自行车车架制造技术

本发明专利技术涉及一种通过注塑长玻璃纤维增强的聚丙烯组合物的粒料制造的自行车车架，所述组合物具有包含玻璃纤维和浸渍剂的芯以及围绕所述芯的聚丙烯的鞘，其中所述粒料具有至少1mm的平均长度，所述玻璃纤维的量为相对于所述组合物计10至70重量％，并且所述聚丙烯具有根据ASTM D790A测定的至少1000N/mm2的挠曲模量。量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自行车车架
[0001]本专利技术涉及一种通过注塑制造的自行车车架。
[0002]已知由金属或硬质塑料、纤维增强材料制造自行车车架。在过去已作出一些尝试借助于塑料注塑法完全由热塑性材料生产自行车车架。尽管其使硬质塑料自行车车架的对应周期削减了几个数量级，但由于塑料注塑法中可达到的适度最大壁厚(几厘米或毫米)，这类自行车车架的机械性质不充足。
[0003]US9422024公开了一种部分使用塑料注塑法制造自行车车架的方法。自行车车架是通过由热塑性材料构成的半壳形成的。半壳至少在数个区域被纤维增强，并且包括至少在数个区域连接至半壳且优选封闭半壳的盖元件。
[0004]本专利技术的目的在于提供一种通过注塑热塑性组合物制造的自行车车架。该自行车车架的适合性可例如根据ISO4210
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6:2014来证实。
[0005]因此，本专利技术提供了一种通过注塑长玻璃纤维增强的聚丙烯组合物的粒料制造的自行车车架，该组合物具有包含玻璃纤维和浸渍剂的芯以及围绕所述芯的聚丙烯的鞘，其中粒料具有至少1mm的平均长度，玻璃纤维的量为相对于组合物计10至70重量％，并且聚丙烯具有根据ASTM D790A测定的至少1000N/mm2的挠曲模量。
[0006]意外地发现这种自行车车架具有期望机械性质的组合以符合ISO4210
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6:2014的要求。
[0007]如本专利技术中需要的具有包含玻璃纤维和浸渍剂的芯以及围绕所述芯的聚丙烯的鞘的长玻璃纤维增强的聚丙烯组合物可作为粒料从SABIC Innovative Plastics以商标名Stamax商购获得。
[0008]制造这类材料的方法是现有技术已知的。
[0009]例如，WO 2009/080281公开了一种制造所述类型的长玻璃纤维增强的聚丙烯材料的方法。该方法包括以下步骤：
[0010]a)从包含至多2质量％上浆组合物的至少一根连续玻璃多纤丝股的包装上解绕；
[0011]b)将0.5至20质量％的浸渍剂施加于所述至少一根连续玻璃多纤丝股以形成浸渍的连续多纤丝股；
[0012]c)在浸渍的连续多纤丝股周围施加热塑性聚合物的鞘以形成包鞘的连续多纤丝股；
[0013]特征在于，浸渍剂不挥发，具有低于热塑性基质的熔点至少20℃的熔点，在施加温度下具有2.5至100cS的粘度，并且与待增强的热塑性聚合物相容。
[0014]这样的方法也被称为线材涂覆法，其中玻璃多纤丝股(即线材)被提供有鞘(即被涂覆)。根据WO 2009/080281，包鞘的连续玻璃多纤丝股可被切成长度为2至50mm、优选5至30mm、更优选6至20mm且最优选10至15mm的粒料。
[0015]粒料可在诸如注塑的下游转化过程中直接使用。为了允许玻璃纤维在这类下游转化过程中适当分散，粒料的芯不仅包含玻璃纤维而且包含被称为浸渍剂的物质。浸渍剂在(半)成品模塑期间促进玻璃纤维的适当分散。浸渍剂是这些长玻璃纤维增强的聚烯烃材料的重要组分。
或至少58kJ/m2的简支梁无切口冲击强度。
[0031]组合物的高刚度与高冲击强度的组合使组合物特别适合于制造自行车车架。
[0032]在一些优选实施方案中，组合物具有：根据ISO527/1A测定的至少4000N/mm2的拉伸模量，根据ISO527/1A测定的至少70N/mm2的拉伸强度，根据ISO527/1A的至少1.5％的断裂拉伸伸长率，根据ISO 178测定的至少4000N/mm2的挠曲模量，根据ISO 178测定的至少120N/mm2的挠曲强度，根据ISO 179/1eA的至少12kJ/m2的简支梁切口冲击强度，和根据ISO 179/1eA的至少35kJ/m2的简支梁无切口冲击强度。
[0033]在一些优选实施方案中，组合物具有：根据ISO527/1A测定的至少7000N/mm2的拉伸模量，根据ISO527/1A测定的至少108N/mm2的拉伸强度，根据ISO527/1A的至少2.0％的断裂拉伸伸长率，根据ISO 178测定的至少7000N/mm2的挠曲模量，根据ISO 178测定的至少170N/mm2的挠曲强度，根据ISO 179/1eA的至少24kJ/m2的简支梁切口冲击强度，和根据ISO 179/1eA的至少53kJ/m2的简支梁无切口冲击强度。
[0034]聚丙烯
[0035]鞘的聚丙烯可为丙烯均聚物，丙烯
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α烯烃共聚物、诸如丙烯
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乙烯无规共聚物，抗冲丙烯共聚物、有时被称为多相丙烯共聚物，或丙烯嵌段共聚物。多于一种聚丙烯的混合物也是可能的。优选使用任一聚丙烯均聚物以获得组合物的更高刚度。
[0036]丙烯可含有添加剂，通常至多5重量％的聚丙烯。添加剂可包括以下的一者或多者：成核剂，澄清剂，稳定剂、例如热稳定剂，抗氧化剂，UV稳定剂，着色剂、如颜料和染料，表面张力改性剂，润滑剂，阻燃剂，脱模剂，流动改进剂，增塑剂，抗静电剂。
