【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及高分子材料，特別是涉及一種新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料及其制備方法。
技術介紹
1、隨著汽車業(yè)的快速發(fā)展，非常多的汽車零部件開始選用改性塑料替代金屬零部件，塑料品種也越來越多，如聚丙烯（pp）、尼龍（pa）、聚對苯二甲酸丁二酯（pbt）等。塑料在汽車上的應用極大地促進了汽車的輕量化發(fā)展，促進了節(jié)能減排，并為駕駛員提供了良好的駕使體驗和乘坐的舒適性。
2、pp由于其優(yōu)異的性能和低廉的成本，被應用于汽車產(chǎn)業(yè)。但是，純的pp材料低溫性能、抗沖擊性能、耐老化性能及尺寸穩(wěn)定性較差，難以滿足汽車工業(yè)需求，尤其是對于機械強度和耐溫性能要求更高的新能源汽車熱管理系統(tǒng)。目前常規(guī)采用玻纖對pp進行改性，但是由于玻纖和pp的差異，容易產(chǎn)生相容性問題，使機械性能降低，并出現(xiàn)玻纖外露(俗稱浮纖)等表面質(zhì)量不良現(xiàn)象。
3、因此，本專利技術致力于提供一款成本可控、組成簡單且綜合性能良好，并可兼顧耐高溫、耐老化性能的pp改性復合材料，以進一步拓寬pp材料在車輛應用方向的范圍。
技術實現(xiàn)思路
1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本專利技術的目的在于提供一種新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料，用于解決現(xiàn)有技術中普通的玻纖與聚丙烯的相容性差，會降低復合材料的力學性能以及出現(xiàn)浮纖的問題，同時，本專利技術還將提供新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料的制備方法。
2、為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本專利技術提供以下技術方案：
3、本專利技術的第一
4、進一步的，所述改性玻纖為納米粒子改性的玻璃纖維。
5、更進一步的，所述納米粒子為納米氧化物，所述納米金屬氧化物包括納米氧化鋅、納米氧化鋁、納米氧化硼、納米氧化鎂、納米二氧化鈦中的至少一種。
6、其中，納米氧化鎂、納米氧化鋁和納米氧化硼具有很高的熱穩(wěn)定性和熱導率，其改性后的玻纖能夠提高聚丙烯復合材料的熱穩(wěn)定性和散熱性，幫助復合材料散熱和均勻熱量分布，確保電池和電機等關鍵部件的溫度穩(wěn)定。納米氧化鋅和納米二氧化鈦具有優(yōu)異的光催化性能和光穩(wěn)定性能，其改性的玻纖能夠提高聚丙烯復合材料的抗紫外線能力，可以提高復合材料在戶外應用中的耐候性和防老化性能。
7、更進一步的，所述玻璃纖維為短切原絲。所述短切原絲的長度在3-20mm，直徑在10-20微米。
8、進一步的，所述改性玻纖由以下制備方法得到：
9、s1、清洗玻璃纖維，去除其表面的有機物和雜質(zhì)；
10、s2、使用納米硅烷偶聯(lián)劑處理玻璃纖維，在其表面形成納米涂層，增強其表面活性；
11、s3、在硅烷處理的玻璃纖維表面進一步涂覆納米粒子，烘干后得到所述改性玻纖。
12、在步驟s1中，清洗過程為：先使用有機溶劑浸泡玻璃纖維，然后用去離子水沖洗干凈，烘干備用。
13、其中，有機溶劑包括乙醇或丙酮。
14、在步驟s2中，所述納米硅烷偶聯(lián)劑包括γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷?(γ-mps)、γ-氨丙基三甲氧基硅烷?(γ-aps)、γ-甘氨酸丙基三甲氧基硅烷?(γ-glymo)、γ-氯丙基三甲氧基硅烷?(γ-cptms)、二乙烯基二異氰酸酯硅烷中的至少一種。這些納米硅烷偶聯(lián)劑能夠在玻璃纖維表面形成一層化學鍵聯(lián)的網(wǎng)絡，從而改善玻璃纖維與聚丙烯樹脂基體之間的粘接，同時也能改善納米粒子與玻璃纖維的結合。
15、在步驟s2中，硅烷處理過程為：將納米硅烷偶聯(lián)劑溶于稀釋劑中，配制成偶聯(lián)劑溶液，將清潔后的玻璃纖維浸入偶聯(lián)劑溶液中，浸泡一段時間后取出玻璃纖維，烘干，得到硅烷處理的玻璃纖維。
16、其中，所述稀釋劑包括水、乙醇、丙酮或異丙酮。
17、偶聯(lián)劑溶液中納米硅烷偶聯(lián)劑的濃度為0.5-1%（w/v）。
18、在步驟s3中，納米粒子的涂覆過程為：將納米粒子均勻分散在水中，將硅烷處理的玻璃纖維加入分散液中，超聲處理一段時間后取出烘干，得到所述改性玻纖。
19、其中，納米粒子的濃度為0.5-8%（w/v），即每100ml水中分散0.5-8g納米粒子。
20、進一步的，所述聚丙烯包括50-80份均聚聚丙烯和5-20份共聚聚丙烯。
21、進一步的，所述聚丙烯的分子量范圍在20-50萬之間；
22、更進一步的，所述均聚聚丙烯的分子量在30-50萬之間，所述共聚聚丙烯的分子量在20-30萬之間。
23、較高的分子量可以提高材料的機械性能和熱穩(wěn)定性，較低的分子量有助于提高材料的韌性和加工性，高分子量的均聚聚丙烯和低分子量的共聚聚丙烯結合，具有互補性能，可以得到即具有良好加工性又具有優(yōu)異機械性能的復合材料。
24、進一步的，所述聚丙烯的熔融指數(shù)范圍0.3-10g/10min。
25、進一步的，所述接枝料包括馬來酸酐、硅烷、乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、彈性體、阻燃劑中的至少一種。
26、其中，馬來酸酐接枝聚丙烯能夠改善聚丙烯與玻璃纖維的相容性，提升復合材料的機械性能和界面粘合性。硅烷接枝可以提高聚丙烯的粘接性，并在玻璃纖維表面形成一個有機硅網(wǎng)絡，與聚丙烯中的分子鏈產(chǎn)生更好的化學或物理結合。接枝丙烯酸和丙烯酸酯能夠引入羧基和羥基，可以提高其與玻璃纖維的相容性。特定的阻燃官能團可以接枝到聚丙烯鏈上，使其具備防火特性，更加滿足新能源汽車熱管理系統(tǒng)的需求。
