[发明专利]一种用于汽车薄壁注塑件的低翘曲率尼龙塑料及制备方法

说明书

本发明属于薄壁塑料制品的技术领域，提供了一种用于汽车薄壁注塑件的低翘曲率尼龙塑料及制备方法。该方法通过在层状碳化硅的片层间原位生成连续单向的碳纤维，并在高熔点尼龙通过双螺杆挤出机时，由侧喂料口加入，并借助超声波震动分散，挤出造粒制得低翘曲率尼龙塑料。与传统方法相比，本发明的制备的尼龙塑料，碳纤维在尼龙基体中分散性好，材料之间的界面结合能力强，降低了应力开裂的风险，并且导热性能好，传热均匀，有效降低制品的翘曲风险，可广泛用于汽车薄壁注塑件的生产，提升汽车轻量化效果。

技术领域

本发明属于薄壁塑料制品的技术领域，提供了一种用于汽车薄壁注塑件的低翘曲率尼龙塑料及制备方法。

背景技术

有关研究数据表明，汽车轻量化而来的突出优点就是油耗显著降低。汽车车身约占汽车总质量的30% ， 空载情况下，约70%的油耗用在车身质量上，因此车身的轻量化对减轻汽车自重，提高整车燃料经济性至关重要。同时，轻量化还将在一定程度上带来车辆操控稳定性和一定意义上碰撞安全性的提升。因此汽车轻量化已成为汽车产业发展中的一项关键性研究课题。

汽车轻量化技术包括汽车结构的合理设计和轻量化材料的使用两大方面。一方面汽车轻量化与材料密切相关；另一方面是优化汽车结构设计。其中轻量化材料的选择成为关键，因而薄壁注塑的高分子复合材料受到广泛关注。尼龙6以其优良的耐热性、耐药品性、滋润滑性、电性能、加工性能，尤其是良好的综合性能而在电子电器、汽车工业和机械、仪器仪表和家用电器等领域中得到广泛地应用，是汽车薄壁注塑件的极好选择。

目前现有技术大多采用长玻璃纤维来增强尼龙材料。现有的长玻纤增强尼龙复合材料仍存在一些不足之处，例如，采用其注塑大型制件时，由于复合材料中组分的取向和结晶较高、注塑时采用不恰当的工艺条件、模具设计时浇口形状和位置不对、制品设计时壁的厚薄不均等因素，复合材料会发生较大的不均匀收缩，使得所得产品容易发生翘曲，导致影响所述产品的使用性能及外观，这也是目前薄壁注塑研究的主要内容。

目前国内外在薄壁注塑塑料的制备，尤其是低翘曲塑料方面已取得了一定成效。其中汪理文等人发明了一种高强度轻量化薄壁注塑用聚丙烯组合物（中国发明专利申请号201610239000.6），按重量分数计，包括聚丙烯树脂100份，α~烯烃低聚物20~30份，成核剂1~10份，相容剂1~5份，马来酸酐接枝POE1~10份，所述α~烯烃低聚物为数均分子量小于10000的低聚物，聚丙烯树脂为具有C6-C8长链分支结构的聚丙烯树脂。使用该发明的聚丙烯组合物制得的注塑部件密度小，质量轻，且注塑部件的力学性能优异，能广泛应用于汽车工业，不仅如此，注塑部件的表面质量良好，无流痕、虎皮纹或缩痕等表面问题。另外，谭灼安等人发明了一种薄壁注塑用PC/PHA塑料及其制备方法（中国发明专利申请号201610561938.X），以重量份计由下列原料组成：80~90份PC树脂、6~16份PHA树脂、2~3份稳定剂以及1~2份酯交换抑制剂；制备的PC/PHA塑料，用于薄壁注塑时具有绿色环保、流动性好，制品不变形等优点。

可见，现有技术中的汽车薄壁注塑制品存在填料与基体界面结合力差，易发生应力开裂，并且导热性能差，注塑时传热温度不均匀，易发生翘曲，并且加工要求高，使用性能差。

发明内容

针对这种情况，本发明提出一种用于汽车薄壁注塑件的低翘曲率尼龙塑料及制备方法，可有效提高碳纤维与尼龙基体的界面结合性，降低了应力开裂风险，并且导热性能好，降低了翘曲的出现。

为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：

一种用于汽车薄壁注塑件的低翘曲率尼龙塑料的制备方法，通过在层状碳化硅的片层间原位生成连续单向的碳纤维，并在高熔点尼龙通过双螺杆挤出机时，由侧喂料口加入，并借助超声波震动分散，挤出造粒制得低翘曲率尼龙塑料，制备的具体步骤如下：