一種連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物及其制備方法和應(yīng)用與流程
1.本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
2.隨著新能源汽車的發(fā)展以及對清潔、綠環(huán)保、自動化等生產(chǎn)的要求越來越高，激光焊接成為目前汽車領(lǐng)域發(fā)展的熱門領(lǐng)域。能夠滿足激光焊接成為許多零部件對于材料的一個非常重要的要求，尤其是一些傳感器殼體、支架等。長玻纖增強產(chǎn)品在汽車上有著非常廣泛的應(yīng)用，但是用于激光焊接材料的長玻纖產(chǎn)品技術(shù)則鮮有報道。一般激光透過率需要高于20％以上才能實現(xiàn)良好的激光焊接性能。
3.因此，開發(fā)一款能夠滿足激光焊接要求的長玻纖增強產(chǎn)品具有重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
4.為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提出了一種連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物不僅具有高透光率，同時焊接強度也優(yōu)良，能夠滿足激光焊接的要求。
5.具體通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
6.一種連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物，按重量份計，包括以下組分：
[0007][0008][0009]
其中，所述聚丙烯樹脂1為均聚聚丙烯，所述聚丙烯樹脂2為嵌段共聚聚丙烯或無規(guī)共聚聚丙烯。
[0010]
進(jìn)一步地，所述聚丙烯樹脂1在230℃/2.16kg條件下的熔融指數(shù)大于 50g/min，優(yōu)選60-95g/min。聚丙烯樹脂1的熔融指數(shù)測試標(biāo)準(zhǔn)為iso1133-2-2011。
[0011]
進(jìn)一步地，所述聚丙烯樹脂2在230℃/2.16kg條件下的熔融指數(shù) 30-50g/10min。聚丙烯樹脂2的熔融指數(shù)測試標(biāo)準(zhǔn)為iso 1133-2-2011。無規(guī)共聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯與均聚聚丙烯的復(fù)配可以抑制均聚聚丙烯的結(jié)晶行為。高流動性的聚丙烯樹脂有利于連續(xù)扁平玻纖的浸潤和分散，進(jìn)而提高透光率。當(dāng)分子量分布變寬時，高低分子量組分間的作用
增大，由于高低分子量組分結(jié)晶速率不同，低分子量組分結(jié)晶速度快，首先結(jié)晶，導(dǎo)致先結(jié)晶的分子鏈“凍結(jié)”了未結(jié)晶的高分子鏈而使結(jié)晶度降低，同時低分子鏈的快速結(jié)晶也可以限制球晶的發(fā)展，導(dǎo)致晶體尺寸下降，有利于提高透光率。
[0012]
進(jìn)一步地，聚丙烯樹脂1和聚丙烯樹脂2的重量份比例為(2-4)：1，優(yōu)選3：1。
[0013]
進(jìn)一步地，所述連續(xù)扁平玻纖的寬度和厚度比為(2-5)：1，優(yōu)選3： 1或4：1。連續(xù)扁平玻纖與普通圓柱形玻纖的不同在于，由于其為矩形狀結(jié)構(gòu)，其對光的散射要比圓柱形玻纖低，更利于激光透過。
[0014]
進(jìn)一步地，所述成核劑為山梨糖醇類和/或取代芳基磷酸酯類。成核劑能夠在聚烯烴樹脂中形成大量的成核點，形成尺寸非常小的晶體，使聚烯烴樹脂變得更透明，因而能夠大幅度減少光散射，從而實現(xiàn)透光率的提高。
[0015]
進(jìn)一步地，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯。
[0016]
進(jìn)一步地，所述粉為無機粉和/有機染料，所述無機粉可以為白炭黑、炭黑和硫化鋅中的一種或多種，所述有機染料可以為苯胺黑、溶劑黑、偶氮黃、蒽醌藍(lán)和酞菁藍(lán)中的一種或多種，優(yōu)選粉為有機染料，有機染料能夠與樹脂基體具有較好的相容性，避免對光的吸收和散射。
[0017]
進(jìn)一步地，所述助劑可以為抗氧劑、耐候劑或潤滑劑中的一種或多種。
[0018]
所述抗氧劑可以是受阻酚類抗氧劑或亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或多種，具體如抗氧劑1010、抗氧劑168。
[0019]
所述耐候劑可以是苯并三唑類耐候劑、受阻胺類耐候劑或三嗪類耐候劑中的一種或多種。
[0020]
所述潤滑劑可以是硅酮類潤滑劑或硬脂酸酯類潤滑劑中的一種或多種。
[0021]
本發(fā)明還提供上述連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物的制備方法，包括如下步驟：
