CN102702614B - 一种复合聚丙烯汽车门板模块 - Google Patents
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Abstract
一种复合聚丙烯汽车门板模块，用于解决长玻璃纤维增强聚丙烯门板模块注塑成型过程中外观浮纤，翘曲变形的问题。它以长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒和短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒为原料，经混合注塑成型制成，所述原料中长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒和短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒的质量比为1：1。本发明原料中使用的长玻璃纤维增强聚丙烯材料能够起到提高产品强度、硬度、韧性、高温疲劳强度的作用，短玻璃纤维增强聚丙烯材料主要起到提高产品工艺性能及美化外观的作用。长、短玻璃纤维增强聚丙烯材料的优选配合使用，使门板模块在保持良好的物理性能同时，还很好地改善了单独使用长玻纤增强聚丙烯存在的注塑成型过程中外观浮纤，翘曲变形，流动性差等不足。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车部件，尤其是低成本且具有优良物理性能和工艺性能的复合聚丙烯汽车门板模块。
背景技术
传统汽车门板模块是采用金属材质经钣金焊接而成，此种汽车门板模块工序繁琐、成本高、车身重、工作效率低下，而且在长期使用过程中，个别焊点有可能出现开焊现象。此外，钣金门板模块占用模具多、研发周期长、开发费用高，不利于产品的整体设计，不利于车型的更新换代及轻量化的设计方向。随着汽车工业的快速发展，汽车门板的材料及工艺也在不断研究和改进，一种长玻纤增强聚丙烯是倍受人们关注的新材料之一。做为汽车模块载体材料，该材料不仅能有效地提高制品的刚性、抗冲击强度、抗蠕变性能和尺寸稳定性，而且可以做出复杂的汽车模块制品，与传统的钣金门板模块相比，该材质门板模块具有成本低，耐冲击，耐腐蚀，耐振动，降噪音，便于车门结构的整体化设计等优点。但长玻璃纤维增强聚丙烯材料用于制造汽车门板模块也存有一些问题，主要是长玻纤增强聚丙烯材料的流动性较差，在注塑成型过程中存有外观浮纤，翘曲变形等不足，需要通过涂料进行表面处理，因而增加了制作成本，也延长了制作工艺。
发明内容
本发明用于克服已有技术的缺陷、提供一种物理性能优良且无需对产品表面进行二次处理的复合聚丙烯汽车门板模块。
本发明所称问题是由以下技术方案解决的：
一种复合聚丙烯汽车门板模块，特别之处是它以长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒和短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒为原料，经混合注塑成型制成，所述原料中长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒和短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒的质量比为1：1。
上述复合聚丙烯汽车门板模块，所述长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒包括如下质量份的原料：聚丙烯 35-55，无碱粗纱玻璃纤维 40-60 ，接枝聚丙烯 2-5，抗浮纤剂 1-3，硅烷偶联剂 0.1-0.5，抗氧剂0.1-1，其中，无碱粗纱玻璃纤维直径为9-14微米，它以12-15毫米的长度存在于长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒；所述短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒包括如下质量份的原料：聚丙烯65-85，无碱粗纱玻璃纤维 10-30，接枝聚丙烯 0.5-2.5，抗浮纤剂 0.1-1，硅烷偶联剂 0.1-0.5，抗氧剂 0.1-0.5，其中，无碱粗纱玻璃纤维直径为9-14微米，它以0.2-0.4毫米长度存在于短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒中。
上述复合聚丙烯汽车门板模块，所述接枝聚丙烯为接枝马来酸酐的聚丙烯颗粒，所述抗浮纤剂为N、N-双乙撑脂肪酸酰胺表面爽滑剂，所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
上述复合聚丙烯汽车门板模块，所述长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒及短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒原料中分别还加入如下质量份的原料：爽滑剂 0.1-0.5，染色剂 1-3；所述爽滑剂为硬脂酸钙，所述染色剂为黑色母粒
本发明针对现有长玻璃纤维增强聚丙烯门板模块注塑成型过程中存有外观浮纤，翘曲变形等方面的缺陷进行了改进，经过精心研究、反复试验，设计了一种具有良好物理性能、且可以在注塑成型过程中保持良好外观品质的复合聚丙烯材质汽车门板模块。所述汽车门板模块以长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒和短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒为原料，经注塑成型而成。其中，长玻璃纤维增强聚丙烯材料主要起到提高产品强度、硬度、韧性、高温疲劳强度等物理性能的作用，短玻璃纤维增强聚丙烯材料主要起到提高产品工艺性能及美化外观的作用。长、短玻璃纤维聚丙烯材料的优选配合使用，使所述门板模块在保持长玻璃纤维增强聚丙烯材料良好的物理性能同时，还很好地改善了单独使用长玻纤增强聚丙烯存在的注塑成型过程中外观浮纤，翘曲变形，流动性差等不足，得到了很好的综合性能。
具体实施方式
