一种超高冲击强度的汽车保险杠复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种超高冲击强度的汽车保险杠复合材料及其制备方法，组分及各组分的质量分数如下：聚丙烯60~80份，乙丙橡胶10~20份，硅灰石15~20份，玻璃纤维5~10份，填料5~10份。还包括碳纤维20~30份。还包括丙烯酸树脂3~5份。所述填料为碳酸钙或者滑石粉。本发明配方简单，通过组分的选择及含量的改变，所制备得到的汽车保险杠复合材料具备较高的耐冲击强度，从而提高驾驶的安全性。
【专利说明】一种超高冲击强度的汽车保险杠复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于复合材料【技术领域】，具体涉及一种超高冲击强度的汽车保险杠复合材 料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 汽车保险杠安装在汽车的最前端和最后端，在整车造型风格中起到至关重要的作 用，它能够诊释出整车外装饰的艺术风格。好的保险杠能够使用户感到赏心悦目，得到美的 享受。汽车保险杠是汽车重要的外饰件之一，无论汽车的大小、造型如何，保险杠总是首当 其冲成为造型师手中重点塑造的对象，造型美观是整车的亮点及卖点。在安全方面，汽车保 险杠发挥重要的作用。在汽车发生碰撞时它起到吸收能量，减轻碰撞，安全防护的作用，是 现代汽车安全结构的重要组成部分，能有效地减轻人员伤亡以及汽车损坏程度。同时，它 又是塑料在汽车上的应用部件中，用量最大、体积最大、最具有代表性的塑料零部件。
[0003] 在保险杠的开发过程中，应遵循以下几个原则：①主动安全性，即必须最大限度地 满足使用功能，保险杠的安装高度应符合法规（安全可靠、设计合理）；②被动安全性，即发 生碰撞时，保险杠要有良好的吸能特性；③在外部造型、色彩和质感上要与整车造型协调一 致，浑然一体。正确地选择材料，必须满足3个方面的要求：①良好的使用性能；②优良的 工艺性能；③合理的成本。目前，保险杠的材料通常选用改性聚丙烯，它应满足如下的基本 特征：①耐热性80 - 100°C;②冲击强度30 - 80kJ/m2 ;③拉伸强度29 - 39MPa ;④成型性 好，耐候性优好。
[0004] 我国汽车行业规定时速为40公里撞击时，保险杠不应被损坏。这就要求改性聚 丙烯材料应具有耐冲击、韧性好的特点。由于我国各地气候温差变化很大，就要求汽车保 险杠材料要有良好的耐候性。普通的注射级聚丙烯简支梁冲击强度一般为2. 2~2. 5kJ/ mz (23°C )。为了提高它的冲击强度，通常是用EPR、ETOM、sBs或其它热塑性弹性体与聚丙 烯共混，特别是EPDM与聚丙烯结构相似，相容性较好，改性后的聚丙烯冲击强度提高的幅 度最大。北京化工研究院用EPDM与聚丙烯共混改性成功地研制出保险杠专用料，其简支梁 冲击强度达到72kJ/时，其它性能指标均达到国外同类产品的水平，该种专用料已大量地 应用于夏利轿车、桑塔纳轿车、中意松花江车的保险杠的生产。金陵石化公司研制的聚丙烯 甩P侧FE共混增韧的改性聚丙烯保险杠专用料，常温下悬臂梁缺口冲击强度已达到500J/ m，经昆山、丹阳等有关厂家注塑保险杠实验证明，该种材料生产工艺平稳，保险杠脱模后， 外形尺寸稳定。国内一些科研及生产单位已研制出高流动性、高耐冲击聚丙烯专用料，非常 适合生产高档轿车保险杠，性能己达到国外同类产品的水平。例如，上海交通大学应用动态 硫化技术研制出了橡塑共混的聚丙烯新型材料，江苏油田江都工程塑料厂应用聚烯烃弹性 体（POE)对聚丙烯进行增韧改性，成功的生产出保险杠合金材料。国产（包括引进合资车 型）各类中、高档轿车、经济轿车、轻卡、微型轿车保险杠专用料80%已经国产化。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是要提供一种超高冲击强度的汽车保险杠复合材料及其制备方法， 提高汽车保险杠的耐冲击强度，从而提高驾驶的安全性。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为： 一种超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，组分及各组分的质量分数如下：聚丙烯 60?80份，乙丙橡胶1(T20份，硅灰石15?20份，玻璃纤维5?10份，填料5?10份。
[0007] 还包括碳纤维20?30份。
[0008] 还包括丙烯酸树脂：T5份。
[0009] 所述填料为碳酸钙或者滑石粉。
[0010] 所述硅灰石为800目。
[0011] 超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，组分及各组分的质量分数优选如下：聚丙 烯65?78份，乙丙橡胶12?18份，硅灰石15?18份，玻璃纤维8?10份，填料6?8份，丙烯酸 树脂：T5份，碳纤维25?30份。
[0012] 超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，组分及各组分的质量分数优选如下：聚丙 烯77份，乙丙橡胶15份，硅灰石17份，玻璃纤维9份，填料7份，碳纤维28份，丙烯酸 树脂4份。
[0013] 所述超高冲击强度的汽车保险杠复合材料的制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚丙烯与乙丙橡胶混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到增韧母料； 2) 将其余组分混合，与步骤1)得到的增韧母料共混，经双螺杆挤出机挤出造粒， 得到超高冲击强度的汽车保险杠复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度分别为：一区控 温13(Tl40°C、二区控温145?155°C、三区控温155?165°C、四区控温165?175°C、五区控 温185?195 °C、六区控温185?195 °C、七区控温185?195 °C、八区控温185?195 °C、机头温度 190°C，转速lOOrpm，喂料速度20?40。
