅拌均匀，得到混合物B，备用；

3)按照重量份，将抗氧剂、相变定形剂和步骤2)中得到的混合物加入步骤1)中得到的混合物A中混合搅拌均匀后并导入双螺杆挤出机中，加热至180℃，螺杆以转速75rpm的转速将物料在熔融状态下挤出、造粒，得到高韧性PP复合材料。

实施例5

一种高韧性PP复合材料，包括如下重量份的原料：PP树脂50份、交联剂5份、玻璃纤维20份、抗氧剂3份、聚乙烯醇纤维5份、相容剂16份、填料5份、成核剂5份、增塑剂8份、相变定形剂5份，所述PP树脂采用旺斯伟尔丙PP树脂PP801。

所述成核剂包括如下重量份的原料：α晶型成核剂3份、β晶型成核剂3份、PMMA微球30份、钙盐5份、硫酸钠5份、乙醇5份和去离子水10份；所述α晶型成核剂为2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯氧基)磷酸铝盐(NA-21)，所述β晶型成核剂为2,6-苯二甲酸环己酰胺；PMMA微球采用诺欣塑胶原料有限公司生产的PMMA微球。

所述成核剂通过如下步骤制得：

S1、按照重量份，将钙盐加入去离子水中搅拌20min，再将硫酸钠缓慢加入，并持续搅拌60min，静置3h，得到混合液A，备用；

S2、按照重量份，将PMMA微球加入混合液A中搅拌40min，超声处理40min，静置、过滤，将滤渣置于120℃的条件下干燥4h，得到含有载硫酸钙晶须的PMMA微球，备用；

S3、按照重量份，将干燥滤渣溶解于乙醇溶液中超声处理20min，再将α晶型成核剂和β晶型成核剂加入，加热至45℃超声处理60min，再在80℃的条件下干燥4h，得到成核剂。

所述交联剂是由DCP、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷和过氧化苯甲酰按照重量比为0.8:1.0:1.2:0.5组成的混合物。

所述抗氧剂是由抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂bht按照重量比为0.8:1.2:1.0组成的混合物。

所述相容剂马来酸酐接枝聚烯烃和苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物按照重量比为0.8:1.2组成的混合物。

所述填料细度的为2600目；所述填料是由碳酸钙、滑石粉和硅微粉按照重量比为1.2:0.8:1.0组成的混合物。

所述增塑剂是由POM、POE、PET和mLLDPE按照重量比为0.8:1.0:1.2:0.5组成的混合物。

所述相变定形剂为聚乙二醇、高级脂肪酸和聚烯烃按照重量比为1.2:0.8:1.0组成的混合物。

所述高韧性PP复合材料的制备方法，通过如下步骤制得：

1)按照重量份，将PP树脂、玻璃纤维、填料、聚乙烯醇纤维、交联剂和成核剂加入搅拌装置中混合均匀，加热至100℃搅拌80min，得到混合物A，备用；

2)按照重量份，将相容剂和增塑剂混合搅拌均匀，得到混合物B，备用；

3)按照重量份，将抗氧剂、相变定形剂和步骤2)中得到的混合物加入步骤1)中得到的混合物A中混合搅拌均匀后并导入双螺杆挤出机中，加热至200℃，螺杆以转速80rpm的转速将物料在熔融状态下挤出、造粒，得到高韧性PP复合材料。

对比例1

本对比例与上述实施例1的区别在于：本对比例的高韧性PP复合材料中直接采用α晶型成核剂。本对比例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。

对比例2

本对比例与上述实施例3的区别在于：本对比例的的高韧性PP复合材料的原料中没有添加相变定形剂，其余原料按照实施例3的比例混合物。本对比例的其余内容与实施例3相同，这里不再赘述。

对比例3

本对比例与上述实施例5的区别在于：本对比例的高韧性PP复合材料的原料中没有添加成核剂。本对比例的其余内容与实施例5相同，这里不再赘述。

对实施例1、3和5和对比例1-3制得的高韧性PP复合材料进行性能测试：

按ASTM D-638标准，弯曲强度按ASTM D-790标准，进行制样测试。冲击强度测试：按照GB/T 1843—1996，采用摆锤冲击试验机测定样品的冲击强度；

