本發(fā)明涉及汽車用復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車用的低密度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

長玻纖增強聚丙烯材料由于力學(xué)性能優(yōu)異、耐腐蝕、易成型和可回收利用等特點廣泛用于汽車前端框架、儀表板骨架等結(jié)構(gòu)部件，單車材料用量也在逐漸增多。由于長玻纖增強聚丙烯材料優(yōu)異力學(xué)性能，在汽車應(yīng)用上可以替代部分金屬材料。長玻纖增強聚丙烯材料中玻璃纖維的加入提高了材料的力學(xué)性能，但是長玻纖的加入同時也增大了材料的密度，導(dǎo)致汽車配件的重量增加，限制了輕量化程度。

然而，出于環(huán)保和節(jié)能的需要，汽車的輕量化已經(jīng)成為世界汽車發(fā)展的潮流。所謂汽車的輕量化，就是在保證汽車的強度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整備質(zhì)量，從而提高汽車的動力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。實驗證明，汽車質(zhì)量降低一半，燃料消耗也會降低將近一半。在汽車輕量化的發(fā)展趨勢下，保持長玻纖增強聚丙烯材料力學(xué)性能的前提下降低材料密度是重要的發(fā)展方向。但是，迄今為止，材料行業(yè)還沒有為降低長玻纖增強聚丙烯材料密度而做出的技術(shù)方案。

有鑒于此，開發(fā)更低密度的汽車應(yīng)用材料，降低長玻纖增強聚丙烯材料密度成為業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種低密度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料，包含如下組分：按照重量百分比計，聚丙烯樹脂30-60％、相容劑5-10％、偶聯(lián)劑0.5-1.5％、玻璃纖維30-50％、空心玻璃微珠3-6％以及抗氧劑0.4-1％。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述聚丙烯樹脂為無規(guī)共聚聚丙烯與均聚聚丙烯的混合物時，該無規(guī)共聚聚丙烯與均聚聚丙烯的質(zhì)量比為0.5:1～2:1，優(yōu)選為1:1。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)該聚丙烯樹脂為無規(guī)共聚聚丙烯與嵌段共聚聚丙烯的混合物時，該無規(guī)共聚聚丙烯與嵌段共聚聚丙烯的質(zhì)量比為0.5:1～2:1，優(yōu)選為1:1。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)該聚丙烯樹脂為無規(guī)共聚聚丙烯與均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯的混合物時，該無規(guī)共聚聚丙烯、均聚聚丙烯與嵌段共聚聚丙烯的質(zhì)量比為1:1:1～2:1:1。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述聚丙烯樹脂的熔融指數(shù)為80g/10min以上，優(yōu)選為80g/10min～120g/10min。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述空心玻璃微珠的粒徑為10-250μm，優(yōu)選為15～135μm，其中90％的空心玻璃微珠的粒徑小于25μm。。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述空心玻璃微珠的耐壓強度為15000psi以上，優(yōu)選15000psi～20000psi。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述每個空心玻璃微珠上含有1個微孔，孔徑為0.4～2μm。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的混合物。該受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑的質(zhì)量比為1:1～1:3。

本發(fā)明還提供一種上述低密度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：按照重量百分比稱取以下原料：聚丙烯樹脂30-60wt％、相容劑5-10wt％、偶聯(lián)劑0.5～1.5wt％、玻璃纖維30-50wt％、空心玻璃微珠3-6wt％、抗氧劑0.4-1wt％；將聚丙烯樹脂、相容劑、偶聯(lián)劑、空心玻璃微珠、抗氧劑充分混合后，經(jīng)過雙螺桿擠出機，在擠出機模頭處于長玻纖完成熔融浸漬，經(jīng)牽引切粒后形成低密度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料；其中，該雙螺桿擠出機的擠出溫度為250-280℃，模頭溫度為270-290℃。

本發(fā)明還提供上述低密度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料在汽車前端框架、儀表板骨架中的應(yīng)用。

