[00126080]一种长玻纤增强聚丙烯材料、制备方法及其应用

①课题来源与背景; 目前汽车零部件生产厂家普遍采用高压注塑成型来生产汽车门板,低压注塑工艺起源于欧洲的汽车工业,到目前为止在欧美、日韩等的汽车工业领域和电子电气领域已经成功应用了十几年,在我国目前尚处在初步阶段。这种成型加工技术包括：在控制注射速度和压力的同时,向模腔注入完全塑化的熔融料,以便在整个充模过程中,保证获得完整平滑的熔流锋面或熔流前缘。上述途径无须成型件外部保压,可节省原料多达5%,并降低了制件的模塑残余应力。与常规的高压高速成型法相比,低压注塑使用先进的计算机控制注射过程,在整个充模过程,精确量的熔体被平稳的注入到模具腔体中,在到达模腔边缘前保持连续的熔流锋面,这种加工方法与常规方法适用的常识相反,无须告诉高压充模,熔体在充模时即逐步冷却、变硬。高压力保压会将应力带入最终制品中,导致制件翘曲变形较大,而且高速和高压,要求较大锁模力的设备和成本更高的模具。汽车用车门护板最初采用饭金件,为降低车身重量和材料成本,目前通常采用长玻纤增强聚丙烯材料。长玻纤增强聚丙烯材料作为一种新型通用工程塑料,它具有高强度、高刚度、刚冲击强度、低密度、低翘由蠕变性、抗动态疲劳性能优异的性能,因其性价比高,广泛应用于汽车、家电等结构零部件,目前不仅应用在汽车外部结构部件,如发动机罩盖、前端支架等,而且因为其优异的力学性能和高的性价比,也开始广泛应用在汽车内饰部件,如内护板、仪表板、安全气囊壳体等部件,取代金属、短玻纤增强尼龙等材料。但是,长玻纤增强聚丙烯材料由于纤维长度较长,材料的流动性较低,国内生产的长玻纤增强聚丙烯材料刚性可以满足门护板的要求,但是在低压注塑时存在缺料,注塑不良率高的问题,国外长玻纤增强聚丙烯虽然可以同时满足刚性和低压注塑的要求,但是材料成本较高。 ②技术原理及性能指标; 本项目的长玻纤增强聚丙烯复合材料包括以下重量份的组分制成：聚丙烯55～75份,连续玻璃纤维20～40份,偶联剂0.1～ 0.5份,主抗氧剂0.01～0.1份,辅助抗氧剂0.01～0 .1份,润滑剂0.5～1份,相容剂3.5～4.2份。聚丙烯为高融指嵌段共聚聚丙烯,所述的高融指嵌段共聚聚丙烯的共聚单体为乙烯,乙烯基含量为2～4mol%,聚丙烯的熔体流动速率（230℃,2.16Kg）为110～120g/10min;连续玻璃纤维选自 连续无碱玻璃纤维,线密度为1000～4800tex;相容剂为马来酸四千接枝聚丙烯,密度为0.89～0.9lg/c时,熔点为160～180℃,熔体流动速率（230℃,2.16Kg）为110～120g/10min,马来酸町的接枝率为0.8～1.2%;偶联剂选自 氢丙基兰乙氧基硅烷或 y-2,3环氧丙氧一丙基兰甲氧基硅烷。主抗氧剂选自四［甲基 自（3, 5二叔丁基4 f圣基苯基）丙酸 ］季戊四醇醋、自（3, 5二叔丁基4 f圣基苯基）丙酸正十八碳醇醋或NN ’ 双（3 （3 5二叔丁基4-羟基苯基）丙酰基）己二胺。辅助抗氧剂选自三［2,4二叔丁基苯基］ 亚磷酸酯或二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯。润滑剂选自乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸钙、聚乙烯蜡或季戊四醇硬脂酸酯中的一种以上。 ③技术的创造性与先进性; 本项目同现有技术相比,具有如下优点和有益效果：本发项目生产的长玻纤增强聚丙烯复合材料不仅具有良好的刚韧性,同时具有良好的流动性,既可以满足汽车门板对材料的刚性要求,又可以满足低压注塑的成型工艺。此材料同时具备优异的刚性、冲击韧性和良好的耐热温度,特别是具有优异的低温冲击性能,设计简单、成本低、产能高的特点。本项目提供的长玻纤增强聚丙烯复合材料广泛应用在汽车仪表板、车门板、内护板等汽车零部件,具有成本低、注塑成型周期短、制件残余应力低、翘曲变形小、产品不良率低等特点。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性; 本项目技术所研发技术目前较为成熟。 ⑤应用情况及存在的问题; 本项目由公司自主研发,项目开发采用项目经理负责下的小组协调机制进行,由项目经理牵头组建相关技术人员构成的项目小组,在分工明确的基础上,相互配合。在经费管理上,按公司研发项目立项管理制度、研发项目费用核算管理制度操作规范,利用企业自有资金,由公司自主立项,实行专款专用,保证项目顺利实施。 本技术转化的了多款新产品,已进行产业化应用,客户满意度极高,产品技术创新,产品性能稳定,目前未出现明显问题。 ⑥历年获奖情况; 本项目目前已获得一项发明专利。