[0022]
s1：按照配比，稱取各組分，將除連續(xù)扁平玻纖外的各組分進(jìn)行混合，然后加入擠出機中熔融混煉，得到復(fù)合物；
[0023]
s2：將復(fù)合物擠出到浸漬模頭，同步加入連續(xù)扁平玻纖，采用擠拉工藝，使穿過模孔的連續(xù)扁平玻纖在張力的作用下分散開，冷卻、牽引切粒，得到所述連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物。
[0024]
進(jìn)一步地，步驟s1中，擠出機為雙螺桿擠出機，擠出的溫度為280-320℃螺桿轉(zhuǎn)速為300-600rpm。
[0025]
本發(fā)明還提供上述連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物在制備車輛配件中的應(yīng)用，例如汽車?yán)走_(dá)支架、連接器、控制器殼體等產(chǎn)品。
[0026]
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0027]
采用不同類型的聚丙烯樹脂復(fù)配、以及選用連續(xù)扁平玻纖與成核劑的組合方式，獲得了一種高透過率的具有良好激光焊接性能長玻纖增強聚丙烯材料，透過率27-47％，焊接強度900-1520n。
具體實施方式
[0028]
下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技
術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029]
《實施例和對比例的制備》
[0030]
本發(fā)明實施例和對比例所用的原材料均來源于市購，但不限于這些材料：
[0031]
均聚聚丙烯a：230℃/2.16kg條件下的熔融指數(shù)為60g/min，牌號m60，購自中石化；
[0032]
均聚聚丙烯b：230℃/2.16kg條件下的熔融指數(shù)為95g/min，牌號 k7100，購自中石化；
[0033]
均聚聚丙烯c：230℃/2.16kg條件下的熔融指數(shù)為30g/min，牌號 ppb-m30-g，購自中石化；
[0034]
均聚聚丙烯d：230℃/2.16kg條件下的熔融指數(shù)為53g/min，牌號 h9018，購自蘭港石化；
[0035]
嵌段共聚聚丙烯a：230℃/2.16kg條件下的熔融指數(shù)為30g/min，牌號 ep5091，購自巴塞爾；
[0036]
無規(guī)共聚聚丙烯：230℃/2.16kg條件下的熔融指數(shù)為30g/min，牌號 j-570s，購自樂天；
[0037]
嵌段共聚聚丙烯b：230℃/2.16kg條件下的熔融指數(shù)為17g/min，牌號 k9017，購自臺化；
[0038]
嵌段共聚聚丙烯c：230℃/2.16kg條件下的熔融指數(shù)為60g/min，牌號 bx3900，購自韓國sk；
[0039]
連續(xù)扁平玻纖a：寬度和厚度之比為3：1，牌號er4301t-2000，購自重慶國際復(fù)合材料有限公司；
[0040]
連續(xù)扁平玻纖b：寬度和厚度之比為4：1，牌號er4301t-500，購自重慶國際復(fù)合材料有限公司；
[0041]
連續(xù)普通玻纖：圓玻纖，牌號玻纖edr240-t838d，購自泰山玻璃纖維；
[0042]
相容劑：馬來酸酐接枝聚丙烯，牌號bondyram 1001cn，購自上海壯景化工；
[0043]
成核劑a：山梨糖醇類，牌號na-98，購自呈和科技股份有限公司；
[0044]
成核劑b：取代芳基磷酸酯類，牌號nap-62，購自呈和科技股份有限公司；
[0045]
無機粉：炭黑，牌號m717,購自美國卡博特；
[0046]
有機染料：溶劑黑，牌號orasol black x 45，購自巴斯夫；
[0047]
抗氧劑a：抗氧劑1010，市售，平行實驗使用的是同一市售產(chǎn)品；
[0048]
抗氧劑b：抗氧劑168，市售，平行實驗使用的是同一市售產(chǎn)品。
[0049]
本發(fā)明實施例1-6和對比例1-3的制備方法如下：
[0050]
s1：按照表1、表5的配比，稱取各組分，將除連續(xù)扁平玻纖外的各組分進(jìn)行混合，然后加入雙螺桿擠出機中熔融混煉，得到復(fù)合物；
[0051]
s2：將復(fù)合物擠出到浸漬模頭，同步加入連續(xù)扁平玻纖，采用擠拉工藝，使穿過?？椎倪B續(xù)扁平長玻璃纖維在張力的作用下分散開，冷卻、牽引切粒，得到所述連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物。其中，擠出的溫度為280-320℃，螺桿轉(zhuǎn)速為500rpm。
[0052]
《測試標(biāo)準(zhǔn)》
[0053]
本發(fā)明各實施例和對比例的性能測試標(biāo)準(zhǔn)如下：
[0054]