本發(fā)明利用本發(fā)明利用空心玻璃微珠在相容劑及偶聯(lián)劑的作用下對聚丙烯材料進行改性，在不降低復(fù)合材料的力學(xué)性能的前提下降低材料的密度，從而實現(xiàn)材料的輕量化。同時，通過對聚丙烯樹脂的選取，進一步提升材料的力學(xué)性能。進一步地，通過選取合適的空心玻璃微珠粒徑，得到有利于提升復(fù)合材料力學(xué)性能的恰當(dāng)?shù)牧椒秶?。最后，通過對空心玻璃微珠的微孔的孔徑的選擇，保證在提升力學(xué)性能的同時降低材料的密度，最終實現(xiàn)最佳的輕量化解決方案，適應(yīng)當(dāng)前汽車行業(yè)輕量化的發(fā)展趨勢，開發(fā)更低密度的汽車應(yīng)用材料，滿足汽車行業(yè)的發(fā)展需求。

本發(fā)明通過合理的高流動的均聚聚丙烯和高流動共聚聚丙烯和/或嵌段共聚聚丙烯混合，同時配合相容劑和偶聯(lián)劑的作用，使聚丙烯、空心玻璃微珠和玻璃纖維較好的結(jié)合，通過熔融浸潤擠出機機頭，得到力學(xué)性能優(yōu)異的長玻纖增強聚丙烯材料。同時高壓縮強度的空心玻璃微珠不會被擠破，在降低材料密度的同時，材料強度沒有明顯降低。經(jīng)本發(fā)明的改進，輕量化效果明顯，在不影響材料力學(xué)性能的前提下可實現(xiàn)減重5％-10％。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，詳細(xì)說明如下。

具體實施方式

為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合較佳實施例，對本發(fā)明詳細(xì)說明如下。

本發(fā)明提供一種汽車用的低密度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料，該聚丙烯復(fù)合材料包括如下組分：按照重量百分比計，聚丙烯樹脂30-60％、相容劑5-10％、偶聯(lián)劑0.5-1.5％、玻璃纖維30-50％、空心玻璃微珠3-6％、抗氧劑0.4-1％。

其中，該聚丙烯樹脂采用高流動的無規(guī)共聚聚丙烯(pp-r)與高流動的均聚聚丙烯(pp-h)和/或嵌段共聚聚丙烯(pp-b)的混合物。該無規(guī)共聚聚丙烯(pp-r)由丙烯單體和少量的乙烯(1-4％)單體在加熱、加壓和催化劑作用下共聚得到，乙烯單體無規(guī)、隨機分布到丙烯的長鏈中。該均聚聚丙烯(pp-h)由單一的丙烯單體聚合而成，分子鏈中不含乙烯單體。該嵌段共聚聚丙烯(pp-b)乙烯含量高，一般為7-15％，但由于pp-b中兩個乙烯單體及三個單體連接在一起的概率非常高，乙烯單體僅存在嵌段相中，并未將pp-h的規(guī)整度降低，抗沖擊性能較佳。

當(dāng)該聚丙烯樹脂為無規(guī)共聚聚丙烯與均聚聚丙烯的混合物時，該無規(guī)共聚聚丙烯與均聚聚丙烯的質(zhì)量比為0.5:1～2:1，優(yōu)選為1:1；當(dāng)該聚丙烯樹脂為無規(guī)共聚聚丙烯與嵌段共聚聚丙烯的混合物時，該無規(guī)共聚聚丙烯與嵌段共聚聚丙烯的質(zhì)量比為0.5:1～2:1，優(yōu)選為1:1；當(dāng)該聚丙烯樹脂為無規(guī)共聚聚丙烯與均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯的混合物時，該無規(guī)共聚聚丙烯、均聚聚丙烯與嵌段共聚聚丙烯的質(zhì)量比為1:1:1～2:1:1。

所得聚丙烯樹脂混合物的熔融指數(shù)為80g/10min以上，優(yōu)選為80g/10min～120g/10min。該較高的熔融指數(shù)，表示該聚丙烯樹脂的流動性能較好。