本发明所述复合聚丙烯材质汽车门板模块，以长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒和短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒为原料，经混合注塑成型制成，原料中长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒和短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒的质量比为1：1。所述长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒以聚丙烯为基材，通过引入无碱粗纱玻璃纤维（无碱粗纱玻璃纤维是指碱金属氧化物含量小于1%的铝硼硅酸盐玻璃成分、单丝直径为9-14微米的玻璃纤维），采用牵引玻纤同芯挤出方式（即以玻纤做芯，外面包覆一层熔融聚丙烯后挤出牵引后再切粒），制造出玻纤长度及颗粒长度为12-15mm的长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒；短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒以聚丙烯为基材，通过引入无碱粗纱玻璃纤维，采用双螺杆共混挤出技术，生产出玻纤长度仅为0.2-0.4mm的短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒；然后，将两种不同玻纤长度的增强聚丙烯颗粒料按照1:1的比例均匀混合，经注塑模压成型制成汽车门板模块。该汽车门板模块在保持长玻璃纤维增强聚丙烯材料极佳的物理性能的同时，还具有生产效率高、生产周期短，门板模块的综合性能良好、成本下降等特点。
所述长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒包括如下质量份的原料：聚丙烯 35-55，无碱粗纱玻璃纤维 40-60 ，接枝聚丙烯 2-5，抗浮纤剂1-3，硅烷偶联剂 0.1-0.5，抗氧剂0.1-1，其中，无碱粗纱玻璃纤维以12-15毫米较长的长度存在于长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒中，其直径为9-14微米；长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒原料中还可以加入如下质量份的原料：爽滑剂 0.1-0.5，染色剂 1-3。所述短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒包括如下质量份的原料：聚丙烯65-85，无碱粗纱玻璃纤维 10-30，接枝聚丙烯 0.5-2.5，抗浮纤剂 0.1-1，硅烷偶联剂 0.1-0.5，抗氧剂 0.1-0.5，其中，无碱粗纱玻璃纤维以0.2-0.4毫米较短的长度存在于短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒中，其直径为9-14微米；短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒原料中还可以加入如下质量份的原料：爽滑剂 0.1-0.5，染色剂 1-3。上述原料中聚丙烯以国内外石化公司生产的熔指在2-6g/10min的聚丙烯粒料均可作为基础材料，例：8303、T30S、EPR30S、548R等多种均聚或共聚聚丙烯都可满足要求；无碱粗纱玻璃纤维可以使用1200tex、2400tex两种经过硅烷偶联剂KH550表面处理的连续玻璃纤维；接枝聚丙烯，是采用反应挤出生产的接枝马来酸酐（MAH）的聚丙烯颗粒料；抗浮纤剂可采用江苏兴泰国光公司生产的N、N-双乙撑脂肪酸酰胺表面爽滑剂，具有较好的抗浮纤作用；抗氧剂采用台湾双键化学工业有限公司的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，分子式：[C73H108O12]；爽滑剂可采用台湾双键化学工业有限公司生产的硬脂酸钙，分子式：C36H70CaO4；染色剂采用天津彩虹公司的黑色母粒；硅烷偶联剂采用南京曙光化学工业公司的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，分子式：H2N(CH2)3Si(OC2H5)3。
经试验检测本发明汽车门板模块的物理性能如下表：
从表中试验数据可以看出：本发明汽车门板模块，具有优良的物理性能，且在保持长玻纤维增强聚丙烯材料的高力学性能的基础上，很好地改善了单独使用长玻纤增强聚丙烯存在的注塑成型过程中外观浮纤，翘曲变形，流动性差等不足，得到了良好的综合性能。
以下提供几个具体的实施例：
实施例1、长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒按照如下配比称取原料：聚丙烯 35KG，无碱粗纱玻璃纤维 40KG ，接枝聚丙烯 3KG，抗浮纤剂 1KG，硅烷偶联剂 0.15KG，抗氧剂0.1KG，其中，无碱粗纱玻璃纤维直径为9-14微米；
短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒按照如下配比称取原料：聚丙烯65KG，无碱粗纱玻璃纤维 10GK，接枝聚丙烯 0.5KG，抗浮纤剂 0.1KG，硅烷偶联剂 0.1KG，抗氧剂 0.1KG，其中，无碱粗纱玻璃纤维直径 为9-14微米。
将上述长玻璃纤维增强聚丙烯原料采用牵引玻纤同芯挤出方式制造出玻纤长度及颗粒长度为12-15mm的长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒；而上述短玻璃纤维增强聚丙烯原料采用双螺杆共混挤出技术，生产出玻璃纤维长度0.2-0.4毫米的短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒；将上述两种颗粒按照质量比为1：1的比例混配，经注塑成型模压成型制成汽车门板模块。
