一种一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料及其制备方法，由长玻璃纤维和纯聚丙烯组成，长玻璃纤维含量40～55wt％，余量均为纯聚丙烯，所述一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料的外形为柱状颗粒，所述柱状颗粒内部为瑞士卷状的层叠结构，所述层叠结构由混合毡料层和纯聚丙烯层交替卷收而成，所述混合毡料层由长玻璃纤维和纯聚丙烯纤维混合后湿法沉积而成。本发明专利技术制备的粒料可在注塑过程中迅速稳定的形成三维空间结构，不易受注塑机螺杆转速的影响，长玻璃纤维不易断裂，最终产品的力学形成显著提高，混合毡料层和层叠结构可降低浸渍工艺难度，提高浸渍效果。针刺工艺可显著提高加工过程中混合毡料层的稳定性。

A Material for Manufacturing Integrated Automotive Glass Lift Guide and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料及其制备方法
本专利技术涉及长玻纤增强聚丙烯材料领域，特别涉及一种一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料及其制备方法。
技术介绍
目前，汽车零部件已大量使用不同的轻量化材料进行制备，而热塑性复合材料如PP塑料已成为轻量化材料的主体，长玻纤增强热塑性复合材料因其易加工成型，强度高，重量小，耐磨，廉价等优点正成为汽车轻量化研究的重点领域。长玻纤增强热塑性复合材料(LFT)成型工艺主要有四类，分别是LFT-D,LFT-E,LFT-G,LFT-S，LFT-D全称长/连续玻璃纤维增强混配直接模压成型工艺，此工艺使用特制的挤出机设备和特殊设计的螺杆结构，使得连续玻璃纤维和热塑性树脂可以直接在挤出机内部经过可控的剪切混合过程挤出形成坯料，而后模压成型，此成型方法的优点是一步成型，高效且能耗低；LFT-E全称长/连续玻璃纤维增强混配直接挤出成型工艺，此工艺和LFT-D类似，同样需采用特制的挤出机和特殊的螺杆，与LFT-D的不同点在于最终是经过挤出模具成型的，优点是高效，缺点是螺杆设计难度大，剪切和混合无法同时获得最佳效果；LFT-G全称长/连续玻璃纤维增强热塑性复合材料造粒工艺，其特点是通过不同的浸渍技术来获得浸渍程度高的LFRT基料，而后挤出造粒；LFT-S全称长/连续玻璃纤维增强混配直接注塑成型工艺，此工艺的特点与LFT-D、LFT-E相似，只是最终经过注塑成型，优势是只需一次熔融过程，纤维损伤小，可直接获得制品。国内长纤维增强热塑性塑料(LFRT)生产厂商大多采用LFT-G成型工艺，经过两步法最终完成LFRT制品的生产。两步法中第一步是将连续玻璃纤维与热塑性聚合物基树脂经过浸渍之后完成造粒，第二步是采用各种常见的成型技术如注塑成型、模压成型、挤出成型、缠绕成型等方式完成制品的最终定型。相比传统短玻璃纤维增强热塑性制品，注塑成型的长玻璃纤维增强热塑性聚合物基复合材料性能更强，这得益于玻纤长度的增加，导致了两种材料结构上的差异。LFRT注塑制品内部玻璃纤维长度明显较长，其在注塑的过程中长纤维之间，聚合物树脂之间形成网状结构，这种结构特点使其具有更强的力学性能，更好的尺寸稳定性，在高温条件下不易变形，而在低温条件下还能保持一定韧性。普通注塑机可以加工生产的特点，使得LFRT制品得到了迅速发展，应用领域也越来越广。LFT-G工艺核心是浸渍技术，只有浸渍技术提高，才能获得高性能的LFRT制品，浸渍技术包括熔融浸渍工艺、原位聚合浸渍工艺、粉末浸渍工艺等。浸渍技术存在的技术问题包括纤维经过模具预浸分散性差，纤维与基体的界面结合性能差，纤维增强热塑性复合材料经注塑成型螺杆剪切纤维保留长度低，纤维三维网络结构保持性能较差等，现有的解决方法包括通过调节注塑工艺调节纤维长度，使纤维在基体中形成三维骨架网络结构，提高制品的力学性能。