CN105367901A - 一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其lft-d制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其LFT-D制备方法，其原料组成如下：聚丙烯：40-60％、聚乙烯10-30％、玻璃纤维10-45％、相容剂0.5-5％、收缩抑制剂0.5-3％、偶联剂1-5％、内润滑剂0.5-3％；先在LFT-D产线中按照所述原料配比进行螺杆混炼，混炼温度190-220℃，混炼转速100-200r/min；然后挤出与保温输送，保温温度150-180℃；接着模压成型，模具温度20℃-60℃，压力：模具投影面积每平方米1000-2000吨，保压时间：每毫米厚度20s；最后顶出取产品，顶出速度5-20mm/s。本发明解决了现有产品表面粗糙、收缩痕明显等问题，大大提高了聚丙烯复合材料的品质。

Description

一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其LFT-D制备方法

【技术领域】

本发明涉及一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其LFT-D制备方法。

【背景技术】

LFT-D(Long-FiberReinforceThermoplasticDirect)中文译为直接在线长纤维增强热塑性复合材，它区别于GMT和LFT-G的关键因素是半成品步骤被省去了，在材料的选择上也更加灵活。在LFT-D技术中，不仅纤维的含量和长度，而且连其基体聚合物也可以直接调整到最终部件的要求。LFT-D典型的工艺是聚合物基体颗粒和添加剂被输送到重量分析给料单元组合中，该单元根据部件的机械性能要求确保合适的混合。经混合后的原料进入双螺杆计数机塑化，其熔融化合物通过一个薄膜模头形成类似瀑布的聚合物薄膜，直接进入双螺杆混炼挤塑机的开口处。而玻璃纤维粗纱则通过特别涉及的粗纱架。经过预热、分散等程序被引入到聚合物薄膜的顶端，与薄膜汇合一同进入到双螺杆挤塑机中，由螺杆切割粗纱，并把它们柔和地混合到预熔的聚合物当中，然后直接送入压制模具中成型。

在汽车工业中，由于长纤维增强热塑性复合材料不仅密度低(1.1～1.4g/cm3)，而且具有很好的力学性能，其拉伸强度、弹性模量、冲击韧性、耐热性和耐蠕变性能均明显优于短纤维增强的热塑性塑料，特别是其抗冲击性能高而通常被设计用于汽车的结构件和半结构件，如：前、后吸能保险杠，前端模块骨架，仪表台骨架，前、后座椅骨架，车门模块骨架，备胎仓，电池箱以及车身底部护板和隔声罩等。近年来，还有些汽车的后举门内结构板和踏步板都有选用LFT-D材料制成，其应用得到了不断的创新和拓展。

除汽车工业外，LFT-D模压技术还广泛应用于机械、建筑、体育娱乐、电气电子、物流和园艺等各个工业、民用领域。

现有的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料中表面粗糙，无法应用于对表面要求高的产品的生产的问题，另外，采用LFT-D技术制备的玻璃纤维/聚丙烯制品表面收缩痕明显，影响产品品质。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其解决了现有产品表面粗糙、收缩痕明显等问题，大大提高了聚丙烯复合材料的品质。

本发明是这样实现上述技术问题之一的：

一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，按质量分数计算，其原料组成如下：

聚丙烯：40-60％、聚乙烯10-30％、玻璃纤维10-45％、相容剂0.5-5％、收缩抑制剂0.5-3％、偶联剂1-5％、内润滑剂0.5-3％。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的LFT-D制备方法，其解决了现有产品表面粗糙、收缩痕明显等问题，大大提高了聚丙烯复合材料的品质。

本发明是这样实现上述技术问题之二的：

一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的LFT-D制备方法，按质量分数计算，复合材料的原料组成及配比如下：

聚丙烯：40-60％、聚乙烯10-30％、玻璃纤维10-45％、相容剂0.5-5％、收缩抑制剂0.5-3％、偶联剂1-5％、内润滑剂0.5-3％；

先在LFT-D产线中按照所述原料配比进行螺杆混炼，混炼温度190-220℃，混炼转速100-200r/min；然后挤出与保温输送，保温温度150-180℃；接着模压成型，模具温度20℃-60℃，压力：模具投影面积每平方米1000-2000吨，保压时间：每毫米厚度20s；最后顶出取产品，顶出速度5-20mm/s。

本发明具有如下优点：

①通过在玻璃纤维与聚丙烯复合体系中引入光洁度高的聚乙烯，提高产品表面光洁度；②通过添加收缩抑制剂与内润滑剂，使得产品表明不存在收缩痕；③通过玻璃纤维、聚丙烯、聚乙烯三者在LFT-D产线复合，使得复合材料制品的力学性能高；④通过引入玻璃纤维，使得其与聚丙烯/聚乙烯合金形成的复合材料的收缩率降低至0.2-0.8％。

【具体实施方式】

本发明涉及一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，按质量分数计算，其原料组成如下：

聚丙烯：40-60％、聚乙烯10-30％、玻璃纤维10-45％、相容剂0.5-5％、收缩抑制剂0.5-3％、偶联剂1-5％、内润滑剂0.5-3％。

本发明还涉及上述一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的LFT-D制备方法，具体如下：先在LFT-D产线中按照所述原料配比进行螺杆混炼，混炼温度190-220℃，混炼转速100-200r/min；然后挤出与保温输送，保温温度150-180℃；接着模压成型，模具温度20℃-60℃，压力：模具投影面积每平方米1000-2000吨，保压时间：每毫米厚度20s；最后顶出取产品，顶出速度5-20mm/s。

以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例：

汽车底护板用聚丙烯/聚乙烯/玻璃纤维于LFT-D产线的制造，具体配方、参数与产品测试结果见下表：

表一：底护板配方

原材料	比例
		聚丙烯	60
聚乙烯	20
		玻璃纤维	20
内润滑剂	1
		相容剂	1
偶联剂	2
		收缩抑制剂	2

表二：底护板制造工艺参数

项目	参数
		底护板尺寸	1209mm×54mm
底护板主厚度	1.5mm
		螺杆温度	200℃
螺杆转速	150r/min
		保温温度	160℃
模具温度	上50℃/下40℃
		压力	1200T
保压时间	30s

表三：底护板产品测试

项目	结果
		表观毛刺	无
表观收缩痕	无
		收缩率	0.5％
拉伸强度	54MPa
		拉伸模量	3521MPa
弯曲强度	90MPa
		弯曲模量	4550MPa
冲击强度	56KJ/㎡

样品冲击试验后，样条均未完全断裂，呈现出其较高的韧性。因此在表面质量、强度、韧性方面均表现出了良好的性能。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (2)

1.一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，其特征在于：按质量分数计算，其原料组成如下：

聚丙烯：40-60％、聚乙烯10-30％、玻璃纤维10-45％、相容剂0.5-5％、收缩抑制剂0.5-3％、偶联剂1-5％、内润滑剂0.5-3％。

2.一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的LFT-D制备方法，其特征在于：按质量分数计算，复合材料的原料组成及配比如下：

聚丙烯：40-60％、聚乙烯10-30％、玻璃纤维10-45％、相容剂0.5-5％、收缩抑制剂0.5-3％、偶联剂1-5％、内润滑剂0.5-3％；

先在LFT-D产线中按照所述原料配比进行螺杆混炼，混炼温度190-220℃，混炼转速100-200r/min；然后挤出与保温输送，保温温度150-180℃；接着模压成型，模具温度20℃-60℃，压力：模具投影面积每平方米1000-2000吨，保压时间：每毫米厚度20s；最后顶出取产品，顶出速度5-20mm/s。