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

背景技術：

長玻纖增強聚丙烯材料由于力學性能優(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、儀表板骨架等結構部件，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)異力學性能，在汽車應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性能，但是長玻纖的加入同時也增大了材料的密度，導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方案。

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

技術實現(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，經牽引切粒后形成低密度長玻纖增強聚丙烯復合材料；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合材料在汽車前端框架、儀表板骨架中的應用。

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，在不降低復合材料的力學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，得到有利于提升復合材料力學性能的恰當?shù)牧椒秶Ｗ詈螅ㄟ^對空心玻璃微珠的微孔的孔徑的選擇，保證在提升力學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，適應當前汽車行業(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合，通過熔融浸潤擠出機機頭，得到力學性能優(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。經本發(fā)明的改進，輕量化效果明顯，在不影響材料力學性能的前提下可實現(xiàn)減重5％-10％。

上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，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)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合較佳實施例，對本發(fā)明詳細說明如下。

本發(fā)明提供一種汽車用的低密度長玻纖增強聚丙烯復合材料，該聚丙烯復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量比為0.5:1～2:1，優(yōu)選為1:1；當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量比為0.5:1～2:1，優(yōu)選為1:1；當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，為聚丙烯經反應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性質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。由于這一特殊結構，在其分子中同時具有能和無機質材料(如玻璃、硅砂、金屬等)化學結合的反應基團及與有機質材料(合成樹脂等)化學結合的反應基團，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高溫熔制、拉絲、絡紗、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；當該空心玻璃微珠填充于聚丙烯樹脂時，可減輕產品重量，消除產品內應力確保尺寸穩(wěn)定性，挺高抗壓、抗沖擊性。經本發(fā)明的對比實驗可知，當粒徑較大時，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，化學名為三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯，為輔助抗氧劑。經本發(fā)明的試驗驗證，該抗氧劑168與抗氧劑1010復配，有很好的協(xié)同效應，可有效地防止聚丙烯在基礎注塑中的熱降解。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，經牽引切粒后形成低密度長玻纖增強聚丙烯復合材料。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合材料在汽車前端框架、儀表板骨架中的應用。

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合，通過熔融浸潤擠出機機頭，得到力學性能優(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。經本發(fā)明的改進，輕量化效果明顯，在不影響材料力學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合材料，該聚丙烯復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以質量比為1:2的復配物。

該種低密度長玻纖增強聚丙烯復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，抗氧劑為質量比為1:2的抗氧劑1010和168復配物。

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，抗氧劑為質量比為1:2的抗氧劑1010和168復配物。

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準測試樣條。

密度按照gb/t1033.1-2008標準進行檢測，拉伸強度按gb/t1040.2-2006標準進行檢測，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標準進行檢測，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，其總體力學性能強于單獨采用其中一種的力學性能。

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，在適當添加范圍內的空心玻璃微珠加入，可以在不影響材料力學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。兩者的樣條檢測結果可知，共聚聚丙烯的含量多時，其力學性能更佳。

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，當空心玻璃微珠加入量過少時，降低材料密度的作用不明顯。總之，空心玻璃微珠的含量為3-6％時，在不影響材料力學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,的樣條檢測結果可知，各個對比例的力學性能明顯降低。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果可知，各個對比例的微孔孔徑過大，密度雖然降低，但力學性能均有所下降。

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或實施例4，實施例8與實施例9相對于實施例3或實施例7，三種聚丙烯的混合物所帶來的力學性能提升比兩種聚丙烯的混合物所帶來的力學性能提升要大。

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，在不降低復合材料的力學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，得到有利于提升復合材料力學性能的恰當?shù)牧椒秶Ｗ詈螅ㄟ^對空心玻璃微珠的微孔的孔徑的選擇，保證在提升力學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，適應當前汽車行業(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合，通過熔融浸潤擠出機機頭，得到力學性能優(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。經本發(fā)明的改進，輕量化效果明顯，在不影響材料力學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)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內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)明技術方案內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質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)明技術方案的范圍內。