CN102976619A - 一种用于汽车保险杠的玻璃纤维 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于汽车保险杠的玻璃纤维，纤维中含有以下重量百分比的物质：54～57%SiO2、12～25%CaO、5～10%B2O3、10～17%Al2O3、0.1～8%MgO、余量为Na2O、K2O，本发明与现有技术相比，所制的车用保险杠用玻璃纤维增强材料，其成分的基础是SiO2、Al2O3、CaO三元系统，它是通过优化方法寻求钙长石、假硅灰石和ɑ-鳞石英与液相、气相平衡，添加B2O3代替部分SiO2，再添加MgO代替部分CaO，使所获的玻璃纤维富有弹性，从而使制得的汽车保险杠被碰撞后吸收能量，保险杠碎片不粉碎性散落的低共熔点车用保险杠玻璃纤维成分组合。

Description

一种用于汽车保险杠的玻璃纤维
技术领域
本发明属于高分子复合材料，特别涉及用于汽车保险杠的玻璃纤维。
背景技术
汽车保险杠作为车身上重要的安全防护装置，目前汽车保险杆的材料仍然采用增韧聚丙烯(PP)和乙丙弹性体与聚烯烃的共混物(PP+EPDM)两种，它们在力学性能上拉伸强度和刚性都比较好，但耐冲击性比较差，其缺口冲击强度只能达到50多KJ.m，特别是增韧聚丙烯(PP)在低温时，其耐冲击性只能达到40多KJ.m，凸显出材料脆性，如果汽车保险杆在生产成型后，产品内部还存在着取向应力，冲击强度会显著降低；从而导致发生碰撞后汽车保险杠吸能性差，保险杠易发生粉碎性散落，轻则汽车轮胎被刺破，重则造成交通事故伤人的严重问题。
发明内容
本发明所要解决的第1个技术问题是，提供一种适合汽车保险杠的含B2O3玻璃纤维增强复合材料。
本发明采取的技术方案为：一种用于汽车保险杠的玻璃纤维，纤维中含有以下重量百分比的物质：
Figure BDA0000240747771
Figure BDA0000240747772
Na2O、K2O均小于0.5%～0.7%
优选的材料含有以下重量百分比的物质：
Figure BDA0000240747773
所述的玻璃纤维直径小于9um，
本发明与现有技术相比，所制的车用保险杠用玻璃纤维增强材料，其成分的基础是SiO2 、Al2O3 、CaO三元系统，它是通过优化方法寻求钙长石、假硅灰石和ɑ-鳞石英与液相、气相平衡，添加B2O3代替部分SiO2，再添加MgO代替部分CaO，使所获的玻璃纤维富有弹性，从而使制得的汽车保险杠被碰撞后吸收能量，保险杠碎片不粉碎性散落的低共熔点车用保险杠玻璃纤维成分组合。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细的说明。
实施例1：
a、首先将纤维原料SiO2、Al2O3 、CaO、B2O3、MgO 、Na2O、K2O先放入100℃恒温干燥箱干燥6小时，控制水分含量ｐ/ｐ=0.2～0.6，以保证被熔化后玻璃液均质；
b、将烘干的玻璃纤维原料放入炉窑中，在30～40min范围内升温至1580℃，，这时硅酸盐反应已告结束，剩余残留的石英颗粒也发生溶解，玻璃液开始形成，继续保温15～20min排除气泡制得澄清玻璃液，将熔液经铂合金漏板拉丝制得直径小于9um的玻璃纤维长丝，将玻璃纤维长丝进行短切，再在离心机中分散均匀，干燥至恒重即可。
所述的原料的重量配比为
Figure BDA0000240747774
由于车用保险杠专用增强玻璃纤维，是由SiO2、Al2O3和CaO三元系形成基础成份，是由钙长石、假硅灰石和ɑ-鳞石英与液相、气相平衡，在此基础上用B2O3代替部分SiO2，用MgO代替部分CaO，形成金属氧化物含量小于0.7%的铝硼硅酸盐特质玻璃组分，经过熔融反应加工制取富有弹性玻璃纤维。
发明所述保险杠专用铝硼硅酸盐玻璃析晶温度经测定在1080℃～1170℃之间.所以要控制生产加工车用保险杠专用增强玻璃纤维的炉窑温度在1580℃以上，玻璃不会出现析晶现象，制造出的玻璃能够满足玻璃纤维对弹性指标要求，其硅酸盐成分易于熔化、澄清、均化和成形，这样铂合金漏板所制取的直径9um以下的玻璃纤维可获得良好工艺性能和物理化学性能。
实施例2：
玻璃纤维原料重量配比为：
Figure BDA0000240747775
Figure BDA0000240747776
其余与实施例1相同。
实施例3：
除原料重量配比为：
Figure BDA0000240747777
其余与实施例1相同。
实施例1、2、3所制的单丝玻璃纤维的技术指标如下：
Figure BDA0000240747778
由MgO、Al2O3、SiO2组成玻璃结构紧密，所以强度较好，原料重量配比对强度影响较大。
实施例4：
将实施例1、2所制的玻璃纤维加入PP塑料及相关的添加剂，其质量份配比如下：
本发明的聚丙烯（PP)：采用中国石油化工股份有限公司广州分公司产品；PP树脂与玻纤的黏结性较一般厂家好。
硅烷偶联剂KH550：广州市创锦鑫化工科技有限公司成核透明剂ZC-3：烟台只楚合成化学有限公司
抗氧剂1010：宜兴市天使合成化学有限公司。
将上述原料按比例在高速混合机中将多相原料混合均匀，由双螺杆挤出机挤出造粒；即可
实施例5：
除将玻璃纤维用国产或进口PP材料替换外，其余与实施例4相同。
其结果如下表所示：
所制的产品采用国家标准GB/T9341-2000在规定条件下，测定塑料弯曲性能。
在国家标准GB/T 1043.1-2008规定条件下，测定塑料简支梁冲击性能。
在国家标准GB/T3398.2-2008规定条件下，测定塑料洛氏硬度测定。
Figure BDA00002407477710
注：①按GB/T1043.1-2008测试，测试温度22℃；
对于一种含B2O3玻璃纤维增强汽车保险杠发明我们进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于汽车保险杠的玻璃纤维，其特征在于：纤维中含有以下重量百分比的物质：
Figure FDA0000240747761
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车保险杠的玻璃纤维，其特征在于：Na2O、K2O的含量均小于0.5%～0.7%。
3.根据权利要求1所述的一种用于汽车保险杠的玻璃纤维，其特征在于：纤维含有以下重量百分比的物质：
Figure FDA0000240747762
4.根据权利要求1所述的一种用于汽车保险杠的玻璃纤维，其特征在于：所述的玻璃纤维直径小于9um。
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