CN109265823A - 一种汽车防撞梁及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车防撞梁及其制备方法，涉及汽车零配件制备技术领域。一种汽车防撞梁，以重量份计包括：0‑40份玻璃纤维、聚丙烯10‑50份、填料10‑50份和助剂5‑20份；制备方法包括步骤1、原材料改性：包括玻璃纤维改性、聚丙烯改性；步骤2、原料制粒混合：将改性后的玻璃纤维、聚丙烯以及助剂混合搅拌均匀，混合后加入双螺杆挤出机中得到混合材料；步骤3、模压成型：将得到的混合材料先在烘箱中加热至200‑230℃，通过模具一次模压成型，模压模具温度为50℃，成型后冷却即得汽车防撞梁。本发明通过以玻璃纤维和聚丙烯为主体材料并添加助剂后经过热压复合而成，制得的防撞梁具有质轻、高强、性能优越的特点。

Description

一种汽车防撞梁及其制备方法
技术领域
本发明属于汽车零配件制备技术领域，特别是涉及一种汽车防撞梁及一种汽车防撞梁的制备方法。
背景技术
随着科学技术的进步，汽车也得到了迅猛的发展。在我国，汽车的使用非常高，并且的汽车的保有量也呈逐年增长，交通拥堵和安全的问题也愈发凸显，随之而来的交通事故也频频发生。当然，一些不可抗力的交通意外事故不可能完全避免。防撞梁作为汽车的重要部件，在车辆碰撞过程中能最大限度的保护乘员安全。因此，提高汽车防撞梁的可靠性具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车防撞梁，通过以玻璃纤维和聚丙烯为主体材料并添加助剂后经过热压复合而成，制得的防撞梁具有质轻、高强、性能优越的特点。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种汽车防撞梁，以重量份计包括：10-40份玻璃纤维、聚丙烯10-50份、填料10-50份和助剂5-20份。
进一步地，以重量份计包括：20-30份玻璃纤维、聚丙烯25-30份和助剂10-15份。
进一步地，所述玻璃纤维包括玻璃纤维连续毡、短切毡或者单向毡。
进一步地，所述助剂包括增韧剂、阻燃剂，所述助剂还包括抗氧剂、光稳定剂、抗静电剂、偶联剂、润滑剂、抗菌剂、抗水解剂、颜料中的至少一种。
一种汽车防撞梁的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、原材料改性：包括玻璃纤维改性、聚丙烯改性改性；
步骤2、原料制粒混合：将改性后的玻璃纤维、聚丙烯以及助剂混合搅拌均匀，混合后加入双螺杆挤出机中得到混合材料；
步骤3、模压成型：将得到的混合材料先在烘箱中加热至200-230℃，通过模具一次模压成型，模压模具温度为50℃，成型后冷却即得汽车防撞梁。
进一步地，所述玻璃纤维改性具体包括如下步骤：
A01、配制浸渍溶液：将水溶性聚酯、改性聚氨酯水性乳液、硅烷偶联剂、去离子水、铵盐和脂肪酸酰胺按重量份称重混合，搅拌均匀，并调整PH值为3-6；其中，各组分的重量份为：水溶性聚酯1，硅烷偶联剂3-10，铵盐0.01-3，脂肪酸酰胺3-6，去离子水60-84；
A02、将续玻璃纤维毡浸泡在浸渍溶液中并超声处理5-20分钟；
A03、取出的玻璃纤维毡，避光干燥即得改性玻璃纤维。
进一步地，所述聚丙烯改性具体包括将聚丙烯和改性组份放入密炼机中搅拌混合均匀，挤出制得改性聚丙烯；
其中，所述改性组份与聚丙烯的重量比为1:5-10；所述改性组份以重量百分比计包括:滑石粉20-50％、钛白粉10-20％、锌氧粉10-30％、相容剂10-20％和硬脂酸10-30％。
进一步地，所述填料改性具体宝库将填料在800-1000℃高温下煅烧30-40分钟，煅烧后冷却即得改性填料。
进一步地，所述步骤3模压成型中合模压力为18～20MPa，压制时间为130～170s。
进一步地，所述步骤3模压成型中冷却采用梯度冷却法，具体包括在温度为120℃条件下冷却至120℃并恒温保持1-3分钟，再在75℃条件下冷却至75℃并恒温保持1-3分钟，最后在室温下完全冷却。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过以玻璃纤维和聚丙烯为主体材料并添加助剂后经过热压复合而成，制得的防撞梁具有质轻、高强、性能优越的特点；本发明制备的防撞梁制备材料用于防撞梁模压成型时，模压成型工艺易控制；本发明对玻璃纤维和聚丙烯进行改性后进行混合，提高了玻璃纤维和聚丙烯的结合强度。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
