一种连续玻纤增强聚丙烯组合物及其制备方法和应用与流程
1.本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种连续玻纤增强聚丙烯组合物及其制备方法和应用。
背景技术：
2.随着新能源汽车的发展以及对清洁、绿环保、自动化等生产的要求越来越高，激光焊接成为目前汽车领域发展的热门领域。能够满足激光焊接成为许多零部件对于材料的一个非常重要的要求，尤其是一些传感器壳体、支架等。长玻纤增强产品在汽车上有着非常广泛的应用，但是用于激光焊接材料的长玻纤产品技术则鲜有报道。一般激光透过率需要高于20％以上才能实现良好的激光焊接性能。
3.因此，开发一款能够满足激光焊接要求的长玻纤增强产品具有重要意义。
技术实现要素：
4.为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出了一种连续玻纤增强聚丙烯组合物及其制备方法和应用。本发明提供的连续玻纤增强聚丙烯组合物不仅具有高透光率，同时焊接强度也优良，能够满足激光焊接的要求。
5.具体通过以下技术方案实现：
6.一种连续玻纤增强聚丙烯组合物，按重量份计，包括以下组分：
[0007][0008][0009]
其中，所述聚丙烯树脂1为均聚聚丙烯，所述聚丙烯树脂2为嵌段共聚聚丙烯或无规共聚聚丙烯。
[0010]
进一步地，所述聚丙烯树脂1在230℃/2.16kg条件下的熔融指数大于 50g/min，优选60-95g/min。聚丙烯树脂1的熔融指数测试标准为iso1133-2-2011。
[0011]
进一步地，所述聚丙烯树脂2在230℃/2.16kg条件下的熔融指数 30-50g/10min。聚丙烯树脂2的熔融指数测试标准为iso 1133-2-2011。无规共聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯与均聚聚丙烯的复配可以抑制均聚聚丙烯的结晶行为。高流动性的聚丙烯树脂有利于连续扁平玻纤的浸润和分散，进而提高透光率。当分子量分布变宽时，高低分子量组分间的作用
增大，由于高低分子量组分结晶速率不同，低分子量组分结晶速度快，首先结晶，导致先结晶的分子链“冻结”了未结晶的高分子链而使结晶度降低，同时低分子链的快速结晶也可以限制球晶的发展，导致晶体尺寸下降，有利于提高透光率。
[0012]
进一步地，聚丙烯树脂1和聚丙烯树脂2的重量份比例为(2-4)：1，优选3：1。
[0013]
进一步地，所述连续扁平玻纤的宽度和厚度比为(2-5)：1，优选3： 1或4：1。连续扁平玻纤与普通圆柱形玻纤的不同在于，由于其为矩形状结构，其对光的散射要比圆柱形玻纤低，更利于激光透过。
[0014]
进一步地，所述成核剂为山梨糖醇类和/或取代芳基磷酸酯类。成核剂能够在聚烯烃树脂中形成大量的成核点，形成尺寸非常小的晶体，使聚烯烃树脂变得更透明，因而能够大幅度减少光散射，从而实现透光率的提高。
[0015]
进一步地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
[0016]
进一步地，所述粉为无机粉和/有机染料，所述无机粉可以为白炭黑、炭黑和硫化锌中的一种或多种，所述有机染料可以为苯胺黑、溶剂黑、偶氮黄、蒽醌蓝和酞菁蓝中的一种或多种，优选粉为有机染料，有机染料能够与树脂基体具有较好的相容性，避免对光的吸收和散射。
[0017]
进一步地，所述助剂可以为抗氧剂、耐候剂或润滑剂中的一种或多种。
[0018]
所述抗氧剂可以是受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种，具体如抗氧剂1010、抗氧剂168。
[0019]
所述耐候剂可以是苯并三唑类耐候剂、受阻胺类耐候剂或三嗪类耐候剂中的一种或多种。
[0020]
所述润滑剂可以是硅酮类润滑剂或硬脂酸酯类润滑剂中的一种或多种。
[0021]
本发明还提供上述连续玻纤增强聚丙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：
[0022]
s1：按照配比，称取各组分，将除连续扁平玻纤外的各组分进行混合，然后加入挤出机中熔融混炼，得到复合物；
[0023]
