[发明专利]一种用于汽车发动机冷却风扇的异形S玻纤增强聚丙烯复合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于发动机冷却风扇的异形S玻纤增强聚丙烯复合物及其制备方法，属于高分子材料及其成型加工领域。 

背景技术

汽车发动机风扇起着冷却发动机周边环境温度的作用，要求材料具有高刚性、低翘曲、低蠕变、耐老化、高耐热、高尺寸稳定性的特点。目前汽车发动机冷却风扇主要采用玻纤增强尼龙材料制备，但尼龙材料吸水率高、吸水后尺寸稳定性变差是其致命缺点，同时近年来随着尼龙材料价格的上涨，汽车零部件厂商成本压力越来越大，尼龙材料已经不能胜任发动机风扇材料。 

由于超高强度（超过E玻纤20%）和优异的耐疲劳、抗蠕变性能，高强度玻璃纤维（简称S玻纤）近年来在热塑性复合材料领域发展很快，S短玻纤增强的聚丙烯，其性能甚至超过相应的长纤聚丙烯（LFTPP），就力学性能来说完全可以胜任发动机风扇材料，但是通常玻璃纤维增强聚丙烯材料翘曲变形程度大，注塑成发动机风扇后零部件的动平衡性能难以保证，因此一般玻纤增强聚丙烯不适合用于发动机冷却风扇。 

为了满足使用需求，需要开发一种能够胜任发动机冷却风扇的新型聚丙烯复合材料。 

发明内容

本发明的目的是提供一种用于汽车发动机冷却风扇的异形S玻纤增强聚丙烯复合物及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷，满足汽车材料发展的需要。 

本发明采用聚丙烯、相容剂、短切异形S玻璃纤维（flat fiber）、热稳定剂、聚丙烯专用成核剂共混制备了一种汽车发动机风扇用异形S玻纤增强聚丙烯复 合物，该复合材料由于采用截面扁平的异形S玻璃纤维（flat fiber）增强，不仅显著提高了聚丙烯复合材料刚性和耐热性，力学性能超过湿态尼龙材料，而且由于异形S玻璃纤维的截面为非圆形，通常呈现扁平状，纤维整体呈现类似滑石粉的片状结构，因此流动性远远高于通常的圆形截面玻璃纤维，制件表面没有浮纤，而且注塑过程中在制件内部的分布趋向于各向同性，因此也不会产生一般短玻纤增强材料所出现的翘曲变形现象，完全可以胜任发动机风扇材料。 

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于汽车发动机冷却风扇的异形S玻纤增强聚丙烯复合物，由以下以重量百分数计的组分组成： 

优选的，S玻纤增强聚丙烯复合物由以下以重量百分数计的组分组成： 

优选地，所述聚丙烯选自熔体流动速率为1～1000g/10min的均聚、共聚聚丙烯等的一种或其混合物。 

优选地，所述的热稳定剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类和杯芳烃中的任意一种或几种的混合物。更优选的，热稳定剂为酚类热稳定剂与亚磷酸酯类热稳定剂的混合物。 

优选地，所述的加工助剂选自低分子酯类、硬脂酸复合酯类、酰胺类化合物中的一种或其混合物； 

优选地，所述的聚丙烯专用成核剂选自超细滑石粉、山梨醇类、有机磷酸盐类的一种或者其混合物。 

优选地，所述的相容剂选自极性单体接枝聚合物，其中聚合物基体选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-α-乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯与丁二烯的共聚物、聚乙烯-聚苯乙烯-聚丙烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或者其混合物，极性单体选自马来酸酐及其类似物(例如富马酸、衣康酸、柠康酸、柠康酸酐和乙烯基丁二酸酐)，丙烯酸及其酯类衍生物(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸环氧丙酯等)一种或其混合物； 

优选地，所述的短切异形S玻纤（flat fiber）为聚丙烯专用短切S玻璃纤维，玻纤截面为扁平状，截面宽厚比为2～10，更优选为4～8。 

本发明还提供了上述用于汽车发动机冷却风扇的异形S玻纤增强聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于，具体步骤如下： 

将聚丙烯、热稳定剂、加工助剂、聚丙烯专用成核剂、相容剂在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，短切异形S玻纤通过失重式计量秤从侧喂料加入双螺杆挤出机，挤出机各段温度设置在190-240℃，挤出造粒，最终得到产品。 

本发明采用短切异形S玻纤（flat fiber）增强聚丙烯，增加了材料刚性、抗蠕变性和耐疲劳性，解决了一般圆形截面玻纤的翘曲变形问题，同时扁平的玻纤截面不会造成制件表面浮纤。