本申請要求2015年5月29日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請第10-2015-0076175號的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚合物樹脂組合物、含有該聚合物樹脂組合物的聚合物復(fù)合帶材和使用該聚合物樹脂組合物的汽車前保險杠。

背景技術(shù)：

聚丙烯樹脂具有諸如優(yōu)異的成型性、機(jī)械物理性能和耐化學(xué)品性的特征，從而被用于各種領(lǐng)域，諸如汽車內(nèi)飾部件、家用電器部件、工業(yè)原料、紡織品或膜。然而，由于聚丙烯樹脂具有相對低的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，其在需要韌性和剛度的領(lǐng)域中的應(yīng)用受到限制，如汽車部件領(lǐng)域。

因此，為了改善聚丙烯樹脂的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，使用添加剛性增強(qiáng)材料、諸如其他聚合物樹脂和橡膠組分的方法，但是一般的增強(qiáng)材料可能具有局限性，以至它不能充分改善樹脂的機(jī)械物理性能。

另外，為了將聚丙烯樹脂施用到汽車部件和電器/電子部件中，最近玻璃纖維作為樹脂增強(qiáng)材料被廣泛使用。由于可以用比之前使用的滑石、晶須等更少量的玻璃纖維來達(dá)到改善物理特性的效果，其已被應(yīng)用于多種領(lǐng)域。然而，添加有玻璃纖維的聚丙烯樹脂存在問題使得玻璃纖維被破壞或分散，從而降低機(jī)械物理特性。

最近，已經(jīng)做過許多不但使用玻璃纖維而且使用各種微纖維作為剛性增強(qiáng)材料的嘗試，然而，目前急需開發(fā)減少聚丙烯樹脂和剛性增強(qiáng)材料的分散、將機(jī)械物理特性諸如彎曲彈性模量和沖擊強(qiáng)度維持或改善至 或高于某種水平的方法。

雖然最近已經(jīng)開發(fā)出利用碳纖維作為剛性增強(qiáng)材料的方法，但是在表面上具有反應(yīng)性官能團(tuán)的碳纖維和非極性聚丙烯之間的反應(yīng)性可能并不明顯，因此，也有可能存在碳纖維的強(qiáng)度幾乎不反映在聚丙烯復(fù)合物上的限制。另外，為了增加碳纖維和聚丙烯之間的反應(yīng)性和相容性，已經(jīng)使用各種其他添加劑，然而，目前其物理特性值可以是理論所得值的約50％。

在背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于增強(qiáng)對本發(fā)明的背景技術(shù)的理解，因此它可以包含在本國對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說未形成現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在優(yōu)選方面，本發(fā)明提供一種聚合物樹脂組合物，所述聚合物樹脂組合物具有降低烯烴基聚合物樹脂和碳纖維的分散以及向纖維復(fù)合物提供改善的機(jī)械物理特性的優(yōu)點(diǎn)，所述機(jī)械物理特性諸如彎曲彈性模量、拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。

另外，本發(fā)明提供一種聚合物復(fù)合帶材，所述聚合物復(fù)合帶材具有被應(yīng)用于車輛的前保險杠以降低總重量和改善高速碰撞性能的魯棒性的優(yōu)點(diǎn)。

此外，本發(fā)明提供一種車輛部件，諸如減重的車輛前保險杠，其具有改善的高速碰撞性能的魯棒性的優(yōu)點(diǎn)。

一方面，本發(fā)明提供一種聚合物樹脂組合物，其可以包含：含有烯烴基聚合物樹脂的粘合劑樹脂；用一種或多種選自環(huán)氧化合物、酚類化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物進(jìn)行表面處理的碳纖維；和用聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐進(jìn)行接枝的改性聚烯烴樹脂。

