[发明专利]一种一体式汽车玻璃升降器导轨制作材料及其制备方法和应用

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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，本发明提供以下的技术方案：