[0014] 有益效果：本发明提供一种超高冲击强度的汽车保险杠复合材料及其制备方法， 配方简单，通过组分的选择及含量的改变，所制备得到的汽车保险杠复合材料具备较高的 耐冲击强度，从而提高驾驶的安全性。
【具体实施方式】
[0015] 双螺杆挤出机SJSH-30购自南京橡胶机械厂。
[0016] 实施例1 : 一种超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，组分及各组分的质量分数如下：聚丙烯80 份，乙丙橡胶20份，硅灰石20份，玻璃纤维10份，填料滑石粉10份。
[0017] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚丙烯与乙丙橡胶混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到增韧母料； 2) 将其余组分混合，与步骤1)得到的增韧母料共混，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到超 高冲击强度的汽车保险杠复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度分别为：一区控温140°C、 二区控温150°C、三区控温160°C、四区控温170°C、五区控温190°C、六区控温190°C、七区控 温190°C、八区控温190°C、机头温度190°C，转速lOOrpm，喂料速度30。
[0018] 实施例2: 一种超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，组分及各组分的质量分数如下：聚丙烯60 份，乙丙橡胶10份，硅灰石15份，玻璃纤维5份，填料滑石粉5份。
[0019] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚丙烯与乙丙橡胶混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到增韧母料； 2) 将其余组分混合，与步骤1)得到的增韧母料共混，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到超 高冲击强度的汽车保险杠复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度分别为：一区控温140°C、 二区控温150°C、三区控温160°C、四区控温170°C、五区控温190°C、六区控温190°C、七区控 温190°C、八区控温190°C、机头温度190°C，转速lOOrpm，喂料速度30。
[0020] 实施例3 : 一种超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，组分及各组分的质量分数如下：聚丙烯70 份，乙丙橡胶15份，硅灰石18份，玻璃纤维8份，填料滑石粉8份，碳纤维20份。
[0021] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚丙烯与乙丙橡胶混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到增韧母料； 2) 将其余组分混合，与步骤1)得到的增韧母料共混，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到超 高冲击强度的汽车保险杠复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度分别为：一区控温140°C、 二区控温150°C、三区控温160°C、四区控温170°C、五区控温190°C、六区控温190°C、七区控 温190°C、八区控温190°C、机头温度190°C，转速lOOrpm，喂料速度30。
[0022] 实施例4 一种超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，组分及各组分的质量分数如下：聚丙烯60 份，乙丙橡胶10份，硅灰石15份，玻璃纤维5份，填料滑石粉5份，碳纤维20份。
[0023] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚丙烯与乙丙橡胶混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到增韧母料； 2) 将其余组分混合，与步骤1)得到的增韧母料共混，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到超 高冲击强度的汽车保险杠复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度分别为：一区控温140°C、 二区控温150°C、三区控温160°C、四区控温170°C、五区控温190°C、六区控温190°C、七区控 温190°C、八区控温190°C、机头温度190°C，转速lOOrpm，喂料速度30。
[0024] 实施例5 一种超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，组分及各组分的质量分数如下：聚丙烯80 份，乙丙橡胶20份，硅灰石20份，玻璃纤维10份，填料碳酸钙10份，丙烯酸树脂5份， 碳纤维20份。
[0025] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚丙烯与乙丙橡胶混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到增韧母料； 2) 将其余组分混合，与步骤1)得到的增韧母料共混，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到超 高冲击强度的汽车保险杠复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度分别为：一区控温140°C、 二区控温150°C、三区控温160°C、四区控温170°C、五区控温190°C、六区控温190°C、七区控 温190°C、八区控温190°C、机头温度190°C，转速lOOrpm，喂料速度30。