具體地，所述改性聚烯烴樹脂可以用基于所述改性聚烯烴樹脂的總重量約0.1～10wt％的聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐進(jìn)行接枝，或尤其是用基于所述改性聚烯烴樹脂的總重量約2～6wt％的聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐進(jìn)行接枝。另外，所述改性聚烯烴樹脂可以包含具有分子量分 布為約5～10，等規(guī)指數(shù)為約97％～100％的聚丙烯樹脂。

所述聚醚胺包含一種或多種選自下列化學(xué)式1至3的聚醚胺。

[化學(xué)式1]

其中在化學(xué)式1中，L¹和L²各自獨(dú)立地是具有1～10個碳原子的亞烷基、具有2～10個碳原子的亞烯基、具有2～10個碳原子的亞炔基、具有3～10個碳原子的亞環(huán)烷基或具有6～30個碳原子的亞芳基；

R¹是氫、具有1～18個碳原子的烷基或者未取代的或用具有1～18個碳原子的烷基取代的具有6～30個碳原子的芳基；

n是1～500的整數(shù)；和

R₁₁和R₁₂各自獨(dú)立地是氫或具有1～10個碳原子的烷基；

[化學(xué)式2]

其中在化學(xué)式2中，L³、L⁴、L⁵和L⁶各和自獨(dú)立地是具有1～10個碳原子的亞烷基、具有2～10個碳原子的亞烯基、具有2～10個碳原子的亞炔基、具有3～10個碳原子的亞環(huán)烷基或具有6～30個碳原子的亞芳基；

R²是氫、具有1～18個碳原子的烷基或者未取代的或用具有1～18個碳原子的烷基取代的具有6～30個碳原子的芳基；

R₁₁和R₁₂各自獨(dú)立地是氫或具有1～10個碳原子的烷基；和

a和b是相同的或不同的，并且各自獨(dú)立地是1～500的整數(shù)；

[化學(xué)式3]

其中在化學(xué)式3中，L⁷、L⁸、L⁹、L¹⁰、L¹¹和L¹²各自獨(dú)立地是具有1～10個碳原子的亞烷基、具有2～10個碳原子的亞烯基、具有2～10個碳原子的亞炔基、具有3～10個碳原子的亞環(huán)烷基或具有6～30個碳原子的亞芳基；

R³是氫、具有1～18個碳原子的烷基或者未取代的或用具有1～18個碳原子的烷基取代的具有6～30個碳原子的芳基；

R₁₁和R₁₂各自獨(dú)立地是氫或具有1～10個碳原子的烷基；和

y是2～500的整數(shù)，x和z各自是整數(shù)，并且(x+z)是2～100的整數(shù)。

所述用聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐進(jìn)行接枝的改性聚烯烴樹脂可以具有約5000～500000的重均分子量。

所述烯烴基聚合物可以包含聚丙烯樹脂。具體地，所述粘合劑樹脂包含根據(jù)ASTM D1238在約230℃的溫度下具有約30g/10min～100g/10min的熔融指數(shù)的結(jié)晶聚丙烯樹脂。此外，所述結(jié)晶聚烯烴樹脂具有約5～10的分子量分布，約97％～100％的等規(guī)指數(shù)。

如本文所用的“等規(guī)指數(shù)”是指特定聚合物如聚丙烯的百分比，其在某些沸騰溶劑如己烷中不溶解。

所述用一種或多種選自環(huán)氧化合物、酚類化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物進(jìn)行表面處理的碳纖維可以具有約1.70g/cm³～1.90g/cm³的密度和約200g/1000m～4000g/1000m的單位長度重量。

所述含有烯烴基聚合物樹脂的粘合劑樹脂可以以約20～95wt％的量包含在所述聚合物樹脂組合物中；所述用一種或多種選自環(huán)氧化合物、酚類化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物進(jìn)行表面處理的碳纖維可以以約1～70wt％的量包含在所述聚合物樹脂組合物中；以及所述用聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐進(jìn)行接枝的改性聚烯烴樹脂可以以約0.1～20wt％的量包含在所述聚合物樹脂組合物中，所有wt％都是基于所述聚合物復(fù)合樹脂的總重量。

