一種超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料及其制備方法，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：聚丙烯60~80份，乙丙橡膠10~20份，硅灰石15~20份，玻璃纖維5~10份，填料5~10份。還包括碳纖維20~30份。還包括丙烯酸樹(shù)脂3~5份。所述填料為碳酸鈣或者滑石粉。本發(fā)明配方簡(jiǎn)單，通過(guò)組分的選擇及含量的改變，所制備得到的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料具備較高的耐沖擊強(qiáng)度，從而提高駕駛的安全性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材 料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 汽車(chē)保險(xiǎn)杠安裝在汽車(chē)的最前端和最后端，在整車(chē)造型風(fēng)格中起到至關(guān)重要的作 用，它能夠診釋出整車(chē)外裝飾的藝術(shù)風(fēng)格。好的保險(xiǎn)杠能夠使用戶(hù)感到賞心悅目，得到美的 享受。汽車(chē)保險(xiǎn)杠是汽車(chē)重要的外飾件之一，無(wú)論汽車(chē)的大小、造型如何，保險(xiǎn)杠總是首當(dāng) 其沖成為造型師手中重點(diǎn)塑造的對(duì)象，造型美觀是整車(chē)的亮點(diǎn)及賣(mài)點(diǎn)。在安全方面，汽車(chē)保 險(xiǎn)杠發(fā)揮重要的作用。在汽車(chē)發(fā)生碰撞時(shí)它起到吸收能量，減輕碰撞，安全防護(hù)的作用，是 現(xiàn)代汽車(chē)安全結(jié)構(gòu)的重要組成部分，能有效地減輕人員傷亡以及汽車(chē)損壞程度。同時(shí)，它 又是塑料在汽車(chē)上的應(yīng)用部件中，用量最大、體積最大、最具有代表性的塑料零部件。
[0003] 在保險(xiǎn)杠的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：①主動(dòng)安全性，即必須最大限度地 滿(mǎn)足使用功能，保險(xiǎn)杠的安裝高度應(yīng)符合法規(guī)（安全可靠、設(shè)計(jì)合理）；②被動(dòng)安全性，即發(fā) 生碰撞時(shí)，保險(xiǎn)杠要有良好的吸能特性；③在外部造型、色彩和質(zhì)感上要與整車(chē)造型協(xié)調(diào)一 致，渾然一體。正確地選擇材料，必須滿(mǎn)足3個(gè)方面的要求：①良好的使用性能；②優(yōu)良的 工藝性能；③合理的成本。目前，保險(xiǎn)杠的材料通常選用改性聚丙烯，它應(yīng)滿(mǎn)足如下的基本 特征：①耐熱性80 - 100°C;②沖擊強(qiáng)度30 - 80kJ/m2 ;③拉伸強(qiáng)度29 - 39MPa ;④成型性 好，耐候性?xún)?yōu)好。
[0004] 我國(guó)汽車(chē)行業(yè)規(guī)定時(shí)速為40公里撞擊時(shí)，保險(xiǎn)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(diǎn)。由于我國(guó)各地氣候溫差變化很大，就要求汽車(chē)保 險(xiǎn)杠材料要有良好的耐候性。普通的注射級(jí)聚丙烯簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度一般為2. 2~2. 5kJ/ mz (23°C )。為了提高它的沖擊強(qiáng)度，通常是用EPR、ETOM、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(qiáng)度提高的幅 度最大。北京化工研究院用EPDM與聚丙烯共混改性成功地研制出保險(xiǎn)杠專(zhuān)用料，其簡(jiǎn)支梁 沖擊強(qiáng)度達(dá)到72kJ/時(shí)，其它性能指標(biāo)均達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平，該種專(zhuān)用料已大量地 應(yīng)用于夏利轎車(chē)、桑塔納轎車(chē)、中意松花江車(chē)的保險(xiǎn)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(xiǎn)杠專(zhuān)用料，常溫下懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度已達(dá)到500J/ m，經(jīng)昆山、丹陽(yáng)等有關(guān)廠家注塑保險(xiǎn)杠實(shí)驗(yàn)證明，該種材料生產(chǎn)工藝平穩(wěn)，保險(xiǎn)杠脫模后， 外形尺寸穩(wěn)定。國(guó)內(nèi)一些科研及生產(chǎn)單位已研制出高流動(dòng)性、高耐沖擊聚丙烯專(zhuān)用料，非常 適合生產(chǎn)高檔轎車(chē)保險(xiǎn)杠，性能己達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平。例如，上海交通大學(xué)應(yīng)用動(dòng)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(duì)聚丙烯進(jìn)行增韌改性，成功的生產(chǎn)出保險(xiǎn)杠合金材料。國(guó)產(chǎn)（包括引進(jìn)合資車(chē) 型）各類(lèi)中、高檔轎車(chē)、經(jīng)濟(jì)轎車(chē)、輕卡、微型轎車(chē)保險(xiǎn)杠專(zhuān)用料80%已經(jīng)國(guó)產(chǎn)化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是要提供一種超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料及其制備方法， 提高汽車(chē)保險(xiǎn)杠的耐沖擊強(qiáng)度，從而提高駕駛的安全性。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為： 一種超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)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?80份，乙丙橡膠1(T20份，硅灰石15?20份，玻璃纖維5?10份，填料5?10份。
[0007] 還包括碳纖維20?30份。
[0008] 還包括丙烯酸樹(shù)脂：T5份。
[0009] 所述填料為碳酸鈣或者滑石粉。
[0010] 所述硅灰石為800目。
[0011] 超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選如下：聚丙 烯65?78份，乙丙橡膠12?18份，硅灰石15?18份，玻璃纖維8?10份，填料6?8份，丙烯酸 樹(shù)脂：T5份，碳纖維25?30份。