該相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯，為聚丙烯經(jīng)反應(yīng)擠出接枝馬來酸酐制得，其可以作為增進極性材料與非極性材料粘接性和相容性的橋梁，采購自上海日之升新材料科技有限公司。

該偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，采購自南京經(jīng)天緯化工有限公司。硅烷偶聯(lián)劑是一類在分子中同時含有兩種不同化學(xué)性質(zhì)基團的有機硅化合物，可用通式y(tǒng)six3表示，式中y為非水解基團，包括鏈烯基(主要為乙烯基)，以及末端帶有cl、nh2、sh、環(huán)氧、n3、(甲基)丙烯酰氧基、異氰酸酯基等官能團的烴基，即碳官能基；x為可水解基團，包括cl、-ome、-oet、oc2h4och3、osime3及oac等。由于這一特殊結(jié)構(gòu)，在其分子中同時具有能和無機質(zhì)材料(如玻璃、硅砂、金屬等)化學(xué)結(jié)合的反應(yīng)基團及與有機質(zhì)材料(合成樹脂等)化學(xué)結(jié)合的反應(yīng)基團，可以用于表面處理。

該玻璃纖維為纖維直徑為17μm的無堿玻璃纖維直接紗，購自東莞市湘大化工原料有限公司。該玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料，以玻璃球或廢舊玻璃為原料經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡(luò)紗、織布等工藝制造成的。該無堿玻璃纖維是一種硼硅酸鹽玻璃纖維，具有良好的電氣絕緣性及機械性能。

該空心玻璃微珠是一種微小、中空的橢球形、圓球形或近球形的空心粉末。其密度在0.1-0.7g/ml。該空心玻璃微珠的主要成分是硼硅酸鹽，其耐壓強度大于15000psi，優(yōu)選為15000psi～20000psi；其粒徑為10-250μm，優(yōu)選為15～135μm，其中90％的空心玻璃微珠的粒徑小于25μm。每個空心玻璃微珠上含有1個微孔，孔徑為0.4～2μm；當(dāng)該空心玻璃微珠填充于聚丙烯樹脂時，可減輕產(chǎn)品重量，消除產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力確保尺寸穩(wěn)定性，挺高抗壓、抗沖擊性。經(jīng)本發(fā)明的對比實驗可知，當(dāng)粒徑較大時，例如大于250μm時，其與聚丙烯樹脂的相容性降低，同時會降低材料的強度。當(dāng)微孔的孔徑過大時，材料強度降低。

該抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的混合物，該受阻酚類抗氧劑為抗氧劑1010，化學(xué)名為：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，為白色結(jié)晶粉末，購自巴斯夫公司。該亞磷酸酯類抗氧劑為抗氧劑168，化學(xué)名為三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯，為輔助抗氧劑。經(jīng)本發(fā)明的試驗驗證，該抗氧劑168與抗氧劑1010復(fù)配，有很好的協(xié)同效應(yīng)，可有效地防止聚丙烯在基礎(chǔ)注塑中的熱降解。在本發(fā)明的實施例中，該受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑的質(zhì)量比為1:1～1:3。

本發(fā)明還提供該種低密度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：按照重量百分比稱取以下原料：聚丙烯樹脂30-60wt％、相容劑5-10wt％、偶聯(lián)劑0.5～1.5wt％、玻璃纖維30-50wt％、空心玻璃微珠3-6wt％、抗氧劑0.4-1wt％；將聚丙烯樹脂、相容劑、偶聯(lián)劑、空心玻璃微珠、抗氧劑充分混合后，經(jīng)過雙螺桿擠出機，在擠出機模頭處于長玻纖完成熔融浸漬，經(jīng)牽引切粒后形成低密度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料。雙螺桿擠出機的擠出溫度為250-280℃，模頭溫度為270-290℃。

本發(fā)明還提供一種該種低密度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料在汽車前端框架、儀表板骨架中的應(yīng)用。

