高焊接強(qiáng)度、焊接密封性優(yōu)異的玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚丙烯復(fù)合材料，尤其涉及一種高焊接強(qiáng)度、焊接密封性優(yōu)異的 玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法，屬于高分子材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯作為一種通用塑料，進(jìn)入了日常生活的各個角落，經(jīng)過玻璃纖維改性的聚 丙烯材料憑借其良好的剛性，在部分應(yīng)用上取代了工程塑料。但由于橫縱向收縮率的差異， 導(dǎo)致玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料翹曲嚴(yán)重。有一些專利針對翹曲做一定的改善，但效果不佳，而且 在熱焊接方面的性能衰減嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明提供了一種高焊接強(qiáng)度、焊接密封性優(yōu) 異的玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法，由該制備方法制備所得的聚丙烯材料通過改善玻 纖增強(qiáng)聚丙烯橫縱向收縮率的差異，從根本上改善了材料的翹曲性，并且焊接方面的性能 不會衰減，焊接密封性得到很大提高，大幅度拓寬了玻纖增強(qiáng)聚丙烯的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] -種高焊接強(qiáng)度、焊接密封性優(yōu)異的玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，包括以下按重量百分 比計(jì)的各組分：聚丙烯20%-87%、聚乙烯5%-20、玻纖5%-40%、相容劑1%-10%、尼龍 1 %-5%、低翹曲助劑0 · 1 %-2%、熱穩(wěn)定劑0 · 05 %-2 %和加工助劑0 · 05 %-1 % ;其中所述聚 丙烯為共聚聚丙烯和均聚聚丙烯中的至少一種;所述聚乙烯為高密度聚乙烯、低密度聚乙 烯和線性低密度聚乙烯中的至少一種;所述相容劑為極性單體接枝聚合物，且聚合物選自 聚乙烯、聚丙烯、乙烯-α-乙烯-辛烯共聚物中的至少一種，極性單體為馬來酸酐、丙烯酸及 丙烯酸酯類中的至少一種;所述尼龍為尼龍6、尼龍66、尼龍11、尼龍12、尼龍610及尼龍612 中的至少一種。
[0006] 其進(jìn)一步的技術(shù)方案是：
[0007] 所述玻纖為無堿玻纖。
[0008]所述低翹曲助劑為山梨醇、山梨醇類化合物、芳香有機(jī)磷酸酯鹽類、芳香族羧酸金 屬鹽和高級脂肪酸金屬皂中的至少一種。
[0009]所述熱穩(wěn)定劑為酚類、胺類、亞磷酸酯類、半受阻酚類、丙烯?；倌軋F(tuán)與硫代酯 的復(fù)合物類、杯芳烴類熱穩(wěn)定劑中的一種或其兩種以上的混合物。
[0010] 所述加工助劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和芥酸酰胺中的至少一種。
[0011] 本發(fā)明還公開了一種上述高焊接強(qiáng)度、焊接密封性優(yōu)異的玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的 制備方法，該方法包括下述步驟：
[0012] (1)稱取下述按高焊接強(qiáng)度、焊接密封性優(yōu)異的玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的總重量百 分比計(jì)的各組分:聚丙烯20%-87%、聚乙烯5%-20、玻纖5%-40%、相容劑1%-10%、尼龍 1 % -5 %、低翹曲助劑0.1 % -2 %、熱穩(wěn)定劑0.05 % -2 %和加工助劑0.05 % -1 % ;
[0013](2)將（1)中稱取好的除去玻纖外的其他各組分加入長徑比為36-40:1的雙螺桿擠 出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出造粒，擠出溫度為200°C_230°C，玻纖從側(cè)喂料口處加入。
[0014]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:通過各組分的復(fù)配，改善玻纖增強(qiáng)聚丙烯橫縱向收縮 率的差異，從根本上改善了材料的翹曲性，并且焊接方面的性能不會衰減，焊接密封性得到 很大提高，大幅度拓寬了玻纖增強(qiáng)聚丙烯的應(yīng)用領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方 式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受下述實(shí)施例的限制。
[0016] 實(shí)施例1
