一种汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法，由如下的重量百分比的原料构成：聚丙烯树脂20‑90份、普通LFT长玻璃纤维10‑60份、扁平LFT长玻璃纤维10‑60份、相容剂1‑10份、0.1‑5份抗氧化助剂。将聚丙烯树脂、相容剂、抗氧剂均匀混合后通过挤出机熔融挤出，进入特制的浸渍模腔，分别采用普通LFT长玻璃纤维，扁平LFT长玻璃纤维穿过模腔中进行牵拉，完成浸润，然后冷却切粒，得到两种不同类别长纤增强聚丙烯树脂，然后将两种类别的长玻璃纤维粒子按照一定比例共混，得到成品。本发明专利技术制备得到的长玻纤增强聚丙烯复合材料具有抗冲击性更好，刚度强度更高，翘曲度低，尺寸稳定性、成型精度更高，可很好的适合用于制备汽车前端模块。

A long glass fiber reinforced polypropylene composite for automobile front end module and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
本专利技术涉及长玻纤增强聚丙烯复合材料，具体涉及到汽车前端模块用长纤增强聚丙烯材料及其制备方法，属于高分子改性复合材料领域。
技术介绍
汽车前端模块主要起承载冷却模块及发盖锁的作用，随着集成化程度越来越高，越来越多的零件都要固定在前端模块上，比如前大灯、缓冲块、正碰传感器、小腿保护杆、前缓冲梁等。汽车的前端模块根据使用材料的不同，可以分为全金属前端模块、金属塑料混组前端模块、全塑复合前端模块。目前，在面临气候变暖和能源短缺的背景下，汽车轻量化是汽车发展的一个重要方向，“以塑代钢”是大势所趋，采用全塑复合材料制备前端模块，具有设计自由度高，密度低，耐腐蚀、抗冲击和吸收震动等优点，目前各大主机厂都在积极的开展研发和应用。在众多的车用复合材料中，长玻纤增强聚丙烯材料是一种增强纤维单向排布，且其长度与树脂粒料长度相同的增强热塑性树脂，相比于短玻纤增强聚丙烯或其他填充改性聚丙烯材料，纤维长度长，具有更高强度和模量、耐蠕变性能好、耐气候交变性等，尤其是抗高低温冲击性能优异。因此，长玻纤增强聚丙烯材料被认为并且已经验证可以取代金属材料用于前端模块上，取得“质轻价优”的效果。但前端模块对于材料的刚度强度、尺寸稳定性能、抗冲击性能以及湿热老化性能本身要求就很高，随着前端模块的集成化程度不断提高，并且结构设计越来越复杂，普通的长纤增强聚丙烯已经逐步难以完全满足前端模块设计和使用的需求了，经常体现在零件出现翘曲变形，后收缩严重，强度和刚度不够等方面，出现装配困难和影响使用等情况。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述目前普通长玻纤增强聚丙烯材料普遍存在的问题，提供一种专门针对前端模块用的，具有高强度和模量、耐候性好、尺寸稳定性更高的长玻纤增强聚丙烯材料，克服和解决目前限制前端模块设计发展和使用的材料问题。本专利技术的另一个目的是提供汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术的技术方案通过以下技术方案实行：一种汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料，由如下重量百分比构成：所述改性聚丙烯树脂的组成成分包括以下组分：纯聚丙烯树脂95～99.0％；黑色母1-5％。所述纯聚丙烯树脂的熔融指数为30-100g/10min。所述黑色母的粒子为粒径为1-3mm的由无机色粉填充聚丙烯构成的母粒。所述普通LFT长玻璃纤维的单纤直径为10-30μm，线密度有1200和2400和4800三种类别。所述扁平LFT长玻璃纤维的横截面长度和宽度比为1:4-1:3，单丝直径10-13μm，线密度有1200和2400和4800三种类别。所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，有效接枝活性在5％以上，其熔融指数为5-20g/10min。所述抗氧化助剂为主抗氧剂受阻酚和受阻胺类，辅抗氧剂亚磷酸酯类、硫代二丙酸酯类和硫醇类的一种或者多种组合复配而成。作为优选的，本专利技术所述汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料由如下重量百分比构成：所述汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤如下：(1)将改性聚丙烯树脂，相容剂，抗氧化助剂按照对应的比例加入高混机中充分混合均匀；(2)将步骤(1)得到的均匀混合物加入双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出加工温度为200～280℃，主机转速是200～500rpm；(3)将步骤(2)混合挤出得到的复合物通入到特殊制备得到的浸渍模腔中，然后采用挤拉工艺，使得穿过模腔的普通LFT长玻璃纤维和扁平LFT长玻璃纤维表面均匀浸润包裹聚丙烯树脂，然后浸润好的连续玻纤通过水槽冷却，牵引切粒，得到长度10-12mm的均匀粒子；(4)将步骤(3)得到的两种类别的粒子按照一定比例均匀混合，得到汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料。