[發(fā)明專(zhuān)利]纖維增強(qiáng)聚丙烯組合物和發(fā)泡聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911002511.6
• 申請(qǐng)日: 2019-10-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112759825B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于芳;梁文斌;馬伊;劉國(guó)剛;張志成;王曙光
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C08L23/12
• 分類(lèi)號(hào): C08L23/12;C08L51/06;C08K7/14;C08J5/04;C08J9/10;C08J9/08;C08J9/12
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;喬雪微

本發(fā)明涉及改性聚丙烯領(lǐng)域，公開(kāi)了一種纖維增強(qiáng)聚丙烯組合物和發(fā)泡聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。所述纖維增強(qiáng)聚丙烯組合物含有聚丙烯、聚丙烯改性劑、玻璃纖維、發(fā)泡劑和相容劑；所述聚丙烯改性劑的制備方法包括：將組合I或組合II中的極性單體接枝聚丙烯與組分A接觸進(jìn)行反應(yīng)并擠出造粒。本發(fā)明提供的纖維增強(qiáng)聚丙烯組合物既能夠制備具有較高發(fā)泡倍率的發(fā)泡聚丙烯復(fù)合材料，而且所制備的發(fā)泡聚丙烯復(fù)合材料同時(shí)兼具較高的壓縮回彈率以及壓縮應(yīng)力，即具有優(yōu)異的壓縮性能，可作為緩沖材料使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及改性聚丙烯領(lǐng)域，具體涉及一種纖維增強(qiáng)聚丙烯組合物和發(fā)泡聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚合物發(fā)泡材料具有質(zhì)量輕、熱導(dǎo)率低、隔熱、隔音及緩沖等優(yōu)異的性能，廣泛應(yīng)用于日用、包裝、運(yùn)輸、建筑等領(lǐng)域。但是，與普通的實(shí)體聚合物的性能相比，泡沫塑料的綜合力學(xué)性能相對(duì)較差。普通泡沫塑料的泡孔直徑一般大于50μm，內(nèi)泡孔的存在使材料的有效承載截面積減小，導(dǎo)致發(fā)泡材料在受外力作用時(shí)，泡孔優(yōu)先破裂，從而降低了泡沫塑料的綜合性能。由于泡孔會(huì)因在受到外力的情況下成為泡體裂紋的發(fā)源地，降低材料的力學(xué)性能，因此普通泡沫塑料的力學(xué)強(qiáng)度一般都會(huì)隨著發(fā)泡倍數(shù)的增加而大幅度下降，不能作為結(jié)構(gòu)件使用，大大降低了其應(yīng)用范圍。

此外，采用普通聚丙烯樹(shù)脂進(jìn)行發(fā)泡時(shí)，發(fā)泡成型困難。這是由于通用聚丙烯為線形高分子，其熔體強(qiáng)度和熔體耐拉伸的性能差，當(dāng)溫度達(dá)到熔融溫度后，熔體強(qiáng)度急劇下降，無(wú)法承受氣泡增長(zhǎng)過(guò)程中泡孔壁的拉伸應(yīng)力，從而導(dǎo)致氣泡塌陷和破裂。因此，要提高聚丙烯的發(fā)泡性能，就必須提高聚丙烯的熔體強(qiáng)度。

纖維增強(qiáng)泡沫塑料是一種由樹(shù)脂基體、纖維及氣體組成的三相復(fù)合材料。以纖維材料如玻璃纖維增強(qiáng)泡沫塑料，可以使原泡沫基體的強(qiáng)度、蠕變阻尼、變形、熱扭曲溫度及其他物理性能得到改善。

CN108192200A公開(kāi)了一種超支化聚酰胺胺改性植物纖維增強(qiáng)聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料及其制備方法，該微發(fā)泡復(fù)合材料由聚丙烯復(fù)合材料、超支化聚酰胺胺改性植物纖維、PP-g-GMA、抗氧劑、潤(rùn)滑劑、其他助劑(例如紫外光吸收劑)與化學(xué)發(fā)泡劑組成；其具有低密度、高強(qiáng)度、高剛性、泡孔細(xì)膩等特性，能夠滿足汽車(chē)零部件的應(yīng)用要求。其中，聚酰胺胺改性植物纖維為先經(jīng)過(guò)環(huán)氧型硅烷偶聯(lián)劑與超支化聚酰胺胺改性處理的植物纖維，其制備方法繁瑣，合成條件苛刻，導(dǎo)致該復(fù)合材料及其制備方法成本過(guò)高。

CN107151411A公開(kāi)了一種特種纖維增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法和應(yīng)用，包含聚丙烯、特種纖維(聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮)、相容劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑、摻雜二氧化硅、納米蒙脫土0.5～3.0份、核殼結(jié)構(gòu)的微發(fā)泡聚合物；采用雙螺桿擠出機(jī)擠出，通過(guò)特殊螺桿組合以及纖維加入位置技術(shù)手段制備了低介電常數(shù)和耐電擊穿性能優(yōu)良的聚丙烯材料。

現(xiàn)有的纖維增強(qiáng)泡沫塑料為了提高其強(qiáng)度，通常要加入特殊的纖維和添加劑，這導(dǎo)致要獲得高力學(xué)性能的纖維增強(qiáng)泡沫塑料的制備方法復(fù)雜，成本較高；否則通常僅能作為其他復(fù)合材料(例如薄膜、管道)的添加劑使用。

因此，如何獲得一種既具備優(yōu)異發(fā)泡性能且力學(xué)性能優(yōu)異的發(fā)泡聚丙烯仍是本領(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種纖維增強(qiáng)聚丙烯組合物和發(fā)泡聚丙烯復(fù)合材料及其各自的制備方法。將所述纖維增強(qiáng)聚丙烯組合物作為改性劑引入到聚丙烯類(lèi)泡沫的制備工藝中，既能獲得較高的發(fā)泡倍率，又能使制得的泡沫聚丙烯復(fù)合材料具有優(yōu)異的壓縮性能。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種纖維增強(qiáng)聚丙烯組合物，該聚丙烯組合物含有聚丙烯、聚丙烯改性劑、玻璃纖維、發(fā)泡劑和相容劑；

所述聚丙烯改性劑的制備方法包括：將組合I或組合II中的極性單體接枝聚丙烯與組分A接觸進(jìn)行反應(yīng)并擠出造粒；其中，所述極性單體接枝聚丙烯中的極性單體能夠與組分A發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；