[发明专利]一种聚丙烯复合材料汽车水箱横梁及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料领域，特别涉及聚丙烯复合材料汽车水箱横梁及制备方法。

背景技术

汽车踏板包括油门踏板、离合踏板与水箱横梁，其中汽车水箱横梁不仅承载引擎盖及水箱的重量，还承受着引擎盖开启过程中的冲击力。

现有技术中通过对钣金材料进行剪、冲/切/复合、折、焊接、铆接、拼接、成型（汽车水箱横梁），制备成汽车水箱横梁，所得汽车水箱横梁对引擎盖及水箱的重量性能良好。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术采用钣金材料制备汽车水箱横梁，由于钣金密度较高（平均为7g/cm³），使其所制备的汽车水箱横梁的重量较大，不利于车身轻量化，且加工工艺复杂，成本较高，使制备汽车水箱横梁经济适应性较差。

发明内容

为了解决现有技术汽车水箱横梁重量较大的问题，本发明实施例提供了一种纤维增强聚丙烯复合材料汽车水箱横梁及制备方法。所述技术方案如下：

一方面提供了一种纤维增强聚丙烯复合材料汽车水箱横梁，所述聚丙烯复合材料汽车水箱横梁包括以下质量分数的组分：40%-80%的聚丙烯、0%-30%的增韧剂、5%-58%的纤维增强体、0.3%-0.5%的抗氧剂、0%-1%的色母粒和0.5%-3%的相容剂。

具体地，作为优选，所述聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的至少一种。

具体地，作为优选，所述增韧剂为乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、氢化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和丙烯-乙烯接枝共聚物的至少一种。

具体地，作为优选，所述纤维增强体为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维的至少一种。

具体地，作为优选，所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168复配而成。

具体地，作为优选，所述相容剂为马来酸酐、硅烷偶联剂、铝酸脂偶联剂和钛酸酯偶联剂的至少一种。

另一方面，提供了一种纤维增强聚丙烯复合材料汽车水箱横梁的制备方法，所述聚丙烯复合材料汽车水箱横梁的制备方法包括以下步骤：

步骤1：将聚丙烯、增韧剂、抗氧剂、色母粒和相容剂在高速搅拌机下混合搅拌5-20min；

步骤2：将步骤1得到的混合物料加入双螺杆挤出机主喂料料斗中，并将纤维增强体添加入所述双螺杆挤出机的专用纤维进料口处，通过所述双螺杆挤出机挤出造粒，干燥切粒，得到纤维增强聚丙烯复合材料颗粒；

步骤3：将步骤2中纤维增强聚丙烯复合材料颗粒通过注塑机注塑成型，得到纤维增强聚丙烯复合材料汽车水箱横梁；

所述聚丙烯、所述增韧剂、所述纤维增强体、所述抗氧剂、所述色母粒和所述相容剂的质量分数分别为40%-80%、0%-30%、5%-58%、0.3%-0.5%、0%-1%和0.5%-3%。

具体地，作为优选，所述双螺杆挤出机的各温区温度设定如下：

一区160℃-170℃，二区165℃-175℃，三区170℃-180℃，四区180℃-190℃，五区190℃-195℃，六区190℃-200℃，七区190℃-200℃，八区180℃-190℃，九区175℃-185℃。

具体地，作为优选，所述双螺杆挤出机的主机转速为100-200rpm。

具体地，作为优选，所述注塑机的各温区温度设定如下：

一区170℃-180℃，二区175℃-185℃，三区180℃-190℃，四区190℃-200℃，五区185℃-195℃，六区180℃-190℃。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的聚丙烯复合材料汽车水箱横梁，通过采用40%-80%的聚丙烯、0%-30%的增韧剂、5%-58%的纤维增强体、0.3%-0.5%的抗氧剂、0%-1%的色母粒和0.5%-3%的相容剂，并通过注塑成型工艺制备而成，该聚丙烯复合材料所制备的水箱横梁的密度更小，明显减轻了水箱横梁的重量，利于车身轻量化发展，从而提高了燃油经济性，而其刚度、耐冲击性能却更优，满足了水箱横梁的技术指标。本发明实施例提供的聚丙烯复合材料汽车水箱横梁的制备方法，加工工艺简单，大大提高了生产效率，使得制备成本较低，提高了水箱横梁的经济适应性。

附图说明