本發(fā)明通過合理的高流動的均聚聚丙烯和高流動共聚聚丙烯和/或嵌段共聚聚丙烯混合，同時配合相容劑和偶聯(lián)劑的作用，使聚丙烯、空心玻璃微珠和玻璃纖維較好的結(jié)合，通過熔融浸潤擠出機機頭，得到力學(xué)性能優(yōu)異的長玻纖增強聚丙烯材料。同時高壓縮強度的空心玻璃微珠不會被擠破，在降低材料密度的同時，材料強度沒有明顯降低。經(jīng)本發(fā)明的改進，輕量化效果明顯，在不影響材料力學(xué)性能的前提下可實現(xiàn)減重5％-10％。

實施例1

本發(fā)明的第一實施例提供一種低密度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料，該聚丙烯復(fù)合材料包含如下組分：按照重量百分比計，聚丙烯樹脂58.5％、相容劑6％、偶聯(lián)劑0.5％、玻璃纖維30％、空心玻璃微珠4％、抗氧劑1％。其中，該聚丙烯樹脂采用高流動的無規(guī)共聚聚丙烯(pp-r)與高流動的均聚聚丙烯(pp-h)的混合物，兩者的質(zhì)量比為1:1，所得聚丙烯樹脂的混合物的熔融指數(shù)為100g/10min。相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，玻璃纖維為纖維直徑為17μm的無堿玻璃纖維直接紗，該空心玻璃微珠的耐壓強度為18000psi，其粒徑為10-250μm，優(yōu)選為15～135μm，其中90％的空心玻璃微珠的粒徑小于25μm。每個空心玻璃微珠上含有1個微孔，孔徑為0.4～2μm。該抗氧劑為抗氧劑1010與168以質(zhì)量比為1:2的復(fù)配物。

該種低密度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料的制備方法為：按照重量百分比稱取上述原料，將聚丙烯樹脂、相容劑、偶聯(lián)劑、空心玻璃微珠、抗氧劑充分混合后，經(jīng)過雙螺桿擠出機，在擠出機模頭處于長玻纖完成熔融浸漬，經(jīng)牽引切粒后形成長度為12mm的低密度長玻纖增強聚丙烯微粒。雙螺桿擠出機的擠出溫度為250-280℃，模頭溫度為270-290℃。

實施例2

本發(fā)明的第二實施例提供一種低密度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料，其包含如下組分：按照重量百分比計，聚丙烯樹脂45.2％、相容劑8％、偶聯(lián)劑0.8％、玻璃纖維40％、空心玻璃微珠5％、抗氧劑1％。其中，該聚丙烯樹脂為高流動共聚聚丙烯和均聚聚丙烯的混合物，比例為1:1，熔融指數(shù)為100g/10min，相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，玻璃纖維為纖維直徑為17μm的無堿玻璃纖維直接紗，空心玻璃微珠的耐壓強度為18000psi，抗氧劑為質(zhì)量比為1:2的抗氧劑1010和168復(fù)配物。

將聚丙烯、相容劑、偶聯(lián)劑、空心玻璃微珠和抗氧劑充分混合后經(jīng)過雙螺桿擠出機，在擠出機模頭處于長玻纖完成熔融浸漬，經(jīng)牽引切粒后形成長度為12mm低密度長玻纖增強聚丙烯顆粒。雙螺桿擠出機的擠出溫度為250℃～280℃，模頭溫度270℃～290℃。

實施例3

本發(fā)明第三實施例提供一種低密度長玻纖增強聚丙烯復(fù)合材料，其包含如下組分：按照重量百分比計，聚丙烯樹脂32％、相容劑10％、偶聯(lián)劑1％、玻璃纖維50％、空心玻璃微珠6％、抗氧劑1％。其中，聚丙烯為高流動共聚聚丙烯和均聚聚丙烯混合物，比例為1:1，熔融指數(shù)為100g/10min，相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，玻璃纖維為纖維直徑為17μm的無堿玻璃纖維直接紗，空心玻璃微珠的耐壓強度為18000psi，抗氧劑為質(zhì)量比為1:2的抗氧劑1010和168復(fù)配物。