[0037]聚丙烯通常具有与拉挤成型法中使用的聚丙烯相比明显更低的熔体流动速率(MFR)。因而聚丙烯的MFR可为根据ISO1133
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1:2011(2.16kg，230℃)测量的5
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100g/10min，优选10
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100g/10min，优选10至80g/10min，更优选20
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80g/10min，或更优选10至50g/10min。在一个实施方案中，使用具有诸如5
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50g/10min的相对较低MFR的聚丙烯。低MFR材料内在地具有比高MFR聚丙烯材料改进的机械性质。
[0038]聚丙烯具有根据ASTM D790A测定的至少1000N/mm2、优选至少1200N/mm2、例如至少1300N/mm2、更优选至少1500N/mm2、更优选至少1700N/mm2的挠曲模量。
[0039]优选地，聚丙烯具有根据ASTM D638
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10基于注塑试样测定的至少20MPa、更优选至少25MPa、更优选至少30MPa的拉伸强度。
[0040]优选地，聚丙烯具有根据ISO 527
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1/
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2测定的至少5％、更优选至少8％、优选至少10％的屈服拉伸伸长率。
[0041]优选地，聚丙烯具有如根据ASTM D256
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10在23℃测定的至少10J/m、更优选至少15J/m的悬臂梁切口冲击强度。
[0042]在一些优选实施方案中，聚丙烯具有：根据ASTM D790A测定的至少1000N/mm2、优选至少1200N/mm2的挠曲模量，根据ASTM D638测定的至少20MPa的拉伸强度，根据ISO 527
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2测定的至少5％的屈服拉伸伸长率，和至少10J/m、更优选至少15J/m的在23℃的悬臂梁切口冲击强度。
[0043]组合物中聚丙烯的高刚度与高冲击强度的组合使组合物特别适本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.通过注塑长玻璃纤维增强的聚丙烯组合物的粒料制造的自行车车架，所述组合物具有包含玻璃纤维和任选的浸渍剂的芯以及围绕所述芯的聚丙烯的鞘，其中所述粒料具有至少1mm的平均长度，所述玻璃纤维的量为相对于所述组合物计10至70重量％，并且所述聚丙烯具有根据ASTM D790A测定的至少1000N/mm2的挠曲模量。2.根据权利要求1所述的自行车车架，其中在所述组合物中所述聚丙烯的量为相对于所述组合物计25至80重量％，所述玻璃纤维的量为相对于所述组合物计10至70重量％，并且所述浸渍剂的量为相对于所述玻璃纤维计5至15重量％。3.根据前述权利要求中任一项所述的自行车车架，其中所述聚丙烯具有根据ISO 1133
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1:2011(2.16kg，230℃)测量的10至100g/10min、优选10至80g/10min、更优选10至50g/10min的熔体流动速率。4.根据前述权利要求中任一项所述的自行车车架，其中所述玻璃纤维的量为相对于所述组合物计30至50重量％。5.根据前述权利要求中任一项所述的自行车车架，其中粒料具有5至40mm的长度。6.根据前述权利要求中任一项所述的自行车车架，其中所述聚丙烯具有根据ASTM D790A测定的至少1200N/mm2、例如至少1300N/mm2、优选至少1500N/mm2、更优选至少1700N/mm2的挠曲模量。7.根据前述权利要求中任一项所述的自行车车架，其中所述聚丙烯具有根据ASTM D638
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10基于注塑试样测定的至少20MPa、更优选至少25MPa、更优选至少30MPa的拉伸强度。8.根据前述权利要求中任一项所述的自行车车架，其中所述聚丙烯具有根据ISO 527
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1/
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2测定的至少5％、更优选至少8％、优选至少10％的屈服拉伸伸长率。9.根据前述权利要求中任一项所述的自行车车架，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭敬，M，
申请(专利权)人：SABIC环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：