CN101935420A - 一种lft-d材料的汽车底部导流板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种LFT-D材料的汽车底部导流板及其制造方法，所述一种LFT-D材料的汽车底部导流板由玻璃纤维、PP和必要的添加剂共同组成的原材料直接生产而得；所述LFT-D原材料的配方可根据产品要求相应地进行调整；所述LFT-D材料的汽车底部导流板内玻璃纤维平均长度达25mm；密度是SMC材料密度的2/3。本发明LFT-D的生产工艺材料选择灵活，可在线调节不同的添加剂、纤维含量和纤维长度以达到最终产品的要求；LFT-D材料制品的抗冲击、抗蠕变等机械性能和抗热性能好；制品的质量轻；LFT-D材料可生产结构较复杂的产品；LFT-D在线生产工艺中半成品被去除，原材料及生产成本低，产品可回收利用，生产周期短。

Description

一种LFT-D材料的汽车底部导流板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种LFT-D材料的制造方法，尤其是涉及一种LFT-D材料的汽车底部导流板及其制造方法。

背景技术

目前轻量化是汽车发展的重要方向，是汽车节能的重要手段。使用塑料及其复合材料制作汽车零部件，相对金属材料具有轻量化(密度只有钢材密度的1/6～1/7)、成本低、易加工等显著优势，在汽车上特别是内饰件中得到了广泛应用，其中应用最广泛的是纤维增强复合材料。而LFT-D制品相对于其他纤维增强材料像SMC制品、GMT制品具有生产效率高、成本低、易回收再生、制品更轻(密度只有钢材密度的1/6～1/7)、性能强等优势，逐渐取代SMC和GMT，成为当前汽车行业纤维增强复合材料的发展方向。目前在国内LFT-D制造方法仍处于技术水平较低、专用设备落后的状况，LFT-D在国内汽车零部件上的开发、设计与应用只有少量制品。

发明内容

针对上述情况，本发明提供一种LFT-D材料的汽车底部导流板及其制造方法，以推动LFT-D生产工艺及产品结构在国内的研发及发展，提高LFT-D生产工艺应用水平，进一步拓宽纤维增强复合材料在汽车零部件领域的应用，为国内产品赶超国外同类型产品作出贡献。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种LFT-D材料的汽车底部导流板，其特征是，所述汽车底部导流板的材料为LFT-D，所述LFT-D的原材料包括聚合物基体颗粒、玻璃纤维、添加剂。

进一步，所述聚合物基体颗粒的主要成分为聚丙烯PP，所述玻璃纤维占原材料总质量的25-30％，所述添加剂包括阻燃剂、抗氧化剂和粘合促进剂。

进一步，所述LFT-D材料的汽车底部导流板成品内玻璃纤维平均长度达25mm。

进一步，所述LFT-D材料的密度是SMC材料密度的2/3，钢材密度的1/6～1/7。

进一步，所述一种LFT-D材料的汽车底部导流板的制造方法包括以下生产工艺：

A、将聚合物基体颗粒和添加剂输送到重力混合计量单元中，根据汽车底部导流板的机械性能要求进行材料的混配；

B、将混配好的原料送入双螺杆挤出机中进行塑化，熔融的混合物通过一个薄膜模头形成类似瀑布的聚合物薄膜，该聚合物薄膜直接被送入到双螺杆混炼挤塑机的开口处；

C、在熔融的混合物通过一个薄膜模头形成类似瀑布的聚合物薄膜的同时，玻璃纤维粗纱通过特别设计的粗纱架，在经过预热、分散程序后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出机中；

D、在双螺杆挤出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之中，然后直接送入压制模具的投料区中成型，模压固化成型后，脱模。

本发明的有益效果是，LFT-D的原材料选择灵活，可以通过在线调节不同的添加剂、纤维含量和纤维长度达到最终产品的要求；LFT-D材料制品的抗冲击、抗蠕变等机械性能和抗热性能好，质量轻；LFT-D材料可生产结构较复杂的产品；LFT-D在线制造方法半成品被去除，原材料及生产成本低，且产品可回收利用，生产周期短。

附图说明

图1为本发明一种LFT-D材料的汽车底部导流板的制造方法的生产工艺流程图。

图2为本发明一种LFT-D材料的汽车底部导流板的生产模具的简易布料图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

一种LFT-D材料的汽车底部导流板及其制造方法，所述LFT-D的原材料为：树脂(聚丙烯PP)、玻璃纤维(原材料总质量的25％～30％)、添加剂(阻燃剂、抗氧化剂、粘合促进剂)。其中，所述LFT-D即长纤维增强热塑性复合材料(Long-Fiber Reinforce Thermoplastic Direct)的简称；所述聚丙烯PP为由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。

