一種用于lft-d生產(chǎn)工藝的高流動(dòng)、高模量、阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制作方法
【專利說(shuō)明】-種用于LFT-D生產(chǎn)工藝的高流動(dòng)、高模量、阻燃聚丙婦復(fù) 合材料
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于LFT-D生產(chǎn)工藝的高流 動(dòng)、高模量、阻燃聚丙帰復(fù)合材料。
[0003] 技術(shù)背景
[0004] 長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(簡(jiǎn)稱LFT)屬熱塑性復(fù)合材料的一種，也是當(dāng)前國(guó)外熱塑 性復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)。該材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)、環(huán)?？苫厥盏忍攸c(diǎn)，在汽車(chē)行業(yè)有著廣泛應(yīng) 用，如用來(lái)制作結(jié)構(gòu)和半結(jié)構(gòu)部件，如前端模塊、保險(xiǎn)杠橫梁、儀表盤(pán)骨架、電池巧架、備用 輪胎倉(cāng)、座椅骨架、腳踏板及整體底板等，是汽車(chē)輕量化的理想材料。LFT-D生產(chǎn)線也就是 長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料在線復(fù)合成型生產(chǎn)線，是將纖維與熱塑性樹(shù)脂在線復(fù)合直接模塑成 型制成產(chǎn)品，該生產(chǎn)線主要由Η部分組成，分別為擠出、搬運(yùn)（機(jī)器人）、成型（壓機(jī)）。其 中擠出部分主要是進(jìn)行樹(shù)脂的塑化、配混，樹(shù)脂與纖維復(fù)合，并輸出復(fù)合材料塊；壓機(jī)本體 則采用整體框架式結(jié)構(gòu)，前后主框架各采用一整塊鋼板通過(guò)線切割而成，結(jié)構(gòu)剛性好、精度 高，壓機(jī)前后帶有安全保護(hù)光柵及激光掃描器等安全保護(hù)裝置。
[0005] LFT-D成型技術(shù)是繼GMT和LFT-G之后又一種新的長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料工 藝技術(shù)，它區(qū)別于GMT和LFT-G的關(guān)鍵因素是半成品步驟被省去，在材料的選擇上更加靈 活，是近年來(lái)汽車(chē)復(fù)合材料行業(yè)中最受關(guān)注和市場(chǎng)成長(zhǎng)最快的一種嶄新的成型工藝技術(shù)。 在LFT-D技術(shù)中，不僅纖維的含量和纖維的長(zhǎng)度可W直接調(diào)節(jié)到最終部件的要求，其基體 聚合物也可W直接調(diào)節(jié)到最終部件的要求。通過(guò)使用不同的添加劑可W改變和影響制品的 機(jī)械和特殊應(yīng)用特性，如熱穩(wěn)定性、著色性、紫外穩(wěn)定性和纖維與基體的粘結(jié)特性等。
[0006] 由于聚丙帰（ΡΡ)材料的密度小、耐熱優(yōu)異、抗彎曲疲勞性好且價(jià)格低，因此，高流 動(dòng)高模量的ΡΡ成為L(zhǎng)FT-D首選的基料。為了滿足LFT-D工藝生產(chǎn)的阻燃部件，直接將阻燃 劑和ΡΡ批混用于LFT-D生產(chǎn)工藝在線模壓成型，制件的強(qiáng)度低、初性差，阻燃效果不佳，從 而限制LFT-D在阻燃產(chǎn)品中的應(yīng)用。
[0007] 中國(guó)發(fā)明專利CN101935420 A公布了一種LFT-D材料的汽車(chē)底部導(dǎo)流板及其制 造方法，其對(duì)于聚合物及其相關(guān)助劑材料，均是采用在線批混后進(jìn)行模壓成型，送些助劑在 基料中分散不均，模壓出來(lái)的產(chǎn)品穩(wěn)定性較差。
[0008] 中國(guó)發(fā)明專利CN103554656 A公布了一種用于LFT-D技術(shù)制備汽車(chē)底護(hù)板的聚 丙帰復(fù)合材料。本專利公開(kāi)了一種用于生產(chǎn)汽車(chē)底護(hù)板的聚丙帰材料，該材料只可生產(chǎn)普 通的LFT-D底護(hù)板材料，該材料不具有阻燃性能，對(duì)于要求阻燃的底護(hù)板，該專利公開(kāi)的材 料無(wú)法滿足。
[0009]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種適用于工業(yè)化批量生產(chǎn)的用于 LFT-D生產(chǎn)工藝的高流動(dòng)、高模量、阻燃聚丙帰復(fù)合材料。
[0011] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的： 一種用于LFT-D生產(chǎn)工藝的高流動(dòng)、高模量、阻燃聚丙帰復(fù)合材料，該復(fù)合材料由W下 組份按重量份制備而成；聚丙帰70-90份、相容劑3-10份、潤(rùn)滑劑0-0. 5份、抗浮纖劑0-5 份、抗氧劑0. 1-0. 5份、光穩(wěn)劑0-0. 5、阻燃劑5-25份、其他助劑0-5份。