实施例1
一种汽车防撞梁，以重量份计包括：30份玻璃纤维、聚丙烯30份和助剂10份。
优选地，玻璃纤维选用玻璃纤维连续毡。
优选地，助剂包括增韧剂、阻燃剂，助剂还包括光稳定剂、抗静电剂、偶联剂、润滑剂；
其中，增韧剂为三元乙丙橡胶(EPDM)，阻燃剂为氢氧化镁，润滑剂为硬脂酸钙，光稳定剂为双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，偶联剂选自硅烷偶联剂，抗静电剂为聚醚酯酰胺。
一种汽车防撞梁的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、原材料改性：包括玻璃纤维改性、聚丙烯改性；
步骤2、原料制粒混合：将改性后的玻璃纤维、聚丙烯以及助剂混合搅拌均匀，混合后加入双螺杆挤出机中得到混合材料；
步骤3、模压成型：将得到的混合材料先在烘箱中加热至210℃，通过模具一次模压成型，模压模具温度为50℃，成型后冷却即得汽车防撞梁。
优选地，玻璃纤维改性具体包括如下步骤：
A01、配制浸渍溶液：将水溶性聚酯、改性聚氨酯水性乳液、硅烷偶联剂、去离子水、铵盐和脂肪酸酰胺按重量份称重混合，搅拌均匀，并调整PH值为4；其中，各组分的重量份为：水溶性聚酯1，硅烷偶联剂5，铵盐0.5，脂肪酸酰胺4，去离子水70；
A02、将续玻璃纤维毡浸泡在浸渍溶液中并超声处理5-20分钟；
A03、取出的玻璃纤维毡，避光干燥即得改性玻璃纤维。
优选地，聚丙烯改性具体包括将聚丙烯和改性组份放入密炼机中搅拌混合均匀，挤出制得改性聚丙烯；
其中，改性组份与聚丙烯的重量比为1:10；改性组份以重量百分比计包括:滑石粉35％、钛白粉15％、锌氧粉15％、相容剂15％和硬脂酸20％；
其中，相容剂为聚十二羟基硬脂酸酯接枝单宁酸相容剂。
优选地，步骤3模压成型中合模压力为19MPa，压制时间为75s。
优选地，步骤3模压成型中冷却采用梯度冷却法，具体包括在温度为120℃条件下冷却至120℃并恒温保持1-3分钟，再在75℃条件下冷却至75℃并恒温保持1-3分钟，最后在室温下完全冷却。
实施例2
一种汽车防撞梁，以重量份计包括：30份玻璃纤维、聚丙烯25份和助剂10份。
优选地，玻璃纤维选用玻璃纤维连续毡。
优选地，助剂包括增韧剂、阻燃剂，助剂还包括抗氧剂、光稳定剂、偶联剂、润滑剂、抗菌剂、抗水解剂、颜料；
其中，增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、阻燃剂为聚磷酸铵，抗氧剂为RD、光稳定剂为光聚-{[6-[(1,1,3,3,-四甲基丁基)-胺基]1,3,5,-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]-1,6-己烷二基-[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]}(简称光稳定剂944)、偶联剂为硅烷偶联剂、润滑剂为硬脂酸、抗菌剂为载银磷酸锆抗菌剂、抗水解剂为碳化二亚胺、颜料为炭黑。
一种汽车防撞梁的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、原材料改性：包括玻璃纤维改性、聚丙烯改性；
步骤2、原料制粒混合：将改性后的玻璃纤维、聚丙烯以及助剂混合搅拌均匀，混合后加入双螺杆挤出机中得到混合材料；
步骤3、模压成型：将得到的混合材料先在烘箱中加热至220℃，通过模具一次模压成型，模压模具温度为50℃，成型后冷却即得汽车防撞梁。
优选地，玻璃纤维改性具体包括如下步骤：
A01、配制浸渍溶液：将水溶性聚酯、改性聚氨酯水性乳液、硅烷偶联剂、去离子水、铵盐和脂肪酸酰胺按重量份称重混合，搅拌均匀，并调整PH值为5；其中，各组分的重量份为：水溶性聚酯1，硅烷偶联剂8，铵盐3，脂肪酸酰胺6，去离子水65；
A02、将续玻璃纤维毡浸泡在浸渍溶液中并超声处理5-20分钟；
A03、取出的玻璃纤维毡，避光干燥即得改性玻璃纤维。
优选地，聚丙烯改性具体包括将聚丙烯和改性组份放入密炼机中搅拌混合均匀，挤出制得改性聚丙烯；