另一方面，本發(fā)明還提供一種含有如上所述的聚合物樹脂組合物的聚合物復(fù)合帶材。

本發(fā)明還提供了一種含有上述聚合物復(fù)合帶材的車輛部件。例如，所述車輛部件可以是車輛的前保險杠。在所述車輛的前保險杠中，所述聚合物復(fù)合帶材可以纏繞兩個或多個前保險杠梁。另外，所述車輛的前保險杠還可以包括：在所述聚合物復(fù)合帶材上形成的烯烴基聚合物樹脂。

本發(fā)明的其他方面在下文中公開。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的實(shí)施例1的示例性聚合物樹脂組合物的斷裂面的微觀視圖，其是由掃描電鏡(SEM)獲得的。

圖2示出比較例1的聚合物樹脂組合物的斷裂面的微觀視圖，它是由掃描電鏡(SEM)獲得的。

圖3示出實(shí)施例的示例性聚合物復(fù)合帶材，其中可以安裝所述聚合物復(fù)合帶材的車輛前保險杠，和常規(guī)的鋼制的前保險杠。

具體實(shí)施方式

本文所用的術(shù)語僅用于說明特定示例性實(shí)施方式的目的，并不旨在限制本發(fā)明。如本文所用，單數(shù)形式“一”、“一”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確指出除外。還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含)”和/或“包括”時，指定存在規(guī)定的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組分，但不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組分和/或其組合。如本文所用的術(shù)語“和/或)”包括一個或多個相關(guān)列出的項(xiàng)目中的任何或所有組合。

除非具體說明或從上下文中是顯而易見的，本文所用的術(shù)語“約”被理解為在本領(lǐng)域正常公差范圍內(nèi)，例如在平均值的2個標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)?！凹s”可以被理解為在指定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％的范圍內(nèi)。除非從上下文中是清楚的，本文所提供的所有數(shù)值都用術(shù)語“約”修飾。

另外，應(yīng)當(dāng)理解的是，本文所用的術(shù)語“車輛”、“車用”或其他類似 的術(shù)語通常包括機(jī)動車輛，如包括運(yùn)動型多功能車(SUV)、公共汽車、卡車和各種商用車輛的客車，包括各種船艇和艦船的船只，飛機(jī)等，并且包括混合動力汽車，電動汽車，插電式混合動力車輛，氫動力車輛和其它替代燃料(例如從非石油資源衍生的燃料)汽車。如本文所提到的，混合動力車輛是具有兩個或多個動力源的車輛，例如汽油動力和電動力的車輛。

在下文中，現(xiàn)在對本發(fā)明的各種實(shí)施方式作出具體的參考、其實(shí)例在附圖中示出并在下文中描述。雖然本發(fā)明將結(jié)合示例性實(shí)施方式來進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解的是本說明書并不旨在將本發(fā)明限制在這些示例性實(shí)施方式中。相反，本發(fā)明旨在不僅覆蓋示例性實(shí)施方案，而且還覆蓋各種另選的替代方案、修改、等同物和其他實(shí)施方案，其可以包括在如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。

一方面，本發(fā)明提供一種聚合物樹脂組合物。

在本發(fā)明的示例性實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種聚合物樹脂組合物，其可以包含：含有烯烴基聚合物樹脂的粘合劑樹脂；用一種或多種選自環(huán)氧化合物、酚類化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物進(jìn)行表面處理的碳纖維；和用聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐進(jìn)行接枝的改性聚烯烴樹脂。

另一方面，本發(fā)明提供一種含有聚合物樹脂組合物的聚合物復(fù)合帶材。

此外，另一方面，本發(fā)明提供一種可以用裝配有聚合物復(fù)合帶材的車輛部件。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的示例性車輛部件可以是車輛的前保險杠。

