一种用于lft-d生产工艺的高流动、高模量、阻燃聚丙烯复合材料的制作方法
【专利说明】-种用于LFT-D生产工艺的高流动、高模量、阻燃聚丙婦复 合材料
[0001]
技术领域
[0002] 本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种用于LFT-D生产工艺的高流 动、高模量、阻燃聚丙帰复合材料。
[0003] 技术背景
[0004] 长纤维增强热塑性塑料(简称LFT)属热塑性复合材料的一种，也是当前国外热塑 性复合材料的开发热点。该材料具有轻质高强、环保可回收等特点，在汽车行业有着广泛应 用，如用来制作结构和半结构部件，如前端模块、保险杠横梁、仪表盘骨架、电池巧架、备用 轮胎仓、座椅骨架、脚踏板及整体底板等，是汽车轻量化的理想材料。LFT-D生产线也就是 长纤维增强热塑性塑料在线复合成型生产线，是将纤维与热塑性树脂在线复合直接模塑成 型制成产品，该生产线主要由Η部分组成，分别为挤出、搬运（机器人）、成型（压机）。其 中挤出部分主要是进行树脂的塑化、配混，树脂与纤维复合，并输出复合材料块；压机本体 则采用整体框架式结构，前后主框架各采用一整块钢板通过线切割而成，结构刚性好、精度 高，压机前后带有安全保护光栅及激光扫描器等安全保护装置。
[0005] LFT-D成型技术是继GMT和LFT-G之后又一种新的长纤维增强热塑性复合材料工 艺技术，它区别于GMT和LFT-G的关键因素是半成品步骤被省去，在材料的选择上更加灵 活，是近年来汽车复合材料行业中最受关注和市场成长最快的一种崭新的成型工艺技术。 在LFT-D技术中，不仅纤维的含量和纤维的长度可W直接调节到最终部件的要求，其基体 聚合物也可W直接调节到最终部件的要求。通过使用不同的添加剂可W改变和影响制品的 机械和特殊应用特性，如热稳定性、着色性、紫外稳定性和纤维与基体的粘结特性等。
[0006] 由于聚丙帰（ΡΡ)材料的密度小、耐热优异、抗弯曲疲劳性好且价格低，因此，高流 动高模量的ΡΡ成为LFT-D首选的基料。为了满足LFT-D工艺生产的阻燃部件，直接将阻燃 剂和ΡΡ批混用于LFT-D生产工艺在线模压成型，制件的强度低、初性差，阻燃效果不佳，从 而限制LFT-D在阻燃产品中的应用。
[0007] 中国发明专利CN101935420 A公布了一种LFT-D材料的汽车底部导流板及其制 造方法，其对于聚合物及其相关助剂材料，均是采用在线批混后进行模压成型，送些助剂在 基料中分散不均，模压出来的产品稳定性较差。
[0008] 中国发明专利CN103554656 A公布了一种用于LFT-D技术制备汽车底护板的聚 丙帰复合材料。本专利公开了一种用于生产汽车底护板的聚丙帰材料，该材料只可生产普 通的LFT-D底护板材料，该材料不具有阻燃性能，对于要求阻燃的底护板，该专利公开的材 料无法满足。
[0009]
【发明内容】
[0010] 本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种适用于工业化批量生产的用于 LFT-D生产工艺的高流动、高模量、阻燃聚丙帰复合材料。
[0011] 为了达到上述目的，本发明是通过下列技术方案来实现的： 一种用于LFT-D生产工艺的高流动、高模量、阻燃聚丙帰复合材料，该复合材料由W下 组份按重量份制备而成；聚丙帰70-90份、相容剂3-10份、润滑剂0-0. 5份、抗浮纤剂0-5 份、抗氧剂0. 1-0. 5份、光稳剂0-0. 5、阻燃剂5-25份、其他助剂0-5份。
[0012] 进一步，所述的聚丙帰为在23(TC /2. 16Kg条件下的烙融指数40-120g/10min、在 拉伸速度为50mm/min情况下拉伸强度大于25MPa、弯曲模量大于1300MPa〇
[0013] 所述的相容剂为聚丙帰接枝马来酸酢（PP-g-MH)或聚丙帰接枝甲基丙帰酸缩水 甘油醋（PP-g-GMA)。
