[发明专利]一种薄壁化汽车保险杠专用聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄壁化汽车保险杠专用聚丙烯复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。目前汽车保险杠大部分都采用塑料制造，其中聚丙烯复合材料是制造保险杠的首选。

随着汽车工业的发展汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路上。今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。目前保险杠轻量化的主要方向是薄壁化趋势，降低材料的使用量，从而达到车身减重的目的，节省油耗。

目前主流保险杠的壁厚一般为3mm，薄壁化保险杠的壁厚一般为2.5mm，更低的甚至达到2mm。保险杠薄壁化面临的难题是，必须保证保险杠薄壁化之后的力学性能尤其是刚性不受损失，传统的保险杠用聚丙烯复合材料一般采用滑石粉填充增加刚性，同时为保证其韧性，添加大量的热塑性弹性体，而滑石粉作为保险杠常用增强填料在保险杠薄壁化之后，刚性迅速下降，因此开发薄壁化保险杠专用聚丙烯复合材料势在必行。

本发明采用聚丙烯、热塑性弹性体、超细滑石粉、短切扁平玻璃纤维(flatfiber)、热稳定剂、光照稳定剂、聚丙烯专用成核剂共混制备了一种超高流动性的薄壁化汽车保险杠专用聚丙烯复合材料，该复合材料由于采用扁平玻璃纤维(flat fiber)替代了部分超细滑石粉，不仅显著提高了聚丙烯复合材料刚性和耐热性，使薄壁化之后的保险杠有足够的刚性。同时由于扁平玻璃纤维的截面呈现扁平状，纤维整体呈现类似滑石粉的片状结构，因此流动性远远高于通常的圆形截面玻璃纤维，制件表面没有浮纤，而且注塑过程中在制件内部的分布趋向于各向同性，因此也不会产生一般玻纤增强材料所出现的翘曲变形现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄壁化汽车保险杠专用聚丙烯复合材料及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷，满足汽车保险杠薄壁化发展的需要。

为了达到上述目的，本发明提供了一种薄壁化汽车保险杠专用聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下以重量百分数计的原料制成：

聚丙烯               44-78％；

热稳定剂               0-2％；

加工助剂               0-2％；

山梨醇类成核剂         0-2％；

增韧剂                5-15％；

相容剂                0-10％；

超细滑石粉           1 5-20％；

短切扁平玻璃纤维      2-5％。

优选地，所述的聚丙烯为均聚、共聚聚丙烯或两者的混合物，其熔体流动速率为50-1000g/10min。

优选地，所述的热稳定剂为酚类、亚磷酸酯类热稳定剂或两者的混合物。

优选地，所述的加工助剂为硬脂酸复合酯类加工助剂。

优选地，所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和三元乙丙胶中的任意一种或两种以上的混合物。

优选地，所述的相容剂为极性单体接枝聚合物。

更优选地，所述的极性单体接枝聚合物为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯-α-乙烯-辛烯共聚物或二者的混合物。

优选地，所述的短切扁平玻璃纤维(flat fiber)为聚丙烯专用无碱短切玻璃纤维，其玻纤截面为扁平状，截面宽厚比为2-10∶1。

本发明还提供了上述薄壁化汽车保险杠专用聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：将聚丙烯、热稳定剂、加工助剂、山梨醇类成核剂、增韧剂、超细滑石粉和相容剂混合后，加入长径比为30-60∶1的双螺杆挤出机中熔融分散，同时将短切扁平玻璃纤维通过失重式计量秤从侧喂料口加入双螺杆挤出机中，挤出造粒。

优选地，所述双螺杆挤出机的长径比为40∶1，该双螺杆挤出机在挤出造粒时的各段温度皆为190-240℃。

本发明采用短切扁平玻璃纤维(flat fiber)替代部分超细滑石粉，增加了材料刚性，满足汽车保险杠薄壁化的需求，同时扁平玻纤不会造成制件表面浮纤以及翘曲变形。