在下文中，將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方式的聚合物樹脂組合物、聚合物復(fù)合帶材和車輛的前保險杠。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，一種聚合物樹脂組合物可以包含：含有烯烴基聚合物樹脂的粘合劑樹脂；用一種或多種選自環(huán)氧化合物、酚類化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物進(jìn)行表面處理的碳纖維；和用聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐進(jìn)行接枝的改性聚烯烴樹脂。

本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)對將碳纖維浸漬在含有烯烴基的聚合物樹脂的 粘合劑樹脂中的方法進(jìn)行了研究。因此，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)已經(jīng)確認(rèn)，將結(jié)合到如上所述預(yù)定的化合物表面的碳纖維和粘合劑纖維混合在可以提供聚合物樹脂組合物材料，所述粘合劑纖維同時具有用聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐進(jìn)行接枝的改性聚烯烴樹脂，所述聚合物樹脂組合物材料具有在粘合劑樹脂和碳纖維之間大大改善的反應(yīng)性和相容性，烯烴基聚合物樹脂和碳纖維的降低的分散，和較高的機(jī)械物理特性諸如彎曲彈性模量、拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。

所述聚合物樹脂組合物可以包含用聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐進(jìn)行接枝的改性聚烯烴樹脂，由此碳纖維和粘合劑樹脂之間的界面粘附可以增加，并且碳纖維的浸漬可以最大化，從而提供了一種具有極好的拉伸強(qiáng)度的聚合物樹脂組合物。

在相關(guān)領(lǐng)域中，將已知的用馬來酸酐接枝的改性聚烯烴樹脂添加到烯烴基聚合物樹脂中以增加與剛性增強(qiáng)材料諸如玻璃纖維的相容性的方法先前是已知的。然而，這種方法僅使用用馬來酸酐接枝的聚烯烴樹脂，難以充分改善在碳纖維和烯烴基聚合物樹脂之間的相容性，或在烯烴基聚合物樹脂中碳纖維的浸漬特性。另外，在改善最終制備的聚合物樹脂組合物或者聚合物復(fù)合物的彎曲彈性模量、拉伸強(qiáng)度和抗沖擊性的方面可存在某些缺陷。

如本文所用的“用聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐進(jìn)行接枝的改性聚烯烴樹脂”是指聚烯烴基聚合物，其中聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐被接枝在聚烯烴主鏈上以形成支鏈。

所述二羧酸可以包括馬來酸、鄰苯二甲酸、衣康酸、檸康酸、烯基琥珀酸、順-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸、4-甲基-1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸或它們中的兩種或更多種的混合物，二羧酸的二酸酐可以是上述實(shí)例的二羧酸二酸酐。

所述改性聚烯烴樹脂可以用約0.1～10wt％的聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐進(jìn)行接枝，或尤其是用約2～6wt％的聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐進(jìn)行接枝。

在改性聚烯烴樹脂中所述聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐具有基于改性聚烯烴的總重量約0.1wt％～10wt％的量。當(dāng)小于約0.1wt％的聚醚胺鍵 合的二羧酸或其酸酐在聚烯烴樹脂上接枝時，很難充分地表現(xiàn)出增加相容性或反應(yīng)性的性能，當(dāng)大于約10wt％的聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐在聚烯烴樹脂上接枝時，可能會降低聚合物樹脂組合物或由其形成的樹脂成型制品的機(jī)械物理性能或柔性。

聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐的接枝率可從通過改性聚烯烴樹脂的酸-堿滴定法所獲得的結(jié)果中測量。例如，將約1g改性聚丙烯樹脂加入150ml水飽和二甲苯中，將其回流2小時，然后將少量的1wt％百里酚藍(lán)-二甲基甲酰胺溶液加入其中，用0.05N氫氧化鈉-乙醇溶液略微過量滴定以得到海藍(lán)色溶液，之后，用0.05N鹽酸-異丙醇溶液對該溶液進(jìn)行反滴定直至該溶液出現(xiàn)黃色，從而確定酸值，因此，由此計(jì)算出在改性聚丙烯樹脂上接枝的聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐的量。