除调节注塑机的螺杆转速，降低螺杆对纤维的剪切作用外，通过引入不同尺度的第二相调控纤维的三维网络结构，提高纤维的三维结构保持性。传统浸渍工艺还需要加入相容剂并添加改性剂以提高熔融指数，增加聚合物树脂的流动性，以提高浸渍的效率和结合度。这些解决方法均增大了浸渍工艺的调控难度，较难掌握，且工艺稳定性低，易出现产品质量波动。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前LFT-G工艺中长玻纤增强聚丙烯(LGF-PP)粒料制备及后续注塑过程中存在的技术问题，本专利技术提供一种一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料及其制备方法解决上述问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供以下的技术方案：一种一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料，由长玻璃纤维和纯聚丙烯组成，长玻璃纤维含量40～55wt％，余量均为纯聚丙烯，所述一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料的外形为柱状颗粒，所述柱状颗粒内部为瑞士卷状的层叠结构，所述层叠结构由混合毡料层和纯聚丙烯层交替卷收而成，所述混合毡料层由长玻璃纤维和纯聚丙烯纤维混合后湿法沉积而成。优选地，所述混合毡料层的克重为400～500g/m2，其中长玻璃纤维含量60～80wt％，长玻璃纤维比重1.22g/cm3，纯聚丙烯纤维比重0.90g/cm3，所述纯聚丙烯层的克重为180～227g/m2。优选地，所述纯聚丙烯层由单层纯聚丙烯过滤网制备而成，所述纯聚丙烯过滤网目数为50～100目。一种上述一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料的制备方法，包含如下具体步骤：(1)将展纤后的长玻璃纤维与纯聚丙烯纤维分别剪切成80～120mm纤维段，按长玻璃纤维含量60～80wt％称量配比长玻璃纤维与纯聚丙烯纤维，混合后置于梳针开松机的平帘中；(2)将两种纤维混合物喂入梳针开松机工作部分，高速运动带针布的锡林将束状的混合纤维初步分散，并由开松机尾部的风机吹至输送风道输送至大仓混棉箱；(3)混合纤维从高处管道落入大仓混棉箱后，经大仓混棉箱中的平帘、斜帘及拨辊的相互作用，两种纤维逐渐混合，并输送至给棉箱；(4)给棉箱安装有定量给棉控制系统，根据混合毡料层的克重要求控制给棉量；给棉箱再将混合纤维通过风道喂入湿混箱中，喂料同时进行水喷淋，水与混合纤维的重量比为1:20～30，喂料完成后气泡曝气5～15min充分混匀得混合纤维混悬液；(5)将单层纯聚丙烯过滤网作为底部制备筛网，将混合纤维混悬液均匀喷淋至单层纯聚丙烯过滤网上，待水完全滤过后筛网上沉积有混合纤维沉积层，将筛网整体进行烘干，随后取下纯聚丙烯过滤网置于160～180℃热平板上加热20～60s，立即收紧卷收得母料棒；(6)将母料棒水冷烘干后按8～12cm长度切粒即得。优选地，还包括步骤：经大仓混棉后的混合纤维经精开松机中锡林上密集的针布二次开松后再输送至给棉箱；所述气泡曝气速率10m3/h。优选地，所述筛网整体进行烘干后还包括步骤：对混合纤维沉积层进行针刺，以结合固定纤维沉积层于纯聚丙烯过滤网上，针刺的密度为80～150针/cm2，针刺深度为0.5～1cm；所述母料棒的直径为6～10mm。上述的一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料应用于制备汽车玻璃升降器导轨，将一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料热融后一体注塑成型制备汽车玻璃升降器导轨，具体注塑参数为：顶出温度125℃，熔体温度235℃，模具温度82℃，熔体流动前沿温度218～227℃，填充压力45MPa，填充时间2.359s，保压压力35MPa，保压时间15s，最大锁模力102.8t。