將聚丙烯、相容劑、偶聯(lián)劑、空心玻璃微珠和抗氧劑充分混合后經(jīng)過雙螺桿擠出機，在擠出機模頭處于長玻纖完成熔融浸漬，經(jīng)牽引切粒后形成長度為12mm低密度長玻纖增強聚丙烯顆粒。雙螺桿擠出機的擠出溫度為250℃～280℃，模頭溫度270℃～290℃。

實施例4：本實施例與實施例1的區(qū)別在于：該聚丙烯樹脂為質(zhì)量比為1:1的共聚聚丙烯與嵌段共聚聚丙烯的混合物。

實施例5：本實施例與實施例1的區(qū)別在于：該聚丙烯樹脂為質(zhì)量比為1:1:1的共聚聚丙烯、均聚聚丙烯與嵌段共聚聚丙烯的混合物。

實施例6：本實施例與實施例1的區(qū)別在于：該聚丙烯樹脂為質(zhì)量比為2:1:1的共聚聚丙烯、均聚聚丙烯與嵌段共聚聚丙烯的混合物。

實施例7：本實施例與實施例3的區(qū)別在于：該聚丙烯樹脂為質(zhì)量比為1:1的共聚聚丙烯與嵌段共聚聚丙烯的混合物。

實施例8：本實施例與實施例3的區(qū)別在于：該該聚丙烯樹脂為質(zhì)量比為1:1:1的共聚聚丙烯、均聚聚丙烯與嵌段共聚聚丙烯的混合物。

實施例9：本實施例與實施例3的區(qū)別在于：該聚丙烯樹脂為質(zhì)量比為2:1:1的共聚聚丙烯、均聚聚丙烯與嵌段共聚聚丙烯的混合物。

對比例1：與實施例1相比區(qū)別在于，該聚丙烯樹脂為共聚聚丙烯。

對比例2：與實施例1相比區(qū)別在于，該聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯。

對比例3：與實施例1相比區(qū)別在于，該聚丙烯樹脂為嵌段聚丙烯。

對比例4：與實施例3相比區(qū)別在于，該聚丙烯樹脂為共聚聚丙烯。

對比例5：與實施例3相比區(qū)別在于，該聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯。

對比例6：與實施例3相比區(qū)別在于，該聚丙烯樹脂為嵌段聚丙烯。

對比例7：與實施例1相比，空心玻璃微珠的含量為2％。

對比例8：與實施例3相比，空心玻璃微珠的含量為2％。

對比例9：與實施例1相比，90％的空心玻璃微珠的粒徑大于25μm。

對比例10：與實施例3相比90％的空心玻璃微珠的粒徑大于25μm。

對比例11：與實施例6相比90％的空心玻璃微珠的粒徑大于25μm。

對比例12：與實施例9相比90％的空心玻璃微珠的粒徑大于25μm。

對比例13：與實施例1相比，空心玻璃微珠的微孔孔徑小于0.4μm。

對比例14：與實施例1相比，空心玻璃微珠的微孔孔徑大于2μm。

對比例15：與實施例3相比，空心玻璃微珠的微孔孔徑小于0.4μm。

對比例16：對比例16與實施例3相比，每個空心玻璃微珠的微孔孔徑大于2μm。

對比例17：對比例17與實施例6相比，每個空心玻璃微珠的微孔孔徑小于0.4μm。

對比例18：對比例18與實施例6相比，每個空心玻璃微珠的微孔孔徑大于2μm。

對比例19：對比例19與實施例9相比，每個空心玻璃微珠的微孔孔徑小于0.4μm。

對比例20：對比例20與實施例9相比，每個空心玻璃微珠的微孔孔徑大于2μm。

對比例21：與實施例1相比，不添加空心玻璃微珠。

對比例22：與實施例3相比，不添加空心玻璃微珠。

對比例23：與實施例4相比，不添加空心玻璃微珠。

