UV稳定的纤维增强聚合物组合物的制作方法

背景技术：

1、长纤维增强聚合物组合物通常用于模制部件以提供改进的机械性能。通常，此类组合物通过涉及将聚合物通过浸渍模具挤出到多个连续长度的增强纤维上的方法来形成。聚合物和增强纤维被拉扯通过模具，使树脂完全浸渍单个纤维束。尽管它们有好处，但当制造商在某些产品应用(例如汽车零件)中尝试使用此类材料时面临的常见问题之一是，由于存在未润湿的纤维束、零件表面的纤细纤维、可见的流线、降解的材料等，它们往往会出现表面缺陷。这种颜色缺陷在暴露于紫外光后会变得特别明显，并导致零件颜色发生不良变化。因此，目前需要一种尤其是在暴露于紫外光之后具有改进的表观和颜色稳定性的纤维增强聚合物组合物。

技术实现思路

1、根据本发明的一个实施例，公开了一种纤维增强聚合物组合物，其包含：聚合物基体；包含抗氧化剂、紫外光稳定剂和包含碳颗粒的碳材料的稳定剂体系；以及分布在聚合物基体内的多个长增强纤维。聚合物基体包含热塑性聚合物，并且聚合物基体占组合物的约30wt.％至约90wt.％。纤维占组合物的约10wt.％至约70wt.％。此外，聚合物组合物限定了表面，根据sae j2527_2017092，所述表面在暴露于总曝光水平为2500kj/m2的uv光后表现出约0.6至约3的δe值，所述δe值根据以下等式确定：

2、δe＝[(δl*)2+(δa*)2+(δb*)2]1/2

3、其中，δl*为uv暴露前表面的亮度值l*减去uv暴露后表面的亮度值l*，δa*为uv暴露前表面的红/绿轴值a*减去uv暴露后表面的红/绿轴值a*；δb*为uv暴露前表面的黄/蓝轴值b*减去uv暴露后表面的黄/蓝轴值b*，其中l*、a*和b*是根据astm d2244-16使用cielab单位计算的。

4、本发明的其他特征和方面在下面更详细地阐述。

技术特征：

1.一种纤维增强聚合物组合物，包括：

2.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述抗氧化剂包括位阻酚抗氧化剂。

3.根据权利要求2所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述位阻酚抗氧化剂具有以下通式(iv)、(v)和(vi)之一：

4.根据权利要求3所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述位阻酚抗氧化剂具有通式(vi)。

5.根据权利要求2所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述位阻酚抗氧化剂包括三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-异氰脲酸酯。

6.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述抗氧化剂包括亚磷酸酯抗氧化剂。

7.根据权利要求6所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述亚磷酸酯抗氧化剂是具有以下通式(ix)的芳基二亚磷酸酯：

8.根据权利要求7所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述芳基二亚磷酸酯包括双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯或其组合。

9.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述抗氧化剂包括硫酯抗氧化剂。

10.根据权利要求9所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述硫酯抗氧化剂是具有以下通式的硫代羧酸酯：

11.根据权利要求10所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述硫代羧酸酯是硫代二丙酸二硬脂醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二-2-乙基己酯、硫代二丙酸二异癸酯或其组合。

12.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述稳定剂体系包括位阻酚抗氧化剂、亚磷酸酯抗氧化剂和硫酯抗氧化剂。

13.根据权利要求12所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述亚磷酸酯抗氧化剂与所述位阻酚抗氧化剂的重量比为约1:1至约5:1，所述硫酯抗氧化剂与所述位阻酚抗氧化剂的重量比为约2:1至约10:1，和/或所述硫酯抗氧化剂与所述位阻酚抗氧化剂的重量比为约2:1至约10:1。

14.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述uv稳定剂包括二苯甲酮。

15.根据权利要求12所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述二苯甲酮是2-羟基二苯甲酮。

16.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述碳颗粒包括炭黑。

17.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中，所述碳颗粒占所述聚合物组合物的约0.2wt.％至约2wt.％。

18.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中，所述碳颗粒占所述聚合物组合物的约0.3wt.％至约1wt.％。

19.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述碳材料包括载体树脂。

20.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物组合物，还包含增容剂，所述增容剂包括用极性官能团改性的聚烯烃。