s2：将复合物挤出到浸渍模头，同步加入连续扁平玻纤，采用挤拉工艺，使穿过模孔的连续扁平玻纤在张力的作用下分散开，冷却、牵引切粒，得到所述连续玻纤增强聚丙烯组合物。
[0024]
进一步地，步骤s1中，挤出机为双螺杆挤出机，挤出的温度为280-320℃螺杆转速为300-600rpm。
[0025]
本发明还提供上述连续玻纤增强聚丙烯组合物在制备车辆配件中的应用，例如汽车雷达支架、连接器、控制器壳体等产品。
[0026]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0027]
采用不同类型的聚丙烯树脂复配、以及选用连续扁平玻纤与成核剂的组合方式，获得了一种高透过率的具有良好激光焊接性能长玻纤增强聚丙烯材料，透过率27-47％，焊接强度900-1520n。
具体实施方式
[0028]
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技
术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
《实施例和对比例的制备》
[0030]
本发明实施例和对比例所用的原材料均来源于市购，但不限于这些材料：
[0031]
均聚聚丙烯a：230℃/2.16kg条件下的熔融指数为60g/min，牌号m60，购自中石化；
[0032]
均聚聚丙烯b：230℃/2.16kg条件下的熔融指数为95g/min，牌号 k7100，购自中石化；
[0033]
均聚聚丙烯c：230℃/2.16kg条件下的熔融指数为30g/min，牌号 ppb-m30-g，购自中石化；
[0034]
均聚聚丙烯d：230℃/2.16kg条件下的熔融指数为53g/min，牌号 h9018，购自兰港石化；
[0035]
嵌段共聚聚丙烯a：230℃/2.16kg条件下的熔融指数为30g/min，牌号 ep5091，购自巴塞尔；
[0036]
无规共聚聚丙烯：230℃/2.16kg条件下的熔融指数为30g/min，牌号 j-570s，购自乐天；
[0037]
嵌段共聚聚丙烯b：230℃/2.16kg条件下的熔融指数为17g/min，牌号 k9017，购自台化；
[0038]
嵌段共聚聚丙烯c：230℃/2.16kg条件下的熔融指数为60g/min，牌号 bx3900，购自韩国sk；
[0039]
连续扁平玻纤a：宽度和厚度之比为3：1，牌号er4301t-2000，购自重庆国际复合材料有限公司；
[0040]
连续扁平玻纤b：宽度和厚度之比为4：1，牌号er4301t-500，购自重庆国际复合材料有限公司；
[0041]
连续普通玻纤：圆玻纤，牌号玻纤edr240-t838d，购自泰山玻璃纤维；
[0042]
相容剂：马来酸酐接枝聚丙烯，牌号bondyram 1001cn，购自上海壮景化工；
[0043]
成核剂a：山梨糖醇类，牌号na-98，购自呈和科技股份有限公司；
[0044]
成核剂b：取代芳基磷酸酯类，牌号nap-62，购自呈和科技股份有限公司；
[0045]
无机粉：炭黑，牌号m717,购自美国卡博特；
[0046]
有机染料：溶剂黑，牌号orasol black x 45，购自巴斯夫；
[0047]
抗氧剂a：抗氧剂1010，市售，平行实验使用的是同一市售产品；
[0048]
抗氧剂b：抗氧剂168，市售，平行实验使用的是同一市售产品。
[0049]
本发明实施例1-6和对比例1-3的制备方法如下：
[0050]
s1：按照表1、表5的配比，称取各组分，将除连续扁平玻纤外的各组分进行混合，然后加入双螺杆挤出机中熔融混炼，得到复合物；
[0051]
s2：将复合物挤出到浸渍模头，同步加入连续扁平玻纤，采用挤拉工艺，使穿过模孔的连续扁平长玻璃纤维在张力的作用下分散开，冷却、牵引切粒，得到所述连续玻纤增强聚丙烯组合物。其中，挤出的温度为280-320℃，螺杆转速为500rpm。
[0052]
《测试标准》
[0053]
本发明各实施例和对比例的性能测试标准如下：
[0054]
焊接强度：参考gb/t 7124-2008剪切强度测试标准，准备两个 100*25*2mm后的样片，利用激光焊接设备，将两个样品焊接在一起，通过拉伸试验机测试其剪切力评估焊接强度；
[0055]