焊接強度：參考gb/t 7124-2008剪切強度測試標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)備兩個 100*25*2mm后的樣片，利用激光焊接設(shè)備，將兩個樣品焊接在一起，通過拉伸試驗機測試其剪切力評估焊接強度；
[0055]
透光率：將實施例和對比例所制得的組合物注塑成100*100*2mm方板，利用海陽光學(xué)全波長激光透光率測試儀透測試方板的透光率，選取980nm 波長對應(yīng)的透過率。
[0056]
表1.實施例1-8配方(重量份)
[0057][0058][0059]
表2.實施例9-14配方(重量份)
[0060] 實施例9實施例10實施例11實施例12實施例13實施例14均聚聚丙烯a504045483050嵌段共聚聚丙烯a202015123010連續(xù)扁平玻纖a303030303030相容劑555555成核劑a0.10.10.10.10.10.1
無機粉0.5
?????
有機染料 0.50.50.50.50.5抗氧劑a0.20.20.20.20.50.5抗氧劑b0.20.20.20.20.50.5
[0061]
表3.實施例1-8的性能測試結(jié)果
[0062][0063]
表4.實施例9-14的性能測試結(jié)果
[0064][0065]
表5.對比例1-6配方(重量份)
[0066][0067][0068]
表6.對比例1-6的性能測試結(jié)果
[0069][0070]
對比例1與實施例3相比，對比例1用的是連續(xù)普通玻纖，對比例1 的激光透過率和
焊接強度比實施例3的差；對比例2與實施例3相比，沒有使用成核劑，對比例2的激光透過率和焊接強度都差。
[0071]
對比例3、4與實施例3相比，沒有使用聚丙烯樹脂1和聚丙烯樹脂2 復(fù)配，導(dǎo)致材料的激光透過率和焊接強度均大幅下降。
[0072]
對比例5、6與實施例3相比，成核劑用量超范圍，也導(dǎo)致對比例5和 6的激光透過率和焊接強度變差。
[0073]
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
技術(shù)特征：
1.一種連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，按重量份計，包括以下組分：所述聚丙烯樹脂1為均聚聚丙烯，所述聚丙烯樹脂2為嵌段共聚聚丙烯或無規(guī)共聚聚丙烯。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，所述聚丙烯樹脂1在230℃/2.16kg條件下的熔融指數(shù)大于50g/min，優(yōu)選60-95g/min。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，所述聚丙烯樹脂2在230℃/2.16kg條件下的熔融指數(shù)30-50g/10min。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，聚丙烯樹脂1和聚丙烯樹脂2的重量份比例為(2-4)：1，優(yōu)選3:1。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，所述成核劑為山梨糖醇類和/或取代芳基磷酸酯類。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，所述粉為無機粉和/或有機染料。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，所述助劑為抗氧劑、耐候劑或潤滑劑中的一種或多種。9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：s1：按照配比，稱取各組分，將除連續(xù)扁平玻纖外的各組分進(jìn)行混合，然后加入擠出機中熔融混煉，得到復(fù)合物；s2：將復(fù)合物擠出到浸漬模頭，同步加入連續(xù)扁平玻纖，采用擠拉工藝，使穿過模孔的連續(xù)扁平玻纖在張力的作用下分散開，冷卻、牽引切粒，得到所述連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物。10.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物在制備車輛配件中的應(yīng)用。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物及其制備方法和應(yīng)用，所述連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物按重量份計，包括以下組分：聚丙烯樹脂117-69份；聚丙烯樹脂2 5-25份；連續(xù)扁平玻纖20-50份；相容劑4-6份；成核劑0.05-0.2份；粉0.1-1份；助劑0.1-1份。本發(fā)明提供的連續(xù)玻纖增強聚丙烯組合物具備高激光透過率和焊接強度，能夠適用于對激光焊接性能要求高的產(chǎn)品中。品中。