[0012] 進(jìn)一步，所述的聚丙帰為在23(TC /2. 16Kg條件下的烙融指數(shù)40-120g/10min、在 拉伸速度為50mm/min情況下拉伸強(qiáng)度大于25MPa、彎曲模量大于1300MPa〇
[0013] 所述的相容劑為聚丙帰接枝馬來(lái)酸?。≒P-g-MH)或聚丙帰接枝甲基丙帰酸縮水 甘油醋（PP-g-GMA)。
[0014] 所述潤(rùn)滑劑為白油、芥酸醜胺和己撐雙硬脂醜胺中的至少一種。
[0015] 所述的抗浮纖劑為娃麗粉或氧化鋒母粒。
[0016] 所述抗氧劑為四（目-(3，5-二叔了基-4-居基苯基）丙酸）季戊四醇醋（1010)、 Η (2,4-二叔了基苯基）亞磯酸醋（168)、硫代二丙酸雙十八醇醋（DSTDP)中的至少一種。
[0017] 所述的光穩(wěn)劑為受阻胺類光穩(wěn)劑V703和5589。
[0018] 所述的阻燃劑為十漠二苯己焼、Η氧化二錬、膨脹型阻燃劑（Ρ603)中的至少一種。
[0019] 所述的其他助劑為黑母粒和成核劑中至少一種。
[0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下優(yōu)點(diǎn)： 1、本發(fā)明采用高流動(dòng)、高模量聚丙帰和阻燃劑、抗浮纖劑等進(jìn)行有機(jī)復(fù)配，制備了流動(dòng) 性好(烙融指數(shù)大于50g/10min)、彎曲模量高(彎曲模量大于1300MPa)、阻燃性好（皿40到 V-0)的聚丙帰復(fù)合材料，可W滿足LFT-D生產(chǎn)工藝，制備各種部品。
[0021] 2、LFT-D生產(chǎn)中是將本發(fā)明制備的高流動(dòng)、高模量、阻燃聚丙帰復(fù)合材料與玻璃纖 維在線復(fù)合直接模塑成型制成產(chǎn)品，由于本發(fā)明的聚丙帰復(fù)合材料具有與玻纖很好的相容 性和抗浮纖的效果，所W LFT-D制備的部品表面玻纖分散良好，沒(méi)有浮纖的現(xiàn)象。
[0022] 3、本發(fā)明制備的高流動(dòng)、高模量、阻燃聚丙帰復(fù)合材料具有較高的耐熱老化和抗 紫外線老化的特性，可W滿足15(TC，100化熱老化不降解，同時(shí)紫外老化2500MJ的福照量 表面不粉化。
[0023]
【具體實(shí)施方式】： 下面給出實(shí)施例W對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是W下實(shí)施例只用于 對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 根據(jù)該實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)或調(diào)整仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0024] 本發(fā)明的用于LFT-D生產(chǎn)工藝的高流動(dòng)、高模量、阻燃聚丙帰復(fù)合材料的制備方 法是常規(guī)方法，其主要是：按重量比分別稱取聚丙帰、相容劑、潤(rùn)滑劑、抗浮纖劑、抗氧劑、光 穩(wěn)劑、阻燃劑、其他助劑；然后將上述成分加入到高速混合機(jī)中混合均勻，最后將混合物經(jīng) 擠出機(jī)烙融擠出后造粒。其中擠出機(jī)的溫度從下料口到?？诘臏囟确謩e為18(TC，19(rC， 195°C，195°C，200°C，205°C、轉(zhuǎn)速為 50-80巧m，真空度為 0. 1-0. 5MPa〇
[002引本發(fā)明選用在230°C /2. 16Kg條件下的烙融指數(shù)40-120g/10min、在拉伸速度為 50mm/min情況下拉伸強(qiáng)度大于25MPa、彎曲模量大于1300MPa的聚丙帰。
[0026] 實(shí)施例1 按重量配比分別稱取干燥的聚丙帰BX3900 (韓國(guó)SK) 70份、相容劑PP-g-MAH 3份、 阻燃劑十漠二苯己焼為8份、阻燃劑Η氧化二錬為3份、抗氧劑1010為0. 1份、抗浮纖劑娃 麗粉為0. 5份、潤(rùn)滑劑邸S (己撐雙硬脂醜胺）0. 2份、黑母粒為1份，將上述材料加入高速 混合機(jī)中混合均勻，然后將混合均勻的混合加入擠出機(jī)中，經(jīng)水冷后切粒。其中，擠出機(jī)的 加工溫度由下料口到模口依次為18(TC，19(rC，195°C，195°C，20(TC，205°C、主機(jī)轉(zhuǎn)速為 50巧m，真空度為0. 3MPa〇
[0027] 實(shí)施例2 按重量配比分別稱取干燥的聚丙帰BX3900 (韓國(guó)SK) 75份、相容劑PP-g-GMA 5份、阻 燃劑十漠二苯己焼為17份、阻燃劑Η氧化二錬為6份、抗氧劑1010為0. 1份、抗氧劑DSTDP 為0. 1份、抗氧劑168為0. 2、抗浮纖劑氧化鋒為5份、潤(rùn)滑劑白油為0. 2份、芥酸醜胺為 0. 2份、黑母粒為3份，成核劑ΤΜΑ-3為2份，光穩(wěn)劑V703為0. 5份。將上述材料加入高速 混合機(jī)中