[发明专利]一种玻璃长纤维增强聚丙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种玻璃长纤维增强聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

节能减排已经成为全球汽车企业的集体课题，其中，汽车轻量化是最为有效的途径，它对于节约能源、减少废气排放来说十分重要。采用塑料材料替代传统的金属材料是一项最直接有效的方法。

汽车前端框架位于发动机舱内，长期工作在较高的温度环境中，并作为引擎的安全挡块而需要承受巨大的冲击力和承重载荷，一般情况下汽车厂商都采用金属冲压零件和传统的连接杆构架或采用众多的横向金属构件来连接车辆骨架，以保证该模块具有足够的强度、刚度和热稳定性，通常这些零件但从数量上统计就有几十件甚至上百件，这些零散部件需由装配厂的总装线按工序逐一进行装配。

随着汽车制造技术向更高的集成化、轻量化方向发展，汽车前端模块化、轻量化需求也提上了日程，目前，全球汽车制造业都在对汽车前端进行不同程度的模块化制造。在中国，全球汽车制造业都在对汽车前端进行不同程度的模块化制造。在中国，合资品牌已有部分车型采用了前端模块化制造，自主品牌也正在准备扩展这方面的应用。汽车前端模块的核心技术是前端框架的设计、集成和制造，由于前端框架要安装多种次模块和散部件，因此它的结构、强度将是影响汽车质量的关键因素之一。

聚丙烯原料丰富，合成工艺简单，价格低廉，树脂综合性能良好，用途十分广泛，是一种十分重要的通用塑料。但聚丙烯低温韧性差、缺口敏感性强，机械性能不高，也限制了其在功能结构部件上的应用 ( 汪多仁，合成树脂与工程塑料生产技术，北京，中国轻工业出版社，2001，8)。

因此，需要一种新的前端框架材料以解决上述问题。

发明内容

本发明针对现有技术中汽车轻量化及聚丙烯材料的缺陷，提供一种高强度、高模量、高韧性且加工性能优良的的玻璃长纤维增强聚丙烯材料以解决上述问题。

为解决上述技术问题，本发明的玻璃长纤维增强聚丙烯材料所采用的技术方案如下：

一种玻璃长纤维增强聚丙烯材料，包括无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、长玻璃纤维、相容剂和添加剂，其中，各组分的重量份数为：无规共聚聚丙烯65-68 份、均聚聚丙烯3-5份、长玻璃纤维19-21 份、相容剂 5-6份和添加剂4-5份，

所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐；所述添加剂包括抗氧剂和有机过氧化物引发剂，所述抗氧剂的重量组分为20-30％，所述有机过氧化物引发剂的重量组分为70-80％，所述无规共聚聚丙烯熔融指数为3.2~4.5g/10min，所述均聚聚丙烯熔融指数为6~7g/10min。

更进一步的，所述无规共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、长玻璃纤维、相容剂和添加剂的重量组分为：无规共聚聚丙烯 67份、均聚聚丙烯4份，长玻璃纤维 20 份、相容剂 5.5份和添加剂 4.5 份，所述添加剂包括抗氧剂和有机过氧化物引发剂，所述抗氧剂的重量组分为25％，所述有机过氧化物引发剂的重量组分为75％，所述无规共聚聚丙烯的熔融指数为4.0g/10min，所述均聚聚丙烯的熔融指数为6.5g/10min。制备得到的玻璃长纤维增强聚丙烯材料强度、韧性和模量更高，且加工性能更好。

更进一步的，所述长玻璃纤维为石英纤维。

更进一步的，所述长玻璃纤维的单丝直径为15um长度为10-12mm

更进一步的，所述聚丙烯接枝马来酸酐的接枝率为0.6～0.8％。

更进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂B系列。

更进一步的，所述有机过氧化物引发剂为二叔戊基过氧化物或过氧化苯甲酸叔丁酯。

更进一步的，所述无规共聚聚丙烯由4－5％重量组分的乙烯分子及95—96％重量组分的丙烯分子组成。采用此配方的无规共聚聚丙烯制得的玻璃长纤维增强聚丙烯材料具有更高的拉伸屈服强度和抗冲击性能。

本发明还公布了上述玻璃长纤维增强聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：

1）、将65-68 份无规共聚聚丙烯、3-5份均聚聚丙烯、5-6份相容剂和4-5份添加剂混合均匀后，加入双螺杆挤出机中；

2）、将19-21份长玻璃纤维从所述双螺杆挤出机的玻纤加入口加入，在180-190℃挤出，即可得到玻璃长纤维增强聚丙烯材料。