21.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物组合物，其中，根据sae j2527_2017092，在以2500kj/m2的总曝光水平暴露于uv光之后，所述表面表现出约0.8至约2的δe值。

22.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物组合物，其中，如根据iso测试号179-1:2010在23℃的温度下测定的，所述组合物表现出约15kj/m2或更高的夏比缺口冲击强度。

23.根据权利要求22所述的纤维增强聚合物组合物，其中，在150℃的温度下老化1000小时后，如根据iso测试号179-1:2010在23℃的温度下测定的，所述组合物表现出约15kj/m2或更高的夏比缺口冲击强度。

24.根据权利要求23所述的纤维增强聚合物组合物，其中，老化后的夏比缺口冲击强度与老化前的夏比缺口冲击强度之比为约0.6或更大。

25.根据权利要求22所述的纤维增强聚合物组合物，其中，在根据sae j2527_2017092以2500kj/m2的总曝光水平暴露于uv光后，如根据iso测试号179-1:2010在23℃的温度下测定的，所述组合物表现出约15kj/m2或更高的夏比缺口冲击强度。

26.根据权利要求25所述的纤维增强聚合物组合物，其中，暴露于uv光后的夏比缺口冲击强度与暴露于uv光前的夏比无缺口冲击强度之比为约0.6或更大。

27.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物组合物，其中，如根据iso测试号527-1:2019在23℃的温度下测定的，所述组合物表现出约20mpa至约300mpa的拉伸强度。

28.根据权利要求27所述的纤维增强聚合物组合物，其中，在150℃的温度下老化1000小时后，如根据iso测试号527-1:2019在23℃的温度下测定的，所述组合物表现出约20mpa至约300mpa的拉伸强度。

29.根据权利要求28所述的纤维增强聚合物组合物，其中，老化后的拉伸强度与老化前的拉伸强度之比为约0.6或更大。

30.根据权利要求27所述的纤维增强聚合物组合物，其中，在根据sae j2527_2017092以2500kj/m2的总曝光水平暴露于uv光后，如根据iso测试号527-1:2019在23℃的温度下测定的，所述组合物表现出约20mpa至约300mpa的拉伸强度。

31.根据权利要求28所述的纤维增强聚合物组合物，其中，暴露于uv光后的拉伸强度与暴露于uv光前的拉伸强度之比为约0.6或更大。

32.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述纤维是玻璃纤维。

33.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述热塑性聚合物包括丙烯聚合物。

34.根据权利要求33所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述丙烯聚合物包括均聚物。

35.根据权利要求34所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述均聚物是金属茂催化的。

36.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物组合物，其中，所述纤维间隔开并沿基本上相似的方向排列。

37.一种成型部件，包含权利要求1的纤维增强聚合物组合物。

38.根据权利要求28所述的成型部件，其中，所述部件是注塑成型的。

39.一种汽车部件，包括权利要求37所述的成型部件。

40.根据权利要求39所述的汽车部件，其中，所述部件是汽车内饰部件。

41.根据权利要求40所述的汽车部件，其中，所述部件是踏板模块、仪表板、扶手、控制台、座椅结构、内部模块、升降门、内部收纳件、踏板辅助装置、烟灰缸、杂物箱、变速杆或其组合。

42.根据权利要求39所述的汽车部件，其中，所述汽车部件是汽车外饰部件。

43.根据权利要求42所述的汽车部件，其中，所述汽车外饰部件是风扇罩、天窗系统、门板、前端模块、侧车身板、车底护板、保险杠板、覆层、整流罩、喷嘴主体、捕获软管组件、立柱罩、门槛板或其组合。

技术总结
提供了一种纤维增强聚合物组合物，其包含聚合物基体、稳定剂体系和分布在聚合物基体内的多个长增强纤维。稳定剂体系包含抗氧化剂、紫外光稳定剂和包含碳颗粒的碳材料。聚合物组合物限定了表面，根据SAE J2527_2017092，在以2500kJ/m<supgt;2</supgt;的总曝光水平暴露于UV光后，该表面表现出约0.6至约3的ΔE值。

技术研发人员：亚伦·H·约翰逊
受保护的技术使用者：提克纳有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14