[0017]將57公斤聚丙烯K1011、5公斤尼龍11、0.7公斤熱穩(wěn)定劑(0.5公斤酚類熱穩(wěn)定劑IrganoxlOlO和0.4公斤亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑Irganoxl68)、0.8公斤加工助劑硬脂酸媽、8公 斤馬來酸酐接枝聚丙烯BONDYRAM1001CN、30公斤短切玻璃纖維508A加入長徑比為40:1的 雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，30公斤短切玻璃纖維從側(cè)喂口處加入，擠出溫度為220°C， 最終得到產(chǎn)品。所得料粒經(jīng)制樣并測試性能，具體數(shù)據(jù)見下面表格1。
[0018]實(shí)施例2
[0019]將40公斤聚丙烯K1011、20公斤HDPE5000S、2公斤TMP-5、0.7公斤熱穩(wěn)定劑（0.5公 斤酸類熱穩(wěn)定劑IrganoxlOlO和0.4公斤亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑Irganoxl68)、0.8公斤加工助 劑硬脂酸鈣、8公斤馬來酸酐接枝聚丙烯B0NDYRAM1001CN、30公斤短切玻璃纖維508A加入長 徑比為40:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，30公斤短切玻璃纖維從側(cè)喂口處加入，擠出 溫度為220°C，最終得到產(chǎn)品。所得料粒經(jīng)制樣并測試性能，具體數(shù)據(jù)見下面表格1。
[0020] 實(shí)施例3
[0021]將40公斤聚丙烯K1011、20公斤L(fēng)DPE2426H、2公斤TMP-5、0.7公斤熱穩(wěn)定劑(0.5公 斤酸類熱穩(wěn)定劑IrganoxlOlO和0.4公斤亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑Irganoxl68)、0.8公斤加工助 劑硬脂酸鈣、8公斤馬來酸酐接枝聚丙烯B0NDYRAM1001CN、30公斤短切玻璃纖維508A加入長 徑比為40:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，30公斤短切玻璃纖維從側(cè)喂口處加入，擠出 溫度為220°C，最終得到產(chǎn)品。所得料粒經(jīng)制樣并測試性能，具體數(shù)據(jù)見下面表格1。
[0022] 實(shí)施例4
[0023]將40公斤聚丙烯K1011、15公斤L(fēng)DPE2426H、5公斤尼龍11、2公斤TMP-5、0.7公斤熱 穩(wěn)定劑(0.5公斤酸類熱穩(wěn)定劑IrganoxlOlO和0.4公斤亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑Irganoxl68)、 0.8公斤加工助劑硬脂酸鈣、8公斤馬來酸酐接枝聚丙烯BONDYRAM1001CN、30公斤短切玻璃 纖維508A加入長徑比為40:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，30公斤短切玻璃纖維從側(cè)喂 口處加入，擠出溫度為220°C，最終得到產(chǎn)品。所得料粒經(jīng)制樣并測試性能，具體數(shù)據(jù)見下面 表格1。
[0024]對比例
[0025]將62公斤聚丙稀K1011、0.7公斤熱穩(wěn)定劑（0.5公斤酸類熱穩(wěn)定劑IrganoxlOlO和 0.4公斤亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑Irganoxl68)、0.8公斤加工助劑硬脂酸媽、8公斤馬來酸酐接 枝聚丙烯BONDYRAM1001CN、30公斤短切玻璃纖維508A加入長徑比為40:1的雙螺桿擠出機(jī) 中熔融混合分散，30公斤短切玻璃纖維從側(cè)喂口處加入，擠出溫度為220°C，最終得到產(chǎn)品。 所得料粒經(jīng)制樣并測試性能，具體數(shù)據(jù)見下面表格1。
[0026]焊接強(qiáng)度測試:將樣料注塑成100X40X4mm的方板，將兩塊方板通過熱熔焊接儀 器焊接上，焊接面為40X4mm的窄面積，放置在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下24小時后通過拉伸儀器測試其強(qiáng) 度，測試標(biāo)準(zhǔn)為ISO527。
[0027]焊接密封性測試:采用鉛酸蓄電池外殼的模型，焊接冷卻后往內(nèi)部注入有顏色的 水，觀察是否有滲漏，評判結(jié)果為:通過、不通過。
[0028]翹曲變形測試:將樣料注塑成100X100X1mm的方板，冷卻后觀察樣板平整度，評 判結(jié)果為:差、中、好。
[0029] 表 1
[0030]