透光率：将实施例和对比例所制得的组合物注塑成100*100*2mm方板，利用海阳光学全波长激光透光率测试仪透测试方板的透光率，选取980nm 波长对应的透过率。
[0056]
表1.实施例1-8配方(重量份)
[0057][0058][0059]
表2.实施例9-14配方(重量份)
[0060] 实施例9实施例10实施例11实施例12实施例13实施例14均聚聚丙烯a504045483050嵌段共聚聚丙烯a202015123010连续扁平玻纤a303030303030相容剂555555成核剂a0.10.10.10.10.10.1
无机粉0.5
ꢀꢀꢀꢀꢀ
有机染料 0.50.50.50.50.5抗氧剂a0.20.20.20.20.50.5抗氧剂b0.20.20.20.20.50.5
[0061]
表3.实施例1-8的性能测试结果
[0062][0063]
表4.实施例9-14的性能测试结果
[0064][0065]
表5.对比例1-6配方(重量份)
[0066][0067][0068]
表6.对比例1-6的性能测试结果
[0069][0070]
对比例1与实施例3相比，对比例1用的是连续普通玻纤，对比例1 的激光透过率和
焊接强度比实施例3的差；对比例2与实施例3相比，没有使用成核剂，对比例2的激光透过率和焊接强度都差。
[0071]
对比例3、4与实施例3相比，没有使用聚丙烯树脂1和聚丙烯树脂2 复配，导致材料的激光透过率和焊接强度均大幅下降。
[0072]
对比例5、6与实施例3相比，成核剂用量超范围，也导致对比例5和 6的激光透过率和焊接强度变差。
[0073]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种连续玻纤增强聚丙烯组合物，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：所述聚丙烯树脂1为均聚聚丙烯，所述聚丙烯树脂2为嵌段共聚聚丙烯或无规共聚聚丙烯。2.根据权利要求1所述的连续玻纤增强聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯树脂1在230℃/2.16kg条件下的熔融指数大于50g/min，优选60-95g/min。3.根据权利要求1所述的连续玻纤增强聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯树脂2在230℃/2.16kg条件下的熔融指数30-50g/10min。4.根据权利要求1所述的连续玻纤增强聚丙烯组合物，其特征在于，聚丙烯树脂1和聚丙烯树脂2的重量份比例为(2-4)：1，优选3:1。5.根据权利要求1所述的连续玻纤增强聚丙烯组合物，其特征在于，所述成核剂为山梨糖醇类和/或取代芳基磷酸酯类。6.根据权利要求1所述的连续玻纤增强聚丙烯组合物，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。7.根据权利要求1所述的连续玻纤增强聚丙烯组合物，其特征在于，所述粉为无机粉和/或有机染料。8.根据权利要求1所述的连续玻纤增强聚丙烯组合物，其特征在于，所述助剂为抗氧剂、耐候剂或润滑剂中的一种或多种。9.一种根据权利要求1-8任一项所述的连续玻纤增强聚丙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：按照配比，称取各组分，将除连续扁平玻纤外的各组分进行混合，然后加入挤出机中熔融混炼，得到复合物；s2：将复合物挤出到浸渍模头，同步加入连续扁平玻纤，采用挤拉工艺，使穿过模孔的连续扁平玻纤在张力的作用下分散开，冷却、牵引切粒，得到所述连续玻纤增强聚丙烯组合物。10.根据权利要求1-8任一项所述连续玻纤增强聚丙烯组合物在制备车辆配件中的应用。
技术总结
本发明公开了一种连续玻纤增强聚丙烯组合物及其制备方法和应用，所述连续玻纤增强聚丙烯组合物按重量份计，包括以下组分：聚丙烯树脂117-69份；聚丙烯树脂2 5-25份；连续扁平玻纤20-50份；相容剂4-6份；成核剂0.05-0.2份；粉0.1-1份；助剂0.1-1份。本发明提供的连续玻纤增强聚丙烯组合物具备高激光透过率和焊接强度，能够适用于对激光焊接性能要求高的产品中。品中。