其中，改性组份与聚丙烯的重量比为1:6；改性组份以重量百分比计包括:滑石粉25％、钛白粉10％、锌氧粉25％、相容剂15％和硬脂酸25％。
优选地，步骤3模压成型中合模压力为20MPa，压制时间为90s。
优选地，步骤3模压成型中冷却采用梯度冷却法，具体包括在温度为120℃条件下冷却至120℃并恒温保持1-3分钟，再在75℃条件下冷却至75℃并恒温保持1-3分钟，最后在室温下完全冷却。
实施例3、性能测试
强度测试：将产品总成固定在工装上，在Y0处以50mm/min速度加载，测试破坏时Y0处受力强度；
尺寸稳定性:将样品总成在90℃±2℃条件下存放4h，取出后在试验环境为23℃±2℃，湿度50％±5％下，5min内测试样品尺寸并计算尺寸变化率；
耐振性:在33Hz振动频率、3.5g振动加速度条件下；进行8小时耐震检测、上下振动4h，左右振动2h，前后振动2h；试验后检查样品变化；
低温耐冲击性：产品在-40℃±2℃条件下存放24h，用质量500g±5g的钢球从1000mm±10mm的高度落下，对产品表面进行落球冲击试验；
耐湿性：将产品放入温度40℃±3℃，相对湿度93％±5％的恒温横湿箱中，存放168h±2h，用干燥的清洁布擦干，在标准环境下冷却1h，检查其表面并进行记录；
性能测试结果如下表所示：
由上表可知，本发制备的汽车防撞梁强度高、尺寸稳定性、耐振性、低温耐冲击性以及耐湿性的性能优越。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种汽车防撞梁，其特征在于：以重量份计包括：10-40份玻璃纤维、聚丙烯10-50份和助剂5-20份。
2.根据权利要求1所述的一种汽车防撞梁，其特征在于，以重量份计包括：20-30份玻璃纤维、聚丙烯25-30份和助剂10-15份。
3.根据权利要求1所述的一种汽车防撞梁，其特征在于，所述玻璃纤维包括玻璃纤维连续毡、短切毡或者单向毡。
4.根据权利要求1所述的一种汽车防撞梁，其特征在于，所述助剂包括增韧剂、阻燃剂，所述助剂还包括抗氧剂、光稳定剂、抗静电剂、偶联剂、润滑剂、抗菌剂、抗水解剂、颜料中的至少一种。
5.如权利要求1-4任意一所述的一种汽车防撞梁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、原材料改性：包括玻璃纤维改性、聚丙烯改性；
步骤2、原料制粒混合：将改性后的玻璃纤维、聚丙烯以及助剂混合搅拌均匀，混合后加入双螺杆挤出机中得到混合材料；
步骤3、模压成型：将得到的混合材料先在烘箱中加热至200-230℃，通过模具一次模压成型，模压模具温度为50℃，成型后冷却即得汽车防撞梁。
6.根据权利要求5所述的一种汽车防撞梁的制备方法，其特征在于，所述玻璃纤维改性具体包括如下步骤：
A01、配制浸渍溶液：将水溶性聚酯、改性聚氨酯水性乳液、硅烷偶联剂、去离子水、铵盐和脂肪酸酰胺按重量份称重混合，搅拌均匀，并调整PH值为3-6；其中，各组分的重量份为：水溶性聚酯1，硅烷偶联剂3-10，铵盐0.01-3，脂肪酸酰胺3-6，去离子水60-84；
A02、将续玻璃纤维毡浸泡在浸渍溶液中并超声处理5-20分钟；
A03、取出的玻璃纤维毡，避光干燥即得改性玻璃纤维。
7.根据权利要求5所述的一种汽车防撞梁的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯改性具体包括将聚丙烯和改性组份放入密炼机中搅拌混合均匀，挤出制得改性聚丙烯；
其中，所述改性组份与聚丙烯的重量比为1:5-10；所述改性组份以重量百分比计包括:滑石粉20-50％、钛白粉10-20％、锌氧粉10-30％、相容剂10-20％和硬脂酸10-30％。
8.根据权利要求5所述的一种汽车防撞梁的制备方法，其特征在于，所述步骤3模压成型中合模压力为18～20MPa，压制时间为70-120s。
9.根据权利要求5所述的一种汽车防撞梁的制备方法，其特征在于，所述步骤3模压成型中冷却采用梯度冷却法，具体包括在温度为120℃条件下冷却至120℃并恒温保持1-3分钟，再在75℃条件下冷却至75℃并恒温保持1-3分钟，最后在室温下完全冷却。
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