作為改性聚烯烴樹脂，可以使用任何已知在樹脂成型制品中常用的烯烴基聚合物而無任何特殊限制，例如，改性聚烯烴樹脂可以包括具有約5～10的分子量分布的聚丙烯樹脂和具有約97％～100％的等規(guī)指數(shù)的聚丙烯樹脂。

另外，所述改性聚烯烴樹脂可以是具有分子量分布為約5～10，并且等規(guī)指數(shù)為約97％～100％的聚丙烯樹脂。

由于聚醚胺出現(xiàn)在改性烯烴樹脂的末端，碳纖維可以具有大于聚合物樹脂如聚丙烯的粘附性和相容性，并且用表面改性的碳纖維浸漬的纖維復(fù)合材料可具有更大的機(jī)械物理性能諸如彎曲彈性模量和沖擊強(qiáng)度。

所述聚醚胺可以包含一種或多種選自下列化學(xué)式1至3的聚醚胺。

[化學(xué)式1]

其中在化學(xué)式1中，

L¹和L²各自獨(dú)立地是具有1～10個碳原子的亞烷基、具有2～10個碳原子的亞烯基、具有2～10個碳原子的亞炔基、具有3～10個碳原子的亞環(huán)烷基或具有6～30個碳原子的亞芳基；

R¹是氫、具有1～18個碳原子的烷基或者未取代的或用具有1～18個碳原子的烷基取代的具有6～30個碳原子的芳基；

n是1～500的整數(shù)；且

R₁₁和R₁₂各自獨(dú)立地是氫或具有1～10個碳原子的烷基；

[化學(xué)式2]

其中在化學(xué)式2中，

L³、L⁴、L⁵和L⁶各自獨(dú)立地是其他具有1～10個碳原子的亞烷基、具有2～10個碳原子的亞烯基、具有2～10個碳原子的亞炔基、具有3～10個碳原子的亞環(huán)烷基或具有6～30個碳原子的亞芳基；

R²是氫、具有1～18個碳原子的烷基或者未取代的或用具有1～18個碳原子的烷基取代的具有6～30個碳原子的芳基；

R₁₁和R₁₂分別是氫或具有1～10個碳原子的烷基；且

a和b是相同的或不同的，并且彼此獨(dú)立地是1～500的整數(shù)；

[化學(xué)式3]

其中在化學(xué)式3中，

L⁷、L⁸、L⁹、L¹⁰、L¹¹和L¹²各自獨(dú)立地是具有1～10個碳原子的亞烷基、具有2～10個碳原子的亞烯基、具有2～10個碳原子的亞炔基、具有3～10個碳原子的亞環(huán)烷基或具有6～30個碳原子的亞芳基；

R³是氫、具有1～18個碳原子的烷基或者未取代的或用具有1～18個碳原子的烷基取代的具有6～30個碳原子的芳基；

R₁₁和R₁₂各自獨(dú)立地是氫或具有1～10個碳原子的烷基；和

y是2～500的整數(shù)，x和z各自是整數(shù)，并且(x+z)是2～100的整 數(shù)。

所述用聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐進(jìn)行接枝的改性聚烯烴樹脂可以具有約5000～500000的重均分子量。

所述實(shí)施方式的聚合物樹脂組合物可以包含約0.1～20wt％，或約0.5～10wt％的用聚醚胺鍵合的二羧酸或其酸酐進(jìn)行接枝的改性聚烯烴樹脂。

同時，作為粘合劑樹脂，可以使用烯烴基聚合物樹脂，具體地，所述烯烴基聚合物可以包含聚丙烯樹脂。

作為聚丙烯樹脂，可以使用任何已知在樹脂成型制品中常用的聚丙烯聚合物而無任何特殊限制。尤其是，可以使用具有約30～100g/10min的熔融指數(shù)(ASTM D1238，230℃)的高度結(jié)晶或結(jié)晶的聚丙烯樹脂。