参见图1、图2，所述一种LFT-D材料的汽车底部导流板的制造的生产工艺流程是：将聚合物基体颗粒(主要是聚丙烯PP)和添加剂输送到重力混合计量单元中，根据汽车底部导流板的机械性能要求进行材料的混配。混配好后送入双螺杆挤出机中进行塑化，熔融的混合物通过一个薄膜模头形成类似瀑布的聚合物薄膜，该聚合物薄膜直接被送入到双螺杆混炼挤塑机的开口处。此时，玻璃纤维粗纱通过特别设计的粗纱架，在经过预热、分散等程序后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出机中，由螺杆切割粗纱，并把它们柔和地混合到预熔的聚合物之中，然后直接送入压制模具1的投料区2中成型，模压固化成型后，脱模。之后再进行后处理，将成型部件加工成符合要求的汽车底部导流板；最后将产品进行包装。

本发明所述的一种LFT-D材料的汽车底部导流板在压制模具中模压固化成型的模压参数如下：

投料量：1.9kg          保压时间：30s

模压压力：1400T        挤出机温度：235℃

模具温度：型腔45℃、型芯40℃

本发明LFT-D成型工艺在材料选择上更加灵活，通过在线调节不同的添加剂(如热稳定性、着色剂、以及材料、紫外稳定性和纤维/基体粘结特性)，不同的纤维含量和纤维长度达到最终产品的要求，每一特殊应用都可以具有独特的材料配方。不但可以用来制造汽车底部导流板，还可广泛应用于其他汽车零部件的制造。

与现有汽车复合材料零件相比：

就材料而言，LFT-D在线生产工艺半成品步骤被去除，部件直接从原材料组成成分(聚丙烯PP、玻璃纤维和必要的添加剂)直接生产，大大节约了成本；

LFT-D与短玻纤增强塑料相比，一般的短玻纤增强塑料最终制品中的纤维平均长度不到1mm，对最终制品的力学性能的帮助非常有限；而LFT-D技术最终制品内的玻璃纤维，测试平均长度可以达到25mm，因此大大提高了制品的机械性能；LFT-D制品的抗冲击、抗蠕变性更好，抗热性能也更优异；

LFT-D与GMT相比，LFT-D可生产结构较复杂的产品，原材料及生产成本更低，机械性能更高；其中，所述GMT即玻璃纤维增强热塑性复合片材(Glass Mat Reinforced Thermoplastics)的简称，GMT作为一种新型热塑性复合材料，同金属材料相比，GMT材料具有密度低、重量轻；不生锈、耐腐蚀、可再生利用；抗冲击、强度高；隔热、隔音、电绝缘性好；成型所需压力小、模具费用低；设计自由度大，可一次加工成型复杂形状的制品等优点；目前主要应用于汽车零部件领域；

LFT-D与SMC相比，LFT-D制品的质量更轻，LFT-D材料的密度只有SMC材料密度的2/3，钢材密度的1/6～1/7；且产品可回收利用，生产周期也更短；其中，所述SMC即片状模塑料(Sheet molding compound)的简称，SMC的主要原料为SMC专用纱、不饱和树脂、低收缩添加剂，填料及各种助剂。SMC具有较高的机械强度、优越的电气性能，耐腐蚀性能和阻燃性能，吸水率低、尺寸稳定、翘曲度小，质轻及工程设计容易、灵活等优点，目前广泛应用于运输车辆、建筑、电子/电气等行业中。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种LFT-D材料的汽车底部导流板，其特征是，所述汽车底部导流板的材料为LFT-D，所述LFT-D的原材料包括聚合物基体颗粒、玻璃纤维、添加剂。

2.根据权利要求1所述的一种LFT-D材料的汽车底部导流板，其特征是，所述聚合物基体颗粒的主要成分为聚丙烯PP，所述玻璃纤维占原材料总质量的25-30％，所述添加剂包括阻燃剂、抗氧化剂和粘合促进剂。

3.根据权利要求1所述的一种LFT-D材料的汽车底部导流板，其特征是，所述LFT-D材料的汽车底部导流板成品内玻璃纤维平均长度达25mm。

4.根据权利要求1所述的一种LFT-D材料的汽车底部导流板，其特征是，所述LFT-D材料的密度是SMC材料密度的2/3，钢材密度的1/6～1/7。

5.一种制造权利要求1所述的LFT-D材料的汽车底部导流板的方法，其特征是，该制造方法包括以下生产工艺：

A、将聚合物基体颗粒和添加剂输送到重力混合计量单元中，根据汽车底部导流板的机械性能要求进行材料的混配；

B、将混配好的原料送入双螺杆挤出机中进行塑化，熔融的混合物通过一个薄膜模头形成类似瀑布的聚合物薄膜，该聚合物薄膜直接被送入到双螺杆混炼挤塑机的开口处；

C、在熔融的混合物通过一个薄膜模头形成类似瀑布的聚合物薄膜的同时，玻璃纤维粗纱通过特别设计的粗纱架，在经过预热、分散程序后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出机中；

D、在双螺杆挤出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之中，然后直接送入压制模具的投料区中成型，模压固化成型后，脱模。

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