[0031 ] 通過上述表格中的對比測試結(jié)果可知，通過各組分的復(fù)配，改善玻纖增強(qiáng)聚丙烯 橫縱向收縮率的差異，從根本上改善了材料的翹曲性，并且焊接方面的性能不會衰減，焊接 密封性得到很大提高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高焊接強(qiáng)度、焊接密封性優(yōu)異的玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于:包括以下按 重量百分比計(jì)的各組分：聚丙烯20 %-87 %、聚乙烯5 %-20、玻纖5 %-40 %、相容劑1 %-10 %、尼龍1 %-5 %、低翹曲助劑0.1 %-2 %、熱穩(wěn)定劑0.05 %-2 %和加工助劑0.05 %-1 % ; 其中所述聚丙烯為共聚聚丙烯和均聚聚丙烯中的至少一種;所述聚乙烯為高密度聚乙烯、 低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯中的至少一種;所述相容劑為極性單體接枝聚合物，且 聚合物選自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-α_乙烯-辛烯共聚物中的至少一種，極性單體為馬來酸 酐、丙烯酸及丙烯酸酯類中的至少一種;所述尼龍為尼龍6、尼龍66、尼龍11、尼龍12、尼龍 610及尼龍612中的至少一種。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高焊接強(qiáng)度、焊接密封性優(yōu)異的玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征 在于:所述玻纖為無堿玻纖。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高焊接強(qiáng)度、焊接密封性優(yōu)異的玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征 在于:所述低翹曲助劑為山梨醇、山梨醇類化合物、芳香有機(jī)磷酸酯鹽類、芳香族羧酸金屬 鹽和高級脂肪酸金屬阜中的至少一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高焊接強(qiáng)度、焊接密封性優(yōu)異的玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征 在于:所述熱穩(wěn)定劑為酚類、胺類、亞磷酸酯類、半受阻酚類、丙烯?；倌軋F(tuán)與硫代酯的復(fù) 合物類、杯芳烴類熱穩(wěn)定劑中的一種或其兩種以上的混合物。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高焊接強(qiáng)度、焊接密封性優(yōu)異的玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征 在于:所述加工助劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和芥酸酰胺中的至少一種。6. -種權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的高焊接強(qiáng)度、焊接密封性優(yōu)異的玻纖增強(qiáng) 聚丙烯材料的制備方法，其特征在于:包括下述步驟： (1) 稱取下述按高焊接強(qiáng)度、焊接密封性優(yōu)異的玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的總重量百分比 計(jì)的各組分:聚丙烯20%-87%、聚乙烯5%-20、玻纖5%-40%、相容劑1%-10%、尼龍1%-5 %、低翹曲助劑0.1 % -2 %、熱穩(wěn)定劑0.05 % -2 %和加工助劑0.05 % -1 % ; (2) 將（1)中稱取好的除去玻纖外的其他各組分加入長徑比為36-40:1的雙螺桿擠出機(jī) 中進(jìn)行熔融擠出造粒，擠出溫度為200°C_230°C，玻纖從側(cè)喂料口處加入。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高焊接強(qiáng)度、焊接密封性優(yōu)異的玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法，該材料包括以下按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的原料：聚丙烯20％-87％，聚乙烯5％-20％，玻纖5％-40％，相容劑1％-10％，尼龍1％-5％，低翹曲助劑0.1％-2％，熱穩(wěn)定劑0.05％-2％，加工助劑0.05％-1％，其通過雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒成型，制備所得的聚丙烯材料具有較高的焊接強(qiáng)度，優(yōu)異的焊接密封性能，低變形度，并且沖擊性能也有大幅度增強(qiáng)。
【IPC分類】C08K5/526, B29B9/06, C08L77/06, C08L23/12, C08K5/134, C08L23/08, B29C47/92, C08L23/06, C08K7/14, C08L23/14, C08K5/098, C08K13/04, C08L51/06, C08L77/02
【公開號】CN105462077
【申請?zhí)枴緾N201510998416
【發(fā)明人】劉樂文, 楊磊, 楊澤, 邵華
【申請人】江蘇金發(fā)科技新材料有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月28日