本专利技术获得的有益效果：1、混合毡料层和纯聚丙烯层交替卷收而成的交替层叠结构可使长玻璃纤维不仅在混合毡料层的二维平面形成网络结构，还可在注塑过程中通过混合毡料层之间的长玻璃纤维搭接迅速稳定的形成三维空间结构，三维网络结构保持性能较好，不易受注塑机螺杆转速的影响，长玻璃纤维不易断裂，最终产品的力学形成显著提高。2、由于混合毡料层中混合有纯聚丙烯纤维，且层叠结构中混合毡料层上下均被纯聚丙烯层包夹，使得注塑热熔过程中长玻璃纤维与纯聚丙烯基体的接触距离显著缩小，且接触面积显著增加，使得长玻璃纤维在纯聚丙烯基体浸润分散效果较好，界面结合性能也有所提高，无须额外添加相容剂和改性剂提高纯聚丙烯基体材料的流动性和表面活性，降低浸渍工艺难度，提高浸渍效果。3、针刺工艺可显著提高加工过程中混合毡料层的稳定性，防止因混合毡料层与纯聚丙烯滤网结合松散而导致后续卷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料，其特征在于：由长玻璃纤维和纯聚丙烯组成，长玻璃纤维含量40～55wt％，余量均为纯聚丙烯，所述一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料的外形为柱状颗粒，所述柱状颗粒内部为瑞士卷状的层叠结构，所述层叠结构由混合毡料层和纯聚丙烯层交替卷收而成，所述混合毡料层由长玻璃纤维和纯聚丙烯纤维混合后湿法沉积而成。

【技术特征摘要】
1.一种一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料，其特征在于：由长玻璃纤维和纯聚丙烯组成，长玻璃纤维含量40～55wt％，余量均为纯聚丙烯，所述一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料的外形为柱状颗粒，所述柱状颗粒内部为瑞士卷状的层叠结构，所述层叠结构由混合毡料层和纯聚丙烯层交替卷收而成，所述混合毡料层由长玻璃纤维和纯聚丙烯纤维混合后湿法沉积而成。2.根据权利要求1中所述的一种一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料，其特征在于：所述混合毡料层的克重为400～500g/m2，其中长玻璃纤维含量60～80wt％，长玻璃纤维比重1.22g/cm3，纯聚丙烯纤维比重0.90g/cm3，所述纯聚丙烯层的克重为180～227g/m2。3.根据权利要求2中所述的一种一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料，其特征在于：所述纯聚丙烯层由单层纯聚丙烯过滤网制备而成，所述纯聚丙烯过滤网目数为50～100目。4.一种如权利要求1-3中任一项所述一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料的制备方法，其特征在于，包含如下具体步骤：(1)将展纤后的长玻璃纤维与纯聚丙烯纤维分别剪切成80～120mm纤维段，按长玻璃纤维含量60～80wt％称量配比长玻璃纤维与纯聚丙烯纤维，混合后置于梳针开松机的平帘中；(2)将两种纤维混合物喂入梳针开松机工作部分，高速运动带针布的锡林将束状的混合纤维初步分散，并由开松机尾部的风机吹至输送风道输送至大仓混棉箱；(3)混合纤维从高处管道落入大仓混棉箱后，经大仓混棉箱中的平帘、斜帘及拨辊的相互作用，两种纤维逐渐混合，并输送至给棉箱；(4)给棉箱安装有定量给棉控制系统，根据混...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玉成，许成刚，吴鹏飞，王康，江辉，
申请(专利权)人：芜湖莫森泰克汽车科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34