本发明专利技术公开了一种增强聚丙烯材料，按重量份计，包括以下组分：共聚聚丙烯树脂80份；马来酸酐接枝聚丙烯1‑5份；玻璃纤维5‑30份；炭黑0.5‑1份；其中，所述的共聚聚丙烯树脂的结晶度为36‑56%；马来酸酐接枝聚丙烯中马来酸酐的接枝率为0.5‑1.5wt%。本发明专利技术通过对共聚聚丙烯树脂经历热存放后的结晶行为和分子链形貌进行预测，对树脂基体结晶度、马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率以及炭黑色粉粒径进行筛选，可获得同时具有较高拉伸强度保持率以及断裂伸长率保持率的玻纤增强聚丙烯材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，特别是涉及一种增强聚丙烯材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚丙烯由于合成方法简单，原料来源丰富，价格低廉且具有良好的加工性能，近年来已成为用量增长最快的高分子品种之一，广泛应用于汽车、家电等相关行业。增强聚丙烯复合材料因其比强度高、耐疲劳性久等优点，是汽车行业的研究热点，目前已在天窗、车灯、冷却系统等汽车功能件上得到了大量使用。
2、但是，高分子材料在加工、注塑和使用过程中，受到外界环境因素影响而出现性能衰减或外观变化的现象，称为材料的老化。对聚丙烯材料在热氧老化条件下的力学性能保持率进行研究，有助于我们提高材料的稳定性，对于材料的研制和应用具有重要意义。
3、现有技术对于增强聚丙烯材料的性能保持率的研究则比较少见。尤其是拉伸性能中的断裂伸长率由于易存在较大波动，因此稳定的保持率是最难达到的。开发一种同时具有较高拉伸强度保持率和伸长率保持率的增强聚丙烯材料，对于拓展聚丙烯材料的应用范围，具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种同时具有较高拉伸强度保持率以及断裂伸长率保持率的玻纤增强聚丙烯材料，及其制备方法和应用。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、一种增强聚丙烯材料，按重量份计，包括以下组分：
4、共聚聚丙烯树脂 80份；
5、马来酸酐接枝聚丙烯 1-5份；
6、玻璃纤维 5-30份；</p>7、炭黑 0.5-1份；
8、其中，所述的共聚聚丙烯树脂的结晶度为36-56%；
9、马来酸酐接枝聚丙烯中马来酸酐的接枝率为0.5-1.5wt%；
10、炭黑的d50粒径为15-70nm。
11、优选的，所述的共聚聚丙烯树脂的结晶度为42-56%。
12、更优选的，所述的共聚聚丙烯树脂的结晶度为49-56%。
13、本专利技术的增强聚丙烯材料中，共聚聚丙烯树脂的重量百分比含量不低于60wt%。
14、共聚聚丙烯树脂的熔融指数范围是25-95 g/10min（℃、kg），测试标准为iso1133-1:2022，温度230℃，2.16kg负荷。
15、共聚聚丙烯树脂的结晶度测试方法为：根据astm f2625-2010标准采用dsc法进行测试（差示扫描量热法）。
16、优选的，马来酸酐接枝聚丙烯中马来酸酐的接枝率为0.8-1.2wt%。
17、马来酸酐接枝聚丙烯可以是市售产品也可以自制获得，自制方法为：根据马来酸酐的接枝率，在反应器中加入定量的聚丙烯、马来酸酐、二甲苯、过氧化二苯甲酰，边搅拌边通入氮气，升温至120℃进行接枝反应30-90分钟，得到接枝产物。马来酸酐的接枝率的测试方法为滴定法，具体操作方法为：将接枝物放入二甲苯中加热回流溶解，冷却后，加入一定量的0.05mol/l氢氧化钾—乙醇溶液，再加热回流8h，以0.1％酚酞溶液作指示剂，趁热用0.05mol/l的hcl—异丙醇溶液滴定至终点。接枝率g用下式计算：
18、g=(n1×vl—n2×v2)×m÷w÷10
19、式中：n1：koh—乙醇溶液当量浓度，n；
20、v1：koh—乙醇溶液体积，ml；
21、n2：hcl—异丙醇溶液当量浓度，n；
22、v2：hcl—异丙醇溶液体积，ml；
23、m：马来酸酐的当量质量，g；
24、w：称取的萃取后干燥样质量，g。
25、优选的，炭黑的d50粒径为20-50nm。炭黑的d50粒径的测试方法为：测试标准gb/t19077-2016，采用激光粒度仪测试。
26、可以根据实际情况选择是否加入0-1分加工助剂。所述的加工助剂选自抗氧剂、润滑剂中的至少一种。
27、抗氧剂可以选自受阻酚抗氧剂/亚磷酸酯抗氧剂的组合。
28、受阻酚抗氧剂可以是：抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098等；