對比例24：與實施例6相比，不添加空心玻璃微珠。

對比例25：與實施例1相比，空心玻璃微珠的耐壓強度為6000psi。

對比例26：與實施例3相比，空心玻璃微珠的耐壓強度為6000psi。

將上述方法完成造粒的汽車用聚丙烯復(fù)合材料在80～90℃下烘烤2小時，然后將干燥好的粒子在注塑成型機上注塑出標(biāo)準(zhǔn)測試樣條。

密度按照gb/t1033.1-2008標(biāo)準(zhǔn)進行檢測，拉伸強度按gb/t1040.2-2006標(biāo)準(zhǔn)進行檢測，樣條尺寸(mm)：180×10×4，拉伸速度為50mm/min；彎曲強度和彎曲模量按gb/t9341-2008，樣條尺寸(mm)：80×10×4，彎曲速度為2mm/min；缺口沖擊強度按gb/t1843-2008標(biāo)準(zhǔn)進行檢測，樣條尺寸(mm)：80×10×4，剩余缺口厚度為2mm；材料的綜合性能通過測試所得到的密度、拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量和懸臂梁缺口沖擊強度進行評判。

將上述實施例1-9以及對比例1-24所得的樣條按照上述方法進行物性參數(shù)的表征，得到如下表1中的檢測結(jié)果。

實施例1與對比例1-2的區(qū)別為：實施例1采用共聚聚丙烯與均聚聚丙烯的混合物，對比例1采用共聚聚丙烯，對比例2采用均聚聚丙烯。通過實施例1與對比例1-2的樣條檢測結(jié)果的對比可知，同為30％長玻纖增強聚丙烯材料，若采用單一共聚聚丙烯樹脂，材料沖擊性能優(yōu)異但剛性較差，若采用單一均聚聚丙烯樹脂，材料剛性優(yōu)異但沖擊性能較差，而實例1采用共聚和均聚聚丙烯材料混合，可實現(xiàn)材料剛性和韌性的平衡，各方面性能均較為優(yōu)異。這說明：采用共聚聚丙烯與均聚聚丙烯的混合物的聚丙烯樹脂，其總體力學(xué)性能強于單獨采用其中一種的力學(xué)性能。

類似地，實施例3與對比例4、5的區(qū)別為：實施例3采用共聚聚丙烯與均聚聚丙烯的混合物，對比例4采用共聚聚丙烯，對比例5采用均聚聚丙烯。通過實施例3與對比例4-5的樣條檢測結(jié)果對比可知，若采用單一共聚聚丙烯樹脂，材料沖擊性能優(yōu)異但剛性較差，若采用單一均聚聚丙烯樹脂，材料剛性優(yōu)異但沖擊性能較差，而實例3采用共聚和均聚聚丙烯材料混合，可實現(xiàn)材料剛性和韌性的平衡，各方面性能均較為優(yōu)異。

同時，實施例1與對比例21、對比例7的區(qū)別在于：對比例21不添加空心玻璃微珠組分，對比例7的空心玻璃微珠的含量低于3％，為2％。通過實施例1與對比例21的樣條檢測結(jié)果的對比可知，實例1的密度比對比例21降低了約6％，而拉伸、彎曲和沖擊等性能基本相同，這說明：空心玻璃微珠的加入，實現(xiàn)了在不影響材料力學(xué)性能的前提下降低材料密度的目的。同時，對比實施例1與對比例21的樣條檢測結(jié)果可知，實施例1的密度相比于對比例21降低了約6％，而對比例7的密度相比于對比例21幾乎沒有改善。也就是說，當(dāng)空心玻璃微珠的加入量過少時，對降低材料密度的作用不明顯。由此，在適當(dāng)添加范圍內(nèi)的空心玻璃微珠加入，可以在不影響材料力學(xué)性能的前提下降低材料的密度。