當(dāng)聚丙烯樹脂具有小于約30g/10min的熔融指數(shù)(ASTM D1238，230℃)時，難以確保在成型加工期間足夠的可加工性，并且由于高粘度，可能會中斷碳纖維的分散。另外，當(dāng)聚丙烯樹脂具有大于約100g/10min的熔融指數(shù)(ASTM D1238，230℃)時，由于低粘度，對于最終產(chǎn)品可能難以具有合適的沖擊強(qiáng)度，結(jié)果是，另外，拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彈性模量可能降低。

所述聚合物樹脂組合物可以包含基于聚合物樹脂組合物的總重量約20～95wt％，或約40～80wt％的聚丙烯樹脂。當(dāng)聚丙烯樹脂的含量小于預(yù)定量，例如小于約20wt％時，樹脂組合物的流動性可能降低，從而在成型性能上產(chǎn)生問題，并且纖維或添加物諸如碳纖維的量可能太大，從而使最終產(chǎn)品的比重過度增加或降低了可加工性。當(dāng)聚丙烯樹脂的含量大于預(yù)定量，例如約95wt％時，由于碳纖維的低分散密度可以產(chǎn)生附聚，并且碳纖維的量可能不足，從而降低最終產(chǎn)品的機(jī)械物理特性。

高度結(jié)晶聚丙烯樹脂可以具有約5～10的分子量分布，和約97％～100％的等規(guī)指數(shù)。

如上所述，實(shí)施方案的聚合物樹脂組合物可以包含用一種或多種選自環(huán)氧化合物、酚類化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物進(jìn)行表面處理的碳纖維。

具體地，實(shí)施方式的聚合物樹脂組合物可以包括基于聚合物樹脂組合物的總重量約1～70wt％，或約10～55wt％的用一種或多種選自環(huán)氧化合物、酚類化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物進(jìn)行表面處理的碳纖維。

當(dāng)包含的碳纖維的量小于預(yù)定量，例如聚合物樹脂組合物的約1wt％時，可能會降低最終產(chǎn)品的機(jī)械物理特性，當(dāng)包含的碳纖維的量大于聚合物樹脂組合物的約70wt％時，最終產(chǎn)品的比重可能會太高，或可能會降低可加工性。

所述用一種或多種選自環(huán)氧化合物、酚類化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物進(jìn)行表面處理的碳纖維可以具有約1.70g/cm³～1.90g/cm³的密度。另外，所述用一種或多種選自環(huán)氧化合物、酚類化合物、聚酯和乙烯基酯的化合物表面處理的碳纖維可以具有約200g/1000m～4000g/1000m的單位長度重量。

在將用化合物表面處理的碳纖維浸漬在粘合劑樹脂中的過程中，可以使用任何已知的在熱塑性樹脂中浸漬玻璃長纖維方法和裝置而無任何特殊限制。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可以提供含有聚合物樹脂組合物的聚合物復(fù)合帶材。

聚合物復(fù)合帶材可以使用上述實(shí)施方式的聚合物樹脂組合物通過各種制備方法來提供，例如，可以通過使纖維通過由聚合物樹脂熔體供給的浸漬模以帶或股線的形狀來制備，然后拉伸并壓縮生成物。

所述聚合物復(fù)合帶材可以降低烯烴基聚合物樹脂和碳纖維的分散，改善纖維復(fù)合材料的機(jī)械物理特性諸如彎曲彈性模量、拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。因此，聚合物復(fù)合帶材可以應(yīng)用于車輛部件中，諸如車輛的前保險杠，以降低總重量并改善高速碰撞性能的魯棒性。

另外，本發(fā)明提供一種車輛部件，具體地其包含含有如上所述聚合物復(fù)合樹脂的聚合物復(fù)合帶材。具體地，車輛的前保險杠可配備有聚合物復(fù)合帶材。