[0012] 超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選如下：聚丙 烯77份，乙丙橡膠15份，硅灰石17份，玻璃纖維9份，填料7份，碳纖維28份，丙烯酸 樹(shù)脂4份。
[0013] 所述超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟： 1) 將聚丙烯與乙丙橡膠混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)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(jī)擠出造粒， 得到超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)各段溫度分別為：一區(qū)控 溫13(Tl40°C、二區(qū)控溫145?155°C、三區(qū)控溫155?165°C、四區(qū)控溫165?175°C、五區(qū)控 溫185?195 °C、六區(qū)控溫185?195 °C、七區(qū)控溫185?195 °C、八區(qū)控溫185?195 °C、機(jī)頭溫度 190°C，轉(zhuǎn)速lOOrpm，喂料速度20?40。
[0014] 有益效果：本發(fā)明提供一種超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料及其制備方法， 配方簡(jiǎn)單，通過(guò)組分的選擇及含量的改變，所制備得到的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料具備較高的 耐沖擊強(qiáng)度，從而提高駕駛的安全性。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 雙螺桿擠出機(jī)SJSH-30購(gòu)自南京橡膠機(jī)械廠。
[0016] 實(shí)施例1 : 一種超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：聚丙烯80 份，乙丙橡膠20份，硅灰石20份，玻璃纖維10份，填料滑石粉10份。
[0017] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將聚丙烯與乙丙橡膠混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)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(jī)擠出造粒，得到超 高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)各段溫度分別為：一區(qū)控溫140°C、 二區(qū)控溫150°C、三區(qū)控溫160°C、四區(qū)控溫170°C、五區(qū)控溫190°C、六區(qū)控溫190°C、七區(qū)控 溫190°C、八區(qū)控溫190°C、機(jī)頭溫度190°C，轉(zhuǎn)速lOOrpm，喂料速度30。
[0018] 實(shí)施例2: 一種超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)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，乙丙橡膠10份，硅灰石15份，玻璃纖維5份，填料滑石粉5份。
[0019] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將聚丙烯與乙丙橡膠混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)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(jī)擠出造粒，得到超 高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)各段溫度分別為：一區(qū)控溫140°C、 二區(qū)控溫150°C、三區(qū)控溫160°C、四區(qū)控溫170°C、五區(qū)控溫190°C、六區(qū)控溫190°C、七區(qū)控 溫190°C、八區(qū)控溫190°C、機(jī)頭溫度190°C，轉(zhuǎn)速lOOrpm，喂料速度30。
[0020] 實(shí)施例3 : 一種超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：聚丙烯70 份，乙丙橡膠15份，硅灰石18份，玻璃纖維8份，填料滑石粉8份，碳纖維20份。
[0021] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將聚丙烯與乙丙橡膠混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)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(jī)擠出造粒，得到超 高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)各段溫度分別為：一區(qū)控溫140°C、 二區(qū)控溫150°C、三區(qū)控溫160°C、四區(qū)控溫170°C、五區(qū)控溫190°C、六區(qū)控溫190°C、七區(qū)控 溫190°C、八區(qū)控溫190°C、機(jī)頭溫度190°C，轉(zhuǎn)速lOOrpm，喂料速度30。
[0022] 實(shí)施例4 一種超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)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，乙丙橡膠10份，硅灰石15份，玻璃纖維5份，填料滑石粉5份，碳纖維20份。
[0023] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將聚丙烯與乙丙橡膠混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)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(jī)擠出造粒，得到超 高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)各段溫度分別為：一區(qū)控溫140°C、 二區(qū)控溫150°C、三區(qū)控溫160°C、四區(qū)控溫170°C、五區(qū)控溫190°C、六區(qū)控溫190°C、七區(qū)控 溫190°C、八區(qū)控溫190°C、機(jī)頭溫度190°C，轉(zhuǎn)速lOOrpm，喂料速度30。
[0024] 實(shí)施例5 一種超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：聚丙烯80 份，乙丙橡膠20份，硅灰石20份，玻璃纖維10份，填料碳酸鈣10份，丙烯酸樹(shù)脂5份， 碳纖維20份。