29、亚磷酸酯抗氧剂可以是：抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂s-9228等；
30、玻璃纤维可以是连续玻璃纤维或短切玻璃纤维。其中，玻璃纤维的直径范围可以是8-18微米，玻璃纤维的长度范围是2-10毫米。
31、增强聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：按照配比，将各组分混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到增强聚丙烯材料。具体的，螺筒温度设置可以是一区温度120℃，二区温度190℃，三区温度210℃，四区温度210℃，五区温度210℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度230℃，九区温度220℃，主机转速300-500转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40：1~48:1。
32、增强聚丙烯材料的应用，用于制备水壶、车灯壳体、保险杆支架等制件。
33、本专利技术具有如下有益效果：
34、1.选择了具有较高结晶度的共聚聚丙烯树脂，可使材料具有较高的断裂伸长率保持率。这是由于聚丙烯在高温下会经历重结晶使其晶体形貌更为规整，结晶完善后分子链排列更加紧密，活动余地更小，从而引起伸长率下降。当树脂结晶度比较高时，热存放后结晶度的提升比例不高，伸长率下降的不明显，因此伸长率保持率更高。反之当树脂结晶度较低时，热存放后材料的结晶度的提升比例相对更高，因此伸长率下降更为显著。
35、2.选择具有适宜接枝率的相容剂，也可以使材料获得良好的拉伸性能保持率。当接枝率过高时，相容剂与树脂间会形成紧密的网状结构，高温热存放后这种结构不易受到破坏，因此具有较高的拉伸强度保持率，但同时过于紧密的结构限值了分子链的滑移，会使其抗变型能力较弱，降低断裂伸长率保持率。而接枝率太低时，树脂表面包覆相容剂的程度较差，玻纤增强的效果不理想，导致聚丙烯分子结晶均匀性变差，热存放后材料也无法得到较好的性能保持率。
36、3.选择粒径适宜的炭黑色粉进行着色，有助于提高材料的拉伸性能保持率。当添加的炭黑色粉粒径过小时，其未分散部分易形成团聚体，在聚丙烯树脂中形成了结晶缺陷，引起热存放后的性能衰减，而当添加的炭黑色粉粒径过大时，，也会导致材料热存放的性能衰减严重。
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【技术保护点】
1.一种增强聚丙烯材料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的增强聚丙烯材料，其特征在于，所述的共聚聚丙烯树脂的结晶度为42-56%。
3.根据权利要求1所述的增强聚丙烯材料，其特征在于，所述的共聚聚丙烯树脂的结晶度为49-56%。
4.根据权利要求1所述的增强聚丙烯材料，其特征在于，马来酸酐接枝聚丙烯中马来酸酐的接枝率为0.8-1.2wt%。
5.根据权利要求1所述的增强聚丙烯材料，其特征在于，炭黑的D50粒径为20-50nm。
6.根据权利要求1所述的增强聚丙烯材料，其特征在于，按重量份计，包括0-1分加工助剂。
7.权利要求1-6任一项所述增强聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照配比，将各组分混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到增强聚丙烯材料。
8.权利要求1-6任一项所述增强聚丙烯材料的应用，其特征在于，用于制备水壶、车灯壳体、保险杆支架。
【技术特征摘要】
1.一种增强聚丙烯材料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的增强聚丙烯材料，其特征在于，所述的共聚聚丙烯树脂的结晶度为42-56%。
3.根据权利要求1所述的增强聚丙烯材料，其特征在于，所述的共聚聚丙烯树脂的结晶度为49-56%。
4.根据权利要求1所述的增强聚丙烯材料，其特征在于，马来酸酐接枝聚丙烯中马来酸酐的接枝率为0.8-1.2wt%。
5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张海洋，王林，吴晓辉，陈平绪，叶南飚，
申请(专利权)人：天津金发新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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