抗氧化测试，将高韧性PP复合材料混炼造粒经注射成型制成成品，将产品置于45W的医用紫外灯下连续照射600小时，随后取出，若成品无老化、硬化和收缩现象，且表面未发黄，则判定测试结果为“合格”，否则为“不合格”，结果如表1所示：

表1

由表中数据可知，本发明实施例1、3和5中制得的高韧性PP复合材料具有优良的拉伸屈服应力、冲击强度和弯曲模量，其综合力学性能优异，而成核剂和相变定形剂的加入有效改善了高韧性PP复合材料的综合性能，使其具有较好的强度、韧性、高模量等力学性能和化学稳定性，其综合力学性能优异。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高韧性PP复合材料，其特征在于：包括如下重量份的原料：PP树脂30-50份、交联剂1-5份、玻璃纤维10-20份、抗氧剂1-3份、聚乙烯醇纤维1-5份、相容剂8-16份、填料1-5份、成核剂1-5份、增塑剂4-8份和相变定形剂1-5份。

2.根据权利要求1所述的一种高韧性PP复合材料，其特征在于：所述成核剂包括如下重量份的原料：α晶型成核剂1-3份、β晶型成核剂1-3份、PMMA微球15-30份、钙盐1-5份、硫酸钠1-5份、乙醇1-5份和去离子水6-10份。

3.根据权利要求2所述的一种高韧性PP复合材料，其特征在于：所述成核剂通过如下步骤制得：

S1、按照重量份，将钙盐加入去离子水中搅拌10-20min，再将硫酸钠缓慢加入，并持续搅拌40-60min，静置1-3h，得到混合液A，备用；

S2、按照重量份，将PMMA微球加入混合液A中搅拌30-40min，超声处理20-40min，静置、过滤，将滤渣置于100-120℃的条件下干燥2-4h，得到含有载硫酸钙晶须的PMMA微球，备用；

S3、按照重量份，将干燥滤渣溶解于乙醇溶液中超声处理10-20min，再将α晶型成核剂和β晶型成核剂加入，加热至35-45℃超声处理40-60min，再在60-80℃的条件下干燥2-4h，得到成核剂。

4.根据权利要求1所述的一种高韧性PP复合材料，其特征在于：所述交联剂为DCP、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、丙硫醇三甲基氧基硅烷、乙氧基三乙氧基硅烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、双叔丁过氧异丙基苯和过氧化苯甲酰中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种高韧性PP复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂bht中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种高韧性PP复合材料，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃或丙烯酸接枝PP、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元无规共聚物中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种高韧性PP复合材料，其特征在于：所述填料为碳酸钙、滑石粉、硅微粉中至少一种，所述填料细度的为800-2600目。

8.根据权利要求1所述的一种高韧性PP复合材料，其特征在于：所述增塑剂为POM、POE、PVC、PET、mLLDPE和PETG中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的一种高韧性PP复合材料，其特征在于：所述相变定形剂为石蜡、聚乙二醇、多元醇、烷烃、高级脂肪酸、高级脂肪醇、聚烯烃、高压聚乙烯和低压聚乙烯中的至少一种。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的高韧性PP复合材料的制备方法，其特征在于：通过如下步骤制得：

1)按照重量份，将PP树脂、玻璃纤维、填料、聚乙烯醇纤维、交联剂和成核剂加入搅拌装置中混合均匀，加热至70-100℃搅拌40-80min，得到混合物A，备用；

2)按照重量份，将相容剂和增塑剂混合搅拌均匀，得到混合物B，备用；

3)按照重量份，将抗氧剂、相变定形剂和步骤2)中得到的混合物加入步骤1)中得到的混合物A中混合搅拌均匀后并导入双螺杆挤出机中，加热至120-200℃，螺杆以转速60-80rpm的转速将物料在熔融状态下挤出、造粒，得到高韧性PP复合材料。