實施例4與對比例1、對比例3的區(qū)別在于：實施例4采用共聚聚丙烯與嵌段聚丙烯的混合物，對比例1單獨采用共聚聚丙烯，對比例3單獨采用嵌段聚丙烯。通過實施例4與對比例1、對比例3的樣條檢測結(jié)果的對比可知，若采用單一共聚聚丙烯樹脂，材料沖擊性能優(yōu)異但剛性較差，若采用單一嵌段聚丙烯樹脂，材料剛性優(yōu)異但韌性差，而實例4采用共聚和嵌段聚丙烯材料混合，可實現(xiàn)剛韌平衡。

類似地，實施例7與對比例4、對比例6的區(qū)別在于：實施例7采用共聚聚丙烯與嵌段聚丙烯的混合物，對比例4采用共聚聚丙烯，對比例6采用嵌段聚丙烯。通過對比樣條檢測結(jié)果可知，若采用單一共聚聚丙烯樹脂，材料沖擊性能優(yōu)異但剛性較差，若采用單一嵌段聚丙烯樹脂，材料剛性優(yōu)異但韌性差，而實例7采用共聚和嵌段聚丙烯材料混合，可實現(xiàn)剛韌平衡。

同時，實施例4與對比例23的區(qū)別在于，對比例23不添加空心玻璃微珠。通過實施例4與對比例23的樣條檢測結(jié)果可知，實施例4的密度降低了約6％，而拉伸、彎曲和沖擊等性能基本相同，這說明：空心玻璃微珠的加入，實現(xiàn)了在不影響材料力學(xué)性能的前提下降低材料密度的目的。

實施例5與實施例6的區(qū)別在于：實施例5采用質(zhì)量比為1:1:1的共聚聚丙烯、均聚聚丙烯與嵌段聚丙烯的混合物、實施例6采用質(zhì)量比為2:1:1的共聚聚丙烯、均聚聚丙烯與嵌段聚丙烯的混合物。兩者的樣條檢測結(jié)果可知，共聚聚丙烯的含量多時，其力學(xué)性能更佳。

實施例6與對比例24的區(qū)別在于對比例24不添加空心玻璃微珠，對比實施例6與對比例24的樣條檢測結(jié)果可知，實施例6的密度降低了約6％，而拉伸、彎曲和沖擊等性能與對比例24基本相同，這說明：空心玻璃微珠的加入，實現(xiàn)了在不影響材料力學(xué)性能的前提下降低材料密度的目的。

實施例3與對比例22、對比例8的區(qū)別在于，對比例22不添加空心玻璃微珠，對比例8的空心玻璃微珠的含量僅為2％。對比實施例3與對比例22的樣條檢測結(jié)果可知，實施例3的密度降低了約8％，而拉伸、彎曲和沖擊等性能與對比例22基本相同。這說明空心玻璃微珠的加入，實現(xiàn)了在不影響材料力學(xué)性能的前提下降低材料密度的目的。對比例實施例3、對比例22以及對比例8的樣條檢測結(jié)果可知，實施例3的密度相較于對比例22降低了約8％，而對比例8的密度相較于對比例22幾乎沒變化。這說明，當(dāng)空心玻璃微珠加入量過少時，降低材料密度的作用不明顯?？傊招牟Ａ⒅榈暮繛?-6％時，在不影響材料力學(xué)性能的前提下降低材料密度。

實施例1與對比例9的區(qū)別在于：對比例9中90％的空心玻璃微珠的粒徑大于25μm，也即是說，對比例9中的空心玻璃微珠的粒徑偏大。類似地，實施例3與對比例10的區(qū)別在于：對比例10的空心玻璃微珠的粒徑偏大，實施例6與對比例11的區(qū)別在于對比例11的空心玻璃微珠的粒徑偏大，實施例9與對比例12的區(qū)別在于對比例12的空心玻璃微珠的粒徑偏大。通過分別對比實施例1與對比例9、實施例3與對比例10、實施例6與對比例11、實施例9與對比例12,的樣條檢測結(jié)果可知，各個對比例的力學(xué)性能明顯降低。原因是空心玻璃微珠的粒徑過大，容易被壓碎。