[0025] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將聚丙烯與乙丙橡膠混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)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(jī)擠出造粒，得到超 高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)各段溫度分別為：一區(qū)控溫140°C、 二區(qū)控溫150°C、三區(qū)控溫160°C、四區(qū)控溫170°C、五區(qū)控溫190°C、六區(qū)控溫190°C、七區(qū)控 溫190°C、八區(qū)控溫190°C、機(jī)頭溫度190°C，轉(zhuǎn)速lOOrpm，喂料速度30。
[0026] 實(shí)施例6 一種超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：聚丙烯65 份，乙丙橡膠12份，硅灰石15份，玻璃纖維8份，填料碳酸鈣6份，丙烯酸樹(shù)脂5份，碳 纖維25份。
[0027] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將聚丙烯與乙丙橡膠混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)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(jī)擠出造粒，得到超 高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)各段溫度分別為：一區(qū)控溫140°C、 二區(qū)控溫150°C、三區(qū)控溫160°C、四區(qū)控溫170°C、五區(qū)控溫190°C、六區(qū)控溫190°C、七區(qū)控 溫190°C、八區(qū)控溫190°C、機(jī)頭溫度190°C，轉(zhuǎn)速lOOrpm，喂料速度30。
[0028] 實(shí)施例7 一種超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選如下：聚丙 烯77份，乙丙橡膠15份，硅灰石17份，玻璃纖維9份，填料碳酸鈣7份，丙烯酸樹(shù)脂4 份，碳纖維28份。
[0029] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將聚丙烯與乙丙橡膠混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)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(jī)擠出造粒，得到超 高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)各段溫度分別為：一區(qū)控溫140°C、 二區(qū)控溫150°C、三區(qū)控溫160°C、四區(qū)控溫170°C、五區(qū)控溫190°C、六區(qū)控溫190°C、七區(qū)控 溫190°C、八區(qū)控溫190°C、機(jī)頭溫度190°C，轉(zhuǎn)速lOOrpm，喂料速度30。
[0030] 實(shí)施例r7制備的超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料的性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn) 表1。測(cè)試方法分別為：密度GB/T 1033-1986,拉伸強(qiáng)度GB/T 1040-1992,伸長(zhǎng)率GB/T 1040-1992,彎曲強(qiáng)度 GB/T 9341-2000,缺口沖擊強(qiáng)度 GB/T 1843-1996,熱變形溫度 GB/T 1643-1979。
[0031]表1:

【權(quán)利要求】
1. 一種超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料，其特征在于組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如 下：聚丙烯6(Γ80份，乙丙橡膠ΚΓ20份，硅灰石15?20份，玻璃纖維5?10份，填料5?10 份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料，其特征在于：還包括 碳纖維2(Γ30份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料，其特征在于：還包括 丙烯酸樹(shù)脂：Γ5份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料，其特征在于：所述填 料為碳酸鈣或者滑石粉。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料，其特征在于：所述硅 灰石為800目。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料，其特征在于：組分及 各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：聚丙烯65~78份，乙丙橡膠12~18份，硅灰石15~18份，玻璃纖維 8?10份，填料6?8份，丙烯酸樹(shù)脂3飛份，碳纖維25?30份。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料，其特征在于：組分及 各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：聚丙烯77份，乙丙橡膠15份，硅灰石17份，玻璃纖維9份，填料 7份，碳纖維28份，丙烯酸樹(shù)脂4份。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1~7中任意一項(xiàng)所述超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料的制備方 法，其特征在于：包括如下步驟： 1) 將聚丙烯與乙丙橡膠混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)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(jī)擠出造粒， 得到超高沖擊強(qiáng)度的汽車(chē)保險(xiǎn)杠復(fù)合材料；其中雙螺桿擠出機(jī)各段溫度分別為：一區(qū)控 溫13(Tl40°C、二區(qū)控溫145?155°C、三區(qū)控溫155?165°C、四區(qū)控溫165?175°C、五區(qū)控 溫185?195°C、六區(qū)控溫185?195°C、七區(qū)控溫185?195°C、八區(qū)控溫185?195°C、機(jī)頭溫度 190°C，轉(zhuǎn)速lOOrpm，喂料速度20?40。
【文檔編號(hào)】C08K13/04GK104292635SQ201410521452
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】翟紅波, 楊振樞, 韋洪屹 申請(qǐng)人:蘇州博利邁新材料科技有限公司