[0014] 所述润滑剂为白油、芥酸醜胺和己撑双硬脂醜胺中的至少一种。
[0015] 所述的抗浮纤剂为娃丽粉或氧化锋母粒。
[0016] 所述抗氧剂为四（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）亚磯酸醋（168)、硫代二丙酸双十八醇醋（DSTDP)中的至少一种。
[0017] 所述的光稳剂为受阻胺类光稳剂V703和5589。
[0018] 所述的阻燃剂为十漠二苯己焼、Η氧化二錬、膨胀型阻燃剂（Ρ603)中的至少一种。
[0019] 所述的其他助剂为黑母粒和成核剂中至少一种。
[0020] 本发明与现有技术相比，具有W下优点： 1、本发明采用高流动、高模量聚丙帰和阻燃剂、抗浮纤剂等进行有机复配，制备了流动 性好(烙融指数大于50g/10min)、弯曲模量高(弯曲模量大于1300MPa)、阻燃性好（皿40到 V-0)的聚丙帰复合材料，可W满足LFT-D生产工艺，制备各种部品。
[0021] 2、LFT-D生产中是将本发明制备的高流动、高模量、阻燃聚丙帰复合材料与玻璃纤 维在线复合直接模塑成型制成产品，由于本发明的聚丙帰复合材料具有与玻纤很好的相容 性和抗浮纤的效果，所W LFT-D制备的部品表面玻纤分散良好，没有浮纤的现象。
[0022] 3、本发明制备的高流动、高模量、阻燃聚丙帰复合材料具有较高的耐热老化和抗 紫外线老化的特性，可W满足15(TC，100化热老化不降解，同时紫外老化2500MJ的福照量 表面不粉化。
[0023]
【具体实施方式】： 下面给出实施例W对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是W下实施例只用于 对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的普通技术人员 根据该实施例对本发明所做出的一些非本质的改进或调整仍属于本发明的保护范围。
[0024] 本发明的用于LFT-D生产工艺的高流动、高模量、阻燃聚丙帰复合材料的制备方 法是常规方法，其主要是：按重量比分别称取聚丙帰、相容剂、润滑剂、抗浮纤剂、抗氧剂、光 稳剂、阻燃剂、其他助剂；然后将上述成分加入到高速混合机中混合均匀，最后将混合物经 挤出机烙融挤出后造粒。其中挤出机的温度从下料口到模口的温度分别为18(TC，19(rC， 195°C，195°C，200°C，205°C、转速为 50-80巧m，真空度为 0. 1-0. 5MPa〇
[002引本发明选用在230°C /2. 16Kg条件下的烙融指数40-120g/10min、在拉伸速度为 50mm/min情况下拉伸强度大于25MPa、弯曲模量大于1300MPa的聚丙帰。
[0026] 实施例1 按重量配比分别称取干燥的聚丙帰BX3900 (韩国SK) 70份、相容剂PP-g-MAH 3份、 阻燃剂十漠二苯己焼为8份、阻燃剂Η氧化二錬为3份、抗氧剂1010为0. 1份、抗浮纤剂娃 丽粉为0. 5份、润滑剂邸S (己撑双硬脂醜胺）0. 2份、黑母粒为1份，将上述材料加入高速 混合机中混合均匀，然后将混合均匀的混合加入挤出机中，经水冷后切粒。其中，挤出机的 加工温度由下料口到模口依次为18(TC，19(rC，195°C，195°C，20(TC，205°C、主机转速为 50巧m，真空度为0. 3MPa〇
[0027] 实施例2 按重量配比分别称取干燥的聚丙帰BX3900 (韩国SK) 75份、相容剂PP-g-GMA 5份、阻 燃剂十漠二苯己焼为17份、阻燃剂Η氧化二錬为6份、抗氧剂1010为0. 1份、抗氧剂DSTDP 为0. 1份、抗氧剂168为0. 2、抗浮纤剂氧化锋为5份、润滑剂白油为0. 2份、芥酸醜胺为 0. 2份、黑母粒为3份，成核剂ΤΜΑ-3为2份，光稳剂V703为0. 5份。将上述材料加入高速 混合机中