实施例2、长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒按照如下配比称取原料：聚丙烯 45KG，无碱粗纱玻璃纤维 50KG ，接枝聚丙烯 2KG，抗浮纤剂2KG，硅烷偶联剂 0. 5KG，抗氧剂0.5KG，其中，无碱粗纱玻璃纤维直径为 9-14微米；
短玻璃纤维聚丙烯颗粒按照如下配比称取原料：聚丙烯75KG，无碱粗纱玻璃纤维 30GK，接枝聚丙烯 1KG，抗浮纤剂 0.4KG，硅烷偶联剂 0.3KG，抗氧剂 0.2KG，其中，无碱粗纱短玻璃纤维直径为9-14微米。
将上述长玻璃纤维增强聚丙烯原料采用牵引玻纤同芯挤出方式制造出玻纤长度及颗粒长度为12-15mm的长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒；而上述短玻璃纤维增强聚丙烯原料采用双螺杆共混挤出技术，生产出玻璃纤维长度0.2-0.4毫米的短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒；将上述两种颗粒按照质量比为1：1的比例混配，经注塑成型模压成型制成汽车门板模块。
实施例3、长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒按照如下配比称取原料：聚丙烯 50KG，无碱粗纱玻璃纤维55KG ，接枝聚丙烯 5KG，抗浮纤剂 3KG，硅烷偶联剂 0.1KG，抗氧剂0.7KG，爽滑剂 0.2KG，染色剂 3 KG,其中，无碱粗纱玻璃纤维直径为9-14微米；
短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒按照如下配比称取原料：聚丙烯85KG，无碱粗纱玻璃纤维 20GK，接枝聚丙烯 2.5KG，抗浮纤剂 0.7KG，硅烷偶联剂 0.5KG，抗氧剂 0.5KG，爽滑剂 0.1KG，染色剂 2 KG,其中，无碱粗纱短玻璃纤维直径为9-14微米。
将上述长玻璃纤维增强聚丙烯原料采用牵引玻纤同芯挤出方式制造出玻纤长度及颗粒长度为12-15mm的长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒；而上述短玻璃纤维增强聚丙烯原料采用双螺杆共混挤出技术，生产出玻璃纤维长度0.2-0.4毫米的短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒；将上述两种颗粒按照质量比为1：1的比例混配，经注塑成型模压成型制成汽车门板模块。
实施例4、长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒按照如下配比称取原料：聚丙烯 55KG，无碱粗纱玻璃纤维 60KG ，接枝聚丙烯 4KG，抗浮纤剂 1.5KG，硅烷偶联剂 0.4KG，抗氧剂1KG，爽滑剂 0.5KG，染色剂 1KG,其中，无碱粗纱玻璃纤维直径为9-14微米；
短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒按照如下配比称取原料：聚丙烯70KG，无碱粗纱玻璃纤维 25GK，接枝聚丙烯 2KG，抗浮纤剂 1KG，硅烷偶联剂 0.4KG，抗氧剂 0.4KG，爽滑剂 0.3KG，染色剂 1.5 KG,其中，无碱粗纱短玻璃纤维直径为9-14微米。
将上述长玻璃纤维增强聚丙烯原料采用牵引玻纤同芯挤出方式制造出玻纤长度及颗粒长度为12-15mm的长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒；而上述短玻璃纤维增强聚丙烯原料采用双螺杆共混挤出技术，生产出玻璃纤维长度0.2-0.4毫米的短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒；将上述两种颗粒按照质量比为1：1的比例混配，经注塑成型模压成型制成汽车门板模块。
Claims (2)
1. 一种复合聚丙烯汽车门板模块，其特征在于，它以长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒和短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒为原料，经混合注塑成型制成，所述原料中长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒和短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒的质量比为1：1；
所述长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒包括如下质量份的原料：聚丙烯 35-55，无碱粗纱玻璃纤维 40-60 ，接枝聚丙烯 2-5，抗浮纤剂 1-3，硅烷偶联剂 0.1-0.5，抗氧剂0.1-1，其中，无碱粗纱玻璃纤维直径为9-14微米，它以12-15毫米的长度存在于长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒；所述短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒包括如下质量份的原料：聚丙烯65-85，无碱粗纱玻璃纤维 10-30，接枝聚丙烯 0.5-2.5，抗浮纤剂 0.1-1，硅烷偶联剂 0.1-0.5，抗氧剂 0.1-0.5，其中，无碱粗纱玻璃纤维直径为9-14微米，它以0.2-0.4毫米长度存在于短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒中；
所述接枝聚丙烯为接枝马来酸酐的聚丙烯颗粒，所述抗浮纤剂为N、N-双乙撑脂肪酸酰胺表面爽滑剂，所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
2. 根据权利要求1所述的复合聚丙烯汽车门板模块，其特征在于，所述长玻璃纤维增强聚丙烯颗粒及短玻璃纤维增强聚丙烯颗粒原料中分别还加入如下质量份的原料：爽滑剂 0.1-0.5，染色剂 1-3；所述爽滑剂为硬脂酸钙，所述染色剂为黑色母粒。
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