CN1229814A - 注塑级玻璃纤维增强聚丙烯组合物 - Google Patents

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杨桂生
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Abstract

本发明涉及注塑级玻璃纤维增强聚丙烯组合物,它包括以下组分及含量(重量份):均聚聚丙烯500～800,玻璃纤维100～400,相容剂30～120,交联剂2～10,抗氧剂1～3,分子量调节剂1～10,本发明产品实现了玻璃纤维增强聚丙烯的高强、高模和高耐热性能,它的熔融指数可调范围较大,既适用于注塑成型尺寸较小的部件,也适合于成型尺寸较大的部件。

Description

注塑级玻璃纤维增强聚丙烯组合物
本发明涉及化学组合物技术领域，尤其涉及注塑级玻璃纤维增强聚丙烯组合物。
聚丙烯(PP)作为一种通用塑料，由于其具有优良的机械和加工性能，而倍受人们的青睐。但在做一些工程部件时，其性能就不能达到要求。把玻璃纤维加入聚丙烯树脂中可以提高材料的强度、硬度、耐热性及尺寸稳定性，可广泛应用于汽车、电器、电机、机械、家电等领域。
由于PP是非极性树脂，因此玻璃纤维表面和PP的界面结合力是很弱的。而玻纤增强PP材料的性能，主要取决于PP和玻璃纤维的界面结合力。当玻璃纤维与PP之间的结合力强时，则受外界力作用时，载荷通过PP与增强纤维的界面的剪切作用而传递给纤维，纤维承担起主要的剪切作用。结果使复合材料整体呈现出高强、高模的特征。如果两者界面结合力很差，那么纤维非但不能对基体有任何的增强作用，反而成了基体的杂质，减少了基体的体积份数，削弱了基体的强度。
本发明的目的就是为了提供一种具有高强、高模特性的注塑极玻璃纤维增强聚丙烯组合物。
本发明的目的可以通过以下方式来实现：
该组合物包括以下组分及含量(重量份)：
                  均聚聚丙烯    500～800
                  玻璃纤维      100～400
                  相容剂         30～120
                  交联剂          2～10
                  抗氧剂          1～3
                  分子量调节剂    1～10
                  其它助剂        0～10
                  无机填料        0～300
上述均聚聚丙烯熔融指数(MI)为2.0～5.0g/10min，拉伸强度≥30MPa。
上述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，其公制号数为1000～2500特克斯，直径为10～16微米。
上述相容剂采用聚丙烯与不饱和酸、酸酐接枝聚合的低聚物，其熔融指数为50～120g/10min。
上述交联剂采用双马来酰亚胺。
上述抗氧剂采用抗氧1010。
上述分子量调节剂采用含有过氧化物的调节剂。
上述其它助剂是指硬酯酸钙等热稳定剂或脱模剂等。
上述无机填料指云母、碳酸钙等无机材料。
本发明采用均聚聚丙烯作为基体树脂，加入特制的相容剂，提高了PP与玻璃纤维之间的结合性能，改善了其相容性。
本发明又采用了双马来酰亚胺作为交联剂，它既具有交联作用又具有偶联作用，它在与PP熔融挤出时，可以形成一种接枝单体，提高了PP的表面活性，使PP的一端反应基团与玻璃纤维表面形成离子键，另一端的长链与PP发生强的缠结作用，显著提高其界面作用力。
本发明还采用了一种含有过氧化物的分子量调节剂，它可使PP降解，以提高熔融指数，同时产生的自由基引发了交联剂与PP的接枝。
此外，本发明还可以含有一种或多种无机填料，如：云母、碳酸钙等，无机填料的加入除可以降低成本外，还可以在一定程度上降低玻璃纤维增强PP的翘曲。
采用以上技术手段所得到的一系列玻璃纤维增强聚丙烯材料，其拉伸、冲击强度和耐热性能比一般的玻璃纤维增强材料都有很大的提高，实现了玻璃纤维增强聚丙烯的高强、高模和高耐热性能，同时，其熔融指数可调范围较大适于注塑成型各种尺寸的部件。
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明：
实施例1～4：
以均聚聚丙烯为基础料，无碱玻璃纤维为增强料，PP-g-MAH为相容剂，其他共混物组分等的含量都列于表一中。将除玻璃纤维外的上述组分置于高混机中混合2～3分钟，然后将物料置于φ60(直径为60mm)的双螺杆挤出机的料斗中，在挤出过程加入玻璃纤维。螺杆入口及出口段的温度均为210℃，中间段温度为230℃，螺杆转数为240rpm。物料经水冷、切粒、干燥后注塑成标准样条，供性能测试，结果列于表二中。
实施例5～6
在实施例2、3中分别加入200、100质量份的湿法云母。其它操作，测试方法与实施例1相同。测试结果列于表二。
              表一：玻纤增强聚丙烯组合物组分及含量
组分(重量份) 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
均聚聚丙烯     800     700     600     500
无碱玻纤     100     200     300     400
PP-g-MAH     100     100     100     100
双马来酰亚胺     5     5     5     5
分子量调节剂     2     2     2     2
抗氧1010     1     1     1     1
                        表二：玻纤增强聚丙烯组合物性能
测试项目 单位 例1 例2 例3 例4 例5 例6 测试标准
熔融指数230℃，2.16kg g/10min 10.62  7.93  6.16  5.74  5.88  1.28  GB3682/83
拉伸强度 MPa 53.73  74.90  98.99  111.50  87.34  92.06  GB/T1040-92
简支梁无缺口冲击强度 KJ/m2 39.81  50.64  55.48  43.86  38.26  39.82  GB/T1043-93
简支梁缺口冲击强度 KJ/m2 8.26  12.07  14.69  15.05  11.06  10.43  GB/T1043-93
热变形温度(1.82MPa) ℃    -    -  150.0  154.5  153.5  154  GB1034-89
由以上的数据可以看出，本发明的玻纤增强聚丙烯体系是一个具有高强、高模的体系，适宜于注塑成型。

Claims (9)

1．注塑级玻璃纤维增强聚丙烯组合物，其特征在于：它包括以下组分及含量(重量份)：
            均聚聚丙烯    500～800
            玻璃纤维      100～400
            相容剂         30～120
            交联剂          2～10
            抗氧剂          1～3
            分子量调节剂    1～10
            其它助剂        0～10
            无机填料        0～300
2．根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：均聚聚丙烯熔融指数(MI)为2.0～5.0g/10min，拉伸强度≥30MPa。
3．根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于：玻璃纤维为无碱玻璃纤维，其公制号数为1000～2500特克斯，直径为10～16微米。
4．根据权利要求3所述的组合物，其特征在于：相容剂采用聚丙烯与不饱和酸、酸酐接枝聚合的低聚物，其熔融指数为50～120g/10min。
5．根据权利要求4所述的组合物，其特征在于：交联剂采用双马来酰亚胺。
6．根据权利要求5所述的组合物，其特征在于：抗氧剂采用抗氧1010。
7．根据权利要求6所述的组合物，其特征在于：分子量调节剂采用含有过氧化物的调节剂。
8．根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：其它助剂是指硬酯酸钙等热稳定剂或脱模剂等。
9．根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：无机填料指云母、碳酸钙等无机材料。
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