[发明专利]一种无卤阻燃长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无卤阻燃长玻璃纤维增强聚丙烯材料及其制备方法，属于高分子材料及其成型加工领域。

背景技术

发动机下护板的主要作用是保护发动机油底壳及相关零件避免碎石冲击和磕碰，对冲击性能的要求非常高，同时要耐发动机及排气管辐射的高温和冬季环境低温，对阻燃性能有一定要求。传统上都是以金属钢板材料制造。但金属材料密度大，零件重达10公斤，且加工工艺繁琐，设计自由度严重不足，制造集成化程度低，不符合汽车部件的模块化要求，此外，发动机下护板采用金属材料碎石冲击会产生噪音。

随着汽车工业的发展，长玻璃纤维增强聚丙烯由于其优异的耐蠕变、耐动态疲劳、高刚性以及一步注塑成型的优势，逐渐取代SMC、BMC、GMT以及金属材料应用于发动机底护板的生产，但是发动机底护板对阻燃等级的要求也越来越高，例如神龙D45 1333标准中C4等级规定了自动熄灭的要求，而且随着世界环保工业的发展，阻燃剂无卤化已经是大势所趋。

目前长波纤聚丙烯无卤阻燃主要是采用长波纤聚丙烯母粒和无卤阻燃剂母粒进行简单共混，这种技术容易导致注塑成品制件后阻燃剂在零部件的各个部位分布不均匀，从而导致其阻燃性能不均一。因此，开发集功能性、阻燃性于一体的均一长波纤聚丙烯材料势在必行。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机底护板用高分子材料及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷，满足汽车发动机底护板材料发展的需要。

为了达到上述目的，本发明提供了一种无卤阻燃长玻璃纤维增强聚丙烯材料，其特征在于，由以下以重量百分数计的组分组成：

聚丙烯      49-88.8％；

热稳定剂    0.1-0.5％；

加工助剂    0.1-0.5％；

无卤阻燃剂  5-20％；

相容剂      1-5％；

长玻璃纤维  5-25％。

优选地，所述聚丙烯的熔体流动速率为50-1000g/10min。

优选地，所述的热稳定剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类和杯芳烃中的任意一种或几种的混合物。

优选地，所述的加工助剂为低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类和酰胺类中的任意一种或几种的混合物。

优选地，所述的无卤阻燃剂为磷氮类无卤环保型膨胀阻燃剂。

优选地，所述的相容剂为极性单体接枝聚合物，其聚合物基体为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-α-乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯与丁二烯的共聚物、聚乙烯-聚苯乙烯-聚丙烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物和乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的任意一种或两种的混合物，其极性单体为马来酸酐及其类似物和丙烯酸及其酯类衍生物中的任意一种或几种的混合物。

优选地，所述的长玻璃纤维为无碱连续玻璃纤维。

本发明还提供了上述无卤阻燃长玻璃纤维增强聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

第一步：将4-40％重量的聚丙烯、相容剂通过单螺杆挤出机塑化后通过口模输送到高温熔体槽，槽内温度为280-380℃；

第二步：将剩余聚丙烯、热稳定剂、加工助剂、无卤阻燃剂通过单螺杆挤出机塑化后通过口模输送到低温熔体槽，槽内温度为180-220℃；

第三步：将长玻璃纤维以20-100m/min的速度依次输入第一步中的高温熔体槽、第二步中的低温熔体槽后，牵引浸润，切粒。

优选地，所述高温熔体槽和所述低温熔体槽的长度为1-4m。

进一步地，所述高温熔体槽的长度为2m，所述低温熔体槽的长度为1m。

本发明的原料采用超高熔体流动速率的聚丙烯树脂，适合注塑薄壁大件汽车零部件产品，同时由于该材料使用不含卤素的磷氮系膨胀阻燃剂，符合Rochs法规要求，是新型环保材料，完全可以放心做出口产品。此外，本发明中的热稳定剂的作用是抑制加工过程中产生的降解；加工助剂的作用是提高其加工性能；相容剂的作用是增加玻璃纤维和聚合物基体的相容性。