耐强冲击的汽车保险杠复合材料及其制备方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明属于汽车材料技术领域，具体涉及一种耐强冲击的汽车保险杠复合材料及 其制备方法。
【背景技术】
[0003] 早期汽车前后保险杠是以金属材料为主，用厚度为3毫米以上的钢板冲压成U形 槽钢，表面处理镀铬，与车架纵梁铆接或焊接在一起，与车身有一段较大的间隙，好像是一 件附加上去的部件看上去十分不美观。随着汽车工业的发展和工程塑料在汽车工业的大量 应用，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路。目前汽车前后保险杠除 了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。轿车的 前后保险杠都是塑料制成的，虽然轻巧美观，带冲击强度不高。
[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、EPDM、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。北京化工研宄院用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耐强冲击的汽车保险杠复合材料及其制备方法，保险 杠采用了聚丙烯系材料添加合金成分，用双螺杆挤制成，加工出来的保险杠不但具有高强 度的刚性，提高驾驶的安全性；还具有可以焊接的优点，而且涂装性能好。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为： 一种耐强冲击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，玻璃纤维2~8 份，己内酰胺2~6份，乙基纤维素3~6份，碳素纤维4~8份，丙烯酸树脂3~5份，铝合金 5~8份，碳纤维5~10份，热稳定剂0. 1~0. 6份，填料5~10份。
[0007] 所述热稳定剂为硬脂酸钙或者硬脂酸锌。
[0008] 所述填料为碳酸钙或者滑石粉。
[0009] 所述的耐强冲击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 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，玻璃纤维5份，己内 酰胺4份，乙基纤维素5份，碳素纤维6份，丙烯酸树脂4份，铝合金6份，碳纤维8份， 热稳定剂0.3份，填料8份。
[0010] 所述耐强冲击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、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、二甲基硅氧烷低聚物//玻璃纤维、碳素纤维和丙 烯酸树脂混合均匀，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，得到耐 强冲击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160~180°C、 二区控温195~215°C、三区控温225~245°C、四区控温245~265°C、五区控温265~275°C、六区 控温275~285°C、七区控温285~295°C、八区控温295~305°C、机头温度220°C，转速180rpm， 喂料速度1〇~30。
[0011] 有益效果：本发明提供一种耐强冲击的汽车保险杠复合材料及其制备方法，保险 杠采用了聚丙烯系材料添加合金成分，用双螺杆挤制成，加工出来的保险杠不但具有高强 度的刚性，提高驾驶的安全性；还具有可以焊接的优点，而且涂装性能好。
【具体实施方式】
[0012] 双螺杆挤出机SJSH-30购自南京橡胶机械厂。
[0013] 实施例1 一种耐强冲击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，玻璃纤维2份，己内酰胺2 份，乙基纤维素3份，碳素纤维4份，丙烯酸树脂3份，铝合金5份，碳纤维5份，硬脂酸钙 0.1份，碳酸钙5份。
[0014] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、二甲基硅氧烷低聚物//玻璃纤维、碳素纤维和丙 烯酸树脂混合均匀，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 耐强冲击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170°C、二 区控温205°C、三区控温235°C、四区控温255°C、五区控温270°C、六区控温280°C、七区控温 290°C、八区控温300°C、机头温度220°C，转速180rpm，喂料速度20g/min。
[0015] 实施例2 一种耐强冲击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， 聚偏氟乙烯30份，聚丙烯腈20份，二甲基硅氧烷低聚物10份，玻璃纤维8份，己内酰胺6 份，乙基纤维素6份，碳素纤维8份，丙烯酸树脂5份，铝合金8份，碳纤维10份，硬脂酸钙 0.6份，碳酸钙10份。
[0016] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚丙烯、