實施例1與對比例13的區(qū)別在于，對比例13中每個空心玻璃微珠內(nèi)部具有一個微孔，該微孔的孔徑小于0.4μm，也就是說，對比例13中的空心玻璃微珠的微孔過小。類似地，實施例6與對比例17的區(qū)別為對比例17的微孔孔徑過小，實施例3與對比例15的區(qū)別為對比例15的微孔孔徑過小，實施例9與對比例19的區(qū)別為對比例19的微孔孔徑過小。分別對比兩者的樣條檢測結(jié)果可知，微孔孔徑較小時，相對于不添加空心玻璃微珠的對比例21-24而言，材料密度降低的效果不明顯。

實施例1與對比例14的區(qū)別在于，對比例14中每個空心玻璃微珠具有一個微孔，該微孔孔徑大于2μm，也就是說，微孔的孔徑較大。類似地，實施例3與對比例16的區(qū)別在于，對比例16中每個空心玻璃微珠的微孔孔徑大于2μm；實施例6與對比例18的區(qū)別在于，對比例18的每個空心玻璃微珠的微孔孔徑大于2μm；實施例9與對比例20的區(qū)別在于，對比例20的每個空心玻璃微珠的微孔孔徑大于2μm。分別對比每組的樣條檢測結(jié)果可知，各個對比例的微孔孔徑過大，密度雖然降低，但力學(xué)性能均有所下降。

另外，對于聚丙烯樹脂為三元混合物的實施例而言，例如實施例5與實施例6相對于實施例1或?qū)嵤├?，實施例8與實施例9相對于實施例3或?qū)嵤├?，三種聚丙烯的混合物所帶來的力學(xué)性能提升比兩種聚丙烯的混合物所帶來的力學(xué)性能提升要大。

實施例1與對比例25的區(qū)別在于，對比例25中空心玻璃微珠的耐壓強度為6000psi，實施例1與對比例26的區(qū)別為對比例25中空心玻璃微珠的耐壓強度為6000psi。分別對比兩者的樣條檢測結(jié)果可知，空心玻璃微珠的耐壓強度較小時，在加工過程中容易被壓碎，空心玻璃微珠起不到降低材料密度的作用。

綜上所述，本發(fā)明利用空心玻璃微珠在相容劑及偶聯(lián)劑的作用下對聚丙烯材料進行改性，在不降低復(fù)合材料的力學(xué)性能的前提下降低材料的密度，從而實現(xiàn)材料的輕量化。同時，通過對聚丙烯樹脂的選取，進一步提升材料的力學(xué)性能。進一步地，通過選取合適的空心玻璃微珠粒徑，得到有利于提升復(fù)合材料力學(xué)性能的恰當(dāng)?shù)牧椒秶?。最后，通過對空心玻璃微珠的微孔的孔徑的選擇，保證在提升力學(xué)性能的同時降低材料的密度，最終實現(xiàn)最佳的輕量化解決方案，適應(yīng)當(dāng)前汽車行業(yè)輕量化的發(fā)展趨勢，開發(fā)更低密度的汽車應(yīng)用材料，滿足汽車行業(yè)的發(fā)展需求。

本發(fā)明通過合理的高流動的均聚聚丙烯和高流動共聚聚丙烯和/或嵌段共聚聚丙烯混合，同時配合相容劑和偶聯(lián)劑的作用，使聚丙烯、空心玻璃微珠和玻璃纖維較好的結(jié)合，通過熔融浸潤擠出機機頭，得到力學(xué)性能優(yōu)異的長玻纖增強聚丙烯材料。同時高壓縮強度的空心玻璃微珠不會被擠破，在降低材料密度的同時，材料強度沒有明顯降低。經(jīng)本發(fā)明的改進，輕量化效果明顯，在不影響材料力學(xué)性能的前提下可實現(xiàn)減重5％-10％。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。