如圖3所示，由于在撞擊時的安全問題，對車輛的前后梁而言，到目前為止常常向其施用鋼材。然而，考慮到出于汽車重量減輕的安全問 題，車輛的前保險杠可以具有鋼/塑料復(fù)合混合結(jié)構(gòu)，從而減輕車輛的重量，以及在高速撞擊時確保安全性。

在車輛的前保險杠中，聚合物復(fù)合帶材可以纏繞兩個或多個前保險杠梁。例如，聚合物復(fù)合帶材可以纏繞彼此平行安裝的兩個或多個熱模塑管以制造前保險杠。

此外，還可以包括在聚合物復(fù)合帶材上形成的烯烴基聚合物樹脂層。具體地，在將安裝在前保險杠上的保險杠梁周圍纏繞聚合物復(fù)合帶材之后，聚合物復(fù)合帶材的外部可以用烯烴基聚合物樹脂成型以形成烯烴基聚合物樹脂層。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種聚合物樹脂組合物，其能夠降低烯烴基聚合物樹脂和碳纖維的分散，和改善纖維復(fù)合材料的機(jī)械物理特性諸如彎曲彈性模量、拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。還提供一種聚合物復(fù)合帶材，其可以應(yīng)用于車輛部件中，諸如車輛的前保險杠，以降低總重量和改善高速碰撞性能的魯棒性。還提供一種重量減輕的車輛前保險杠，其可以具有改善的高速碰撞性能的魯棒性。

實(shí)施例

將在以下實(shí)施例中詳細(xì)描述本發(fā)明。然而，以下實(shí)施例僅說明本發(fā)明，而不以任何方式限制本發(fā)明的公開。

[比較例和實(shí)施例：聚合物樹脂組合物的制備]

比較例1

在240℃無增容劑下以300rpm用雙螺桿擠出機(jī)將高度結(jié)晶的聚丙烯樹脂(熔融指數(shù)：60g/10min(ASTM D1238，230℃)，分子量分布：7，等規(guī)指數(shù)98.8％)捏合，并且用來自Toray Industries公司的環(huán)氧樹脂大小的碳纖維(CF，等級名，T700SC-24000-50C)在270℃的模溫下以6:4的重量比浸漬，以獲得碳纖維增強(qiáng)的聚合物樹脂組合物。所得的聚合物樹脂組合物的斷裂面的SEM照片在圖2中示出。

比較例2

在240℃下以300rpm用雙螺桿擠出機(jī)將高度結(jié)晶的聚丙烯樹脂(熔 融指數(shù)：60g/10min(ASTM D1238，230℃)，分子量分布：7，等規(guī)指數(shù)98.8％)與具有1wt％的馬來酸酐接枝率的聚丙烯(分子量分布：7，等規(guī)指數(shù)98.8％)捏合。所得的捏合產(chǎn)物用來自Toray Industries公司的環(huán)氧樹脂大小的碳纖維(CF，等級名T700SC-24000-50C)在270℃的模溫下浸漬，以獲得碳纖維增強(qiáng)的聚合物樹脂組合物。

比較例3

如下表1所示，與比較例2相同的方式獲得碳纖維增強(qiáng)的聚合物樹脂組合物以，除了具有1wt％的馬來酸酐接枝率的聚丙烯的量不同。

比較例4

以與比較例2相同的方式獲得碳纖維增強(qiáng)的聚合物樹脂組合物，除了使用具有4wt％的馬來酸酐接枝率的聚丙烯，而不是具有1wt％的馬來酸酐接枝率的聚丙烯。

比較例5

以與比較例3相同的方式獲得碳纖維增強(qiáng)的聚合物樹脂組合物，除了使用具有4wt％的馬來酸酐接枝率的聚丙烯，而不是具有1wt％的馬來酸酐接枝率的聚丙烯。

實(shí)施例1

在240℃下以300rpm用雙螺桿擠出機(jī)將高度結(jié)晶的聚丙烯樹脂(熔融指數(shù)：60g/10min(ASTM D1238，230℃)，分子量分布：7，等規(guī)指數(shù)98.8％)與具有4wt％的馬來酸酐接枝率的聚丙烯(分子量分布：7，等規(guī)指數(shù)98.8％)與PEA(聚乙撐胺)反應(yīng)所制備的GMP730X捏合。