27、進一步的，所述彈性體包括epdm、eva、sbs、sebs、tpu、tpo、poe中的至少一種。
28、進一步的，阻燃劑包括磷系化合物、鹵素化合物、氮系化合物、納米復合阻燃劑中的至少一種；磷系化合物包括磷酸二酯或磷酸三酯的衍生物；鹵素化合物包括溴化丙烯或氯化丙烯；氮系化合物包括氨基甲酸酯；納米復合阻燃劑包括改性層狀硅酸鹽、改性石墨烯或改性納米氧化物。
29、進一步的，所述穩(wěn)定劑包括受阻酚類化合物或含受阻酚類化合物的混合物，受阻酚類化合物可實現(xiàn)良好的光照穩(wěn)定性。在受阻酚類化合物或混合物的作用下，聚丙烯的光照穩(wěn)定性可顯著提升，延長此類聚丙烯材料的戶外使用期限。
30、更進一步的，所述穩(wěn)定劑包括tinuvin?770或tinuvin?622。
31、進一步的，所述其它助劑包括抗氧劑、抗光劑、色粉中的至少一種。其中，抗光劑可以提高材料的抗老化性能，防止聚丙烯在紫外線照射或氧化環(huán)境下的降解。
32、更進一步的，所述抗光劑包括紫外線吸收劑（uvas）或鎳絡合物。其中，所述紫外線吸收劑包括苯酮類化合物或苯并三唑類化合物。
33、本專利技術的第二方面，提供一種新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料的制備方法，包括以下步驟：
34、（1）按重量份配比稱取各原料，備用；
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1.一種新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚丙烯50-90份，改性玻纖10-40份，接枝料1-6份，穩(wěn)定劑0.1-0.5份，其他助劑0.2-1份；所述改性玻纖為納米粒子改性的玻璃纖維。
2.根據(jù)權利要求1所述的新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述納米粒子為納米氧化物，所述納米金屬氧化物包括納米氧化鋅、納米氧化鋁、納米氧化硼、納米氧化鎂、納米二氧化鈦中的至少一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述玻璃纖維為短切原絲。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述改性玻纖由以下制備方法得到：
5.根據(jù)權利要求4所述的新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，在步驟S2中，所述納米硅烷偶聯(lián)劑包括γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷?(γ-MPS)、γ-氨丙基三甲氧基硅烷?(γ-APS)、γ-甘氨酸丙基三甲氧基硅烷?(γ-GLYMO)、γ-氯丙基三甲氧基硅烷?(γ-CPTMS)、
6.根據(jù)權利要求1所述的新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述聚丙烯包括50-80份均聚聚丙烯和5-20份共聚聚丙烯；所述均聚聚丙烯的分子量在30-50萬之間，所述共聚聚丙烯的分子量在20-30萬之間。
7.根據(jù)權利要求1所述的新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述接枝料包括馬來酸酐、硅烷、乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、彈性體、阻燃劑中的至少一種。
8.根據(jù)權利要求1所述的新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述穩(wěn)定劑包括受阻酚類化合物或含受阻酚類化合物的混合物。
9.根據(jù)權利要求1所述的新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述其它助劑包括抗氧劑、抗光劑、色粉中的至少一種。
10.一種如權利要求1-9任一項所述的新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚丙烯50-90份，改性玻纖10-40份，接枝料1-6份，穩(wěn)定劑0.1-0.5份，其他助劑0.2-1份；所述改性玻纖為納米粒子改性的玻璃纖維。
2.根據(jù)權利要求1所述的新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述納米粒子為納米氧化物，所述納米金屬氧化物包括納米氧化鋅、納米氧化鋁、納米氧化硼、納米氧化鎂、納米二氧化鈦中的至少一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述玻璃纖維為短切原絲。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，所述改性玻纖由以下制備方法得到：
5.根據(jù)權利要求4所述的新能源汽車熱管理系統(tǒng)用玻纖增強聚丙烯材料，其特征在于，在步驟s2中，所述納米硅烷偶聯(lián)劑包括γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷?(γ-mps)、γ-氨丙基三甲氧基硅烷?(γ-aps)、γ-甘氨酸丙基三甲氧基硅烷?...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：錢家文，宋立夫，王淑婷，田明亮，葛成誠，
申請(專利權)人：蘇州旭光聚合物有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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