[0026] 实施例6 一种超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，组分及各组分的质量分数如下：聚丙烯65 份，乙丙橡胶12份，硅灰石15份，玻璃纤维8份，填料碳酸钙6份，丙烯酸树脂5份，碳 纤维25份。
[0027] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚丙烯与乙丙橡胶混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到增韧母料； 2) 将其余组分混合，与步骤1)得到的增韧母料共混，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到超 高冲击强度的汽车保险杠复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度分别为：一区控温140°C、 二区控温150°C、三区控温160°C、四区控温170°C、五区控温190°C、六区控温190°C、七区控 温190°C、八区控温190°C、机头温度190°C，转速lOOrpm，喂料速度30。
[0028] 实施例7 一种超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，组分及各组分的质量分数优选如下：聚丙 烯77份，乙丙橡胶15份，硅灰石17份，玻璃纤维9份，填料碳酸钙7份，丙烯酸树脂4 份，碳纤维28份。
[0029] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚丙烯与乙丙橡胶混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到增韧母料； 2) 将其余组分混合，与步骤1)得到的增韧母料共混，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到超 高冲击强度的汽车保险杠复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度分别为：一区控温140°C、 二区控温150°C、三区控温160°C、四区控温170°C、五区控温190°C、六区控温190°C、七区控 温190°C、八区控温190°C、机头温度190°C，转速lOOrpm，喂料速度30。
[0030] 实施例r7制备的超高冲击强度的汽车保险杠复合材料的性能测试结果见 表1。测试方法分别为：密度GB/T 1033-1986,拉伸强度GB/T 1040-1992,伸长率GB/T 1040-1992,弯曲强度 GB/T 9341-2000,缺口冲击强度 GB/T 1843-1996,热变形温度 GB/T 1643-1979。
[0031]表1:
【权利要求】
1. 一种超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，其特征在于组分及各组分的质量分数如 下：聚丙烯6(Γ80份，乙丙橡胶ΚΓ20份，硅灰石15?20份，玻璃纤维5?10份，填料5?10 份。
2. 根据权利要求1所述的超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，其特征在于：还包括 碳纤维2(Γ30份。
3. 根据权利要求2所述的超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，其特征在于：还包括 丙烯酸树脂：Γ5份。
4. 根据权利要求1所述的超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，其特征在于：所述填 料为碳酸钙或者滑石粉。
5. 根据权利要求1所述的超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，其特征在于：所述硅 灰石为800目。
6. 根据权利要求3所述的超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，其特征在于：组分及 各组分的质量分数如下：聚丙烯65~78份，乙丙橡胶12~18份，硅灰石15~18份，玻璃纤维 8?10份，填料6?8份，丙烯酸树脂3飞份，碳纤维25?30份。
7. 根据权利要求1所述的超高冲击强度的汽车保险杠复合材料，其特征在于：组分及 各组分的质量分数如下：聚丙烯77份，乙丙橡胶15份，硅灰石17份，玻璃纤维9份，填料 7份，碳纤维28份，丙烯酸树脂4份。
8. 根据权利要求1~7中任意一项所述超高冲击强度的汽车保险杠复合材料的制备方 法，其特征在于：包括如下步骤： 1) 将聚丙烯与乙丙橡胶混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，得到增韧母料； 2) 将其余组分混合，与步骤1)得到的增韧母料共混，经双螺杆挤出机挤出造粒， 得到超高冲击强度的汽车保险杠复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度分别为：一区控 温13(Tl40°C、二区控温145?155°C、三区控温155?165°C、四区控温165?175°C、五区控 温185?195°C、六区控温185?195°C、七区控温185?195°C、八区控温185?195°C、机头温度 190°C，转速lOOrpm，喂料速度20?40。
【文档编号】C08K13/04GK104292635SQ201410521452
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】翟红波, 杨振枢, 韦洪屹 申请人:苏州博利迈新材料科技有限公司