所得的捏合產(chǎn)物用來自Toray Industries公司的環(huán)氧樹脂大小的碳纖維(CF,等級名T700SC-24000-50C)在270℃的模溫下浸漬，以獲得碳纖維增強(qiáng)的聚合物樹脂組合物。

所獲得的聚合物樹脂組合物的斷裂面的SEM照片在圖1中示出。

實(shí)施例2

以與實(shí)施例1相同的方式獲得碳纖維增強(qiáng)的聚合物樹脂組合物，除了GMP730X的量不同，如下表1所示。

實(shí)施例3

以與實(shí)施例1相同的方式獲得碳纖維增強(qiáng)的聚合物樹脂組合物，除了GMP730X的量不同，如下表1所示。

[制備實(shí)施例和實(shí)驗(yàn)實(shí)施例：聚合物復(fù)合帶材和汽車的前保險杠的制造，以及其物理特性評估]

制備實(shí)施例1-聚合物復(fù)合帶材的制備

在將實(shí)施例和比較例中所獲得的每個聚合物樹脂組合物拉伸和壓縮以形成帶或股線的形狀的情況下，制造聚合物復(fù)合帶材(寬度：5-12mm，厚度：0.4-0.5mm)。

制備實(shí)施例2-車輛前保險杠的制備

如圖3所示，將上述制備的聚合物復(fù)合帶材纏繞在彼此平行安裝的兩個熱模塑管周圍以制備前保險杠。

實(shí)驗(yàn)實(shí)施例1 拉伸強(qiáng)度(TS)測量

根據(jù)ASTM D638在50％的相對濕度、23℃的溫度下用萬能試驗(yàn)機(jī)施加50m/min的測試速度，以測量上述制備的聚合物復(fù)合帶材的斷裂拉伸強(qiáng)度。

實(shí)驗(yàn)實(shí)施例2 彎曲強(qiáng)度(FS)測量

根據(jù)ASTM D790在50％的相對濕度、23℃的溫度下用萬能試驗(yàn)機(jī)施加10m/min的測試速度，以測量上述制備的聚合物復(fù)合帶材的彎曲強(qiáng)度。

實(shí)驗(yàn)實(shí)施例3 彎曲彈性模量(FM)測量

根據(jù)ASTM D790在50％的相對濕度、23℃的溫度下用萬能試驗(yàn)機(jī)施加10m/min的測試速度，以測量上述制備的聚合物復(fù)合帶材的彎曲彈性模量。

[表1]

如上表1所示，使用實(shí)施例1～3所獲得的每個聚合物樹脂組合物制備的聚合物復(fù)合帶材具有約700MPa或更大的拉伸強(qiáng)度，約500MPa或更大的彎曲強(qiáng)度和約24GPa的彎曲彈性模量。

相反，已經(jīng)確認(rèn)使用比較例1～5獲得的聚合物樹脂組合物制備的聚合物復(fù)合帶材與實(shí)施例相比僅具有降低的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量(比較例1)，或與實(shí)施例相比僅具有降低的拉伸強(qiáng)度或彎曲強(qiáng)度(比較例2～5)。

另外，相比于圖1和2，已經(jīng)確認(rèn)用環(huán)氧樹脂和聚丙烯樹脂進(jìn)行表面處理的碳纖維結(jié)合緊密(浸漬)，反之，在比較例1的聚合物樹脂組合物中，已經(jīng)確認(rèn)用環(huán)氧樹脂和聚丙烯樹脂進(jìn)行表面處理的碳纖維結(jié)合不緊密，或者顯示出其中碳纖維浸漬然后離開的多個空間。