本专利技术汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料的优点在于：1：扁平LFT长玻璃纤维的加入，增加了复合组分的螺旋流动，改善热塑性塑料加工性能，并且扁平长纤维倾向于像片状云母那样流动，有助于提供更具各向同性的分散，减少长纤增强材料横纵方向不均匀收缩带来的翘曲变形，同时，扁平长玻璃纤维相比普通长玻纤能，能提供材料更强的力学性能。通过筛选合适的配方比例，扁平玻纤的加入，使制备得到的长纤改性聚丙烯材料具有更优异的力学性能和更好的尺寸稳定性和精度，能够满足各主机厂对前端模块材料的使用和设计要求。2：由于扁平LFT长玻璃纤维相比普通长玻璃纤维市场价格更贵，本专利技术采用两种玻璃纤维粒子共混的方式，综合两者优点，最终得到的材料性能好，性价比高，具有很好的经济价值和实际应用市场。具体实施方式下面结合具体实施例和对比例对本专利技术进行进一步的描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此。实施例所用原料如下：改性聚丙烯树脂，埃克森美孚，熔融指数30-100g/min；普通LFT无碱玻璃纤维，欧文斯科宁；相容剂，工业级，市售；抗氧化助剂，佳易容相容剂江苏有限公司；扁平LFT长玻璃纤维，重庆国际复合材料股份有限公司；实施例1：分别称取65质量份的改性聚丙烯树脂，以及4质量份的相容剂，1质量份的抗氧化剂置入高混机中混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中熔融塑化，再通入浸润模头中，设置挤出机各段温度200-260℃，模腔温度260℃，主机转速350℃。然后将普通LFT长玻璃纤维和扁平LFT长玻璃纤维经过牵引后浸入模腔内，调整牵引速度，使得LFT长玻璃纤维表面充分均匀的包裹浸润PP原料。浸润后的玻纤束通过冷水槽水冷后切粒，得到长度为10-12mm的粒子，粒子玻纤灰分为30。然后将两种类别的长玻纤增强聚丙烯粒子共混，得到最后的前端模块用长玻纤增强聚丙烯材料，其中，普通长玻纤增强聚丙烯粒子和扁平LFT长玻璃纤维聚丙烯粒子的质量份比为1:1。实施例2：分别称取65质量份的改性聚丙烯树脂，以及4质量份的相容剂，1质量份的抗氧化剂置入高混机中混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中熔融塑化，再通入浸润模头中，设置挤出机各段温度200-260℃，模腔温度260℃，主机转速350℃。然后将普通LFT长玻璃纤维和扁平LFT长玻璃纤维经过牵引后浸入模腔内，调整牵引速度，使得LFT长玻璃纤维表面充分均匀的包裹浸润PP原料。浸润后的玻纤束通过冷水槽水冷后切粒，得到长度为10-12mm的粒子，粒子玻纤灰分为30。然后将两种类别的长玻纤增强聚丙烯粒子共混，得到最后的前端模块用长玻纤增强聚丙烯材料，其中，普通长玻纤增强聚丙烯粒子和扁平LFT长玻璃纤维聚丙烯粒子的质量份比为1:2。实施例3：分别称取65质量份的改性聚丙烯树脂，以及4质量份的相容剂，1质量份的抗氧化剂置入高混机中混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中熔融塑化，再通入浸润模头中，设置挤出机各段温度200-260℃，模腔温度2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：由如下重量百分比构成：/n

【技术特征摘要】
1.一种汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：由如下重量百分比构成：



所述改性聚丙烯树脂的组成成分包括以下组分：
纯聚丙烯树脂95～99.0％；
黑色母1-5％。


2.根据权利要求1所述的一种汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述纯聚丙烯树脂的熔融指数为30-100g/10min。


3.根据权利要求1所述的一种汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述黑色母的粒子为粒径为1-3mm的由无机色粉填充聚丙烯构成的母粒。


4.根据权利要求1所述的一种汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：普通LFT长玻璃纤维的单纤直径为10-30μm，线密度有1200和2400和4800三种类别。


5.根据权利要求1所述的一种汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述扁平LFT长玻璃纤维的横截面长度和宽度比为1:4-1:3，单丝直径10-13μm，线密度有1200和2400和4800三种类别。


6.根据权利要求1所述的一种汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，有效接枝活性在5％以上，其熔融指数为5-20g/10min。
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【专利技术属性】
技术研发人员：姚代川，张中伟，张杨，赵卫哲，蔡青，周文，
申请(专利权)人：上海普利特复合材料股份有限公司，浙江普利特新材料有限公司，重庆普利特新材料有限公司，上海普利特化工新材料有限公司，上海普利特材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31