耐強沖擊的汽車保險杠復(fù)合材料及其制備方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明屬于汽車材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐強沖擊的汽車保險杠復(fù)合材料及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 早期汽車前后保險杠是以金屬材料為主，用厚度為3毫米以上的鋼板沖壓成U形 槽鋼，表面處理鍍鉻，與車架縱梁鉚接或焊接在一起，與車身有一段較大的間隙，好像是一 件附加上去的部件看上去十分不美觀。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和工程塑料在汽車工業(yè)的大量 應(yīng)用，汽車保險杠作為一種重要的安全裝置也走向了革新的道路。目前汽車前后保險杠除 了保持原有的保護功能外，還要追求與車體造型的和諧與統(tǒng)一，追求本身的輕量化。轎車的 前后保險杠都是塑料制成的，雖然輕巧美觀，帶沖擊強度不高。
[0004] 我國汽車行業(yè)規(guī)定時速為40公里撞擊時，保險杠不應(yīng)被損壞。這就要求改性聚 丙烯材料應(yīng)具有耐沖擊、韌性好的特點。由于我國各地氣候溫差變化很大，就要求汽車保 險杠材料要有良好的耐候性。普通的注射級聚丙烯簡支梁沖擊強度一般為2. 2~2. 5kJ/ mz(23°C )。為了提高它的沖擊強度，通常是用EPR、EPDM、sBs或其它熱塑性彈性體與聚丙 烯共混，特別是EPDM與聚丙烯結(jié)構(gòu)相似，相容性較好，改性后的聚丙烯沖擊強度提高的幅 度最大。北京化工研宄院用EPDM與聚丙烯共混改性成功地研制出保險杠專用料，其簡支梁 沖擊強度達到72kJ/時，其它性能指標(biāo)均達到國外同類產(chǎn)品的水平，該種專用料已大量地 應(yīng)用于夏利轎車、桑塔納轎車、中意松花江車的保險杠的生產(chǎn)。金陵石化公司研制的聚丙烯 甩P側(cè)FE共混增韌的改性聚丙烯保險杠專用料，常溫下懸臂梁缺口沖擊強度已達到500J/ m，經(jīng)昆山、丹陽等有關(guān)廠家注塑保險杠實驗證明，該種材料生產(chǎn)工藝平穩(wěn)，保險杠脫模后， 外形尺寸穩(wěn)定。國內(nèi)一些科研及生產(chǎn)單位已研制出高流動性、高耐沖擊聚丙烯專用料，非常 適合生產(chǎn)高檔轎車保險杠，性能己達到國外同類產(chǎn)品的水平。例如，上海交通大學(xué)應(yīng)用動態(tài) 硫化技術(shù)研制出了橡塑共混的聚丙烯新型材料，江蘇油田江都工程塑料廠應(yīng)用聚烯烴彈性 體（POE)對聚丙烯進行增韌改性，成功的生產(chǎn)出保險杠合金材料。國產(chǎn)（包括引進合資車 型）各類中、高檔轎車、經(jīng)濟轎車、輕卡、微型轎車保險杠專用料80%已經(jīng)國產(chǎn)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是要提供一種耐強沖擊的汽車保險杠復(fù)合材料及其制備方法，保險 杠采用了聚丙烯系材料添加合金成分，用雙螺桿擠制成，加工出來的保險杠不但具有高強 度的剛性，提高駕駛的安全性；還具有可以焊接的優(yōu)點，而且涂裝性能好。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為： 一種耐強沖擊的汽車保險杠復(fù)合材料，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：聚丙烯40~60 份，聚偏氟乙烯20~30份，聚丙烯腈10~20份，二甲基硅氧烷低聚物5~10份，玻璃纖維2~8 份，己內(nèi)酰胺2~6份，乙基纖維素3~6份，碳素纖維4~8份，丙烯酸樹脂3~5份，鋁合金 5~8份，碳纖維5~10份，熱穩(wěn)定劑0. 1~0. 6份，填料5~10份。
[0007] 所述熱穩(wěn)定劑為硬脂酸鈣或者硬脂酸鋅。
[0008] 所述填料為碳酸鈣或者滑石粉。
[0009] 所述的耐強沖擊的汽車保險杠復(fù)合材料，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：聚丙烯 50份，聚偏氟乙烯25份，聚丙烯腈15份，二甲基硅氧烷低聚物8份，玻璃纖維5份，己內(nèi) 酰胺4份，乙基纖維素5份，碳素纖維6份，丙烯酸樹脂4份，鋁合金6份，碳纖維8份， 熱穩(wěn)定劑0.3份，填料8份。
[0010] 所述耐強沖擊的汽車保險杠復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟： 1) 將聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、二甲基硅氧烷低聚物//玻璃纖維、碳素纖維和丙 烯酸樹脂混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機擠出造粒，得到增韌母料； 2) 將其余組分混合，與步驟1)得到的增韌母料共混，經(jīng)雙螺桿擠出機擠出造粒，得到耐 強沖擊的汽車保險杠復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機各段溫度分別為：一區(qū)控溫160~180°C、 二區(qū)控溫195~215°C、三區(qū)控溫225~245°C、四區(qū)控溫245~265°C、五區(qū)控溫265~275°C、六區(qū) 控溫275~285°C、七區(qū)控溫285~295°C、八區(qū)控溫295~305°C、機頭溫度220°C，轉(zhuǎn)速180rpm， 喂料速度1〇~30。
[0011] 有益效果：本發(fā)明提供一種耐強沖擊的汽車保險杠復(fù)合材料及其制備方法，保險 杠采用了聚丙烯系材料添加合金成分，用雙螺桿擠制成，加工出來的保險杠不但具有高強 度的剛性，提高駕駛的安全性；還具有可以焊接的優(yōu)點，而且涂裝性能好。
【具體實施方式】
[0012] 雙螺桿擠出機SJSH-30購自南京橡膠機械廠。
[0013] 實施例1 一種耐強沖擊的汽車保險杠復(fù)合材料，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：聚丙烯40份， 聚偏氟乙烯20份，聚丙烯腈10份，二甲基硅氧烷低聚物5份，玻璃纖維2份，己內(nèi)酰胺2 份，乙基纖維素3份，碳素纖維4份，丙烯酸樹脂3份，鋁合金5份，碳纖維5份，硬脂酸鈣 0.1份，碳酸鈣5份。
[0014] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、二甲基硅氧烷低聚物//玻璃纖維、碳素纖維和丙 烯酸樹脂混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機擠出造粒，得到增韌母料； 2) 將其余組分混合，與步驟1)得到的增韌母料共混，經(jīng)雙螺桿擠出機擠出造粒，得到 耐強沖擊的汽車保險杠復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機各段溫度分別為：一區(qū)控溫170°C、二 區(qū)控溫205°C、三區(qū)控溫235°C、四區(qū)控溫255°C、五區(qū)控溫270°C、六區(qū)控溫280°C、七區(qū)控溫 290°C、八區(qū)控溫300°C、機頭溫度220°C，轉(zhuǎn)速180rpm，喂料速度20g/min。
[0015] 實施例2 一種耐強沖擊的汽車保險杠復(fù)合材料，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：聚丙烯60份， 聚偏氟乙烯30份，聚丙烯腈20份，二甲基硅氧烷低聚物10份，玻璃纖維8份，己內(nèi)酰胺6 份，乙基纖維素6份，碳素纖維8份，丙烯酸樹脂5份，鋁合金8份，碳纖維10份，硬脂酸鈣 0.6份，碳酸鈣10份。
[0016] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將聚丙烯、