[发明专利]一种汽车塑料空滤器支架及其制造方法

说明书

本发明提供了一种汽车空滤器支架及其制造方法，它由塑料粒子与改性剂混合形成的预混料与相容剂、连续纤维在线塑化，然后与纤维增强塑料片材模压后形成的预制增强体在线混炼注塑而成。本发明还提供了该汽车空滤器支架的制备方法，与传统金属材质汽车空滤器支架相比，减重达40％以上，同时该制造方法既解决了普通注塑件作为支架类产品刚度不足，抗蠕变性能差等问题，同时也实现了从原材料到最终产品的一步化成型，缩短了生产成型周期，减少材料经历的剪切史与热历史，从而提高生产效率，降低生产成本，进一步提高产品性能。

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，特别是涉及一种纤维增强热塑性塑料的汽车塑料空滤器支架及其制造方法。

背景技术

随着汽车工业的不断发展，节能、安全、轻量化将成为未来汽车的主要发展方向，而具有刚性大、强度高、重量轻等特点的复合材料正好顺应了汽车的发展趋势，复合材料在汽车产业的应用就变得尤为重要，其在汽车上的广泛应用前景和发展趋势，必将导致未来汽车材料的巨大革新。

有统计显示，全世界平均每辆汽车的塑料用量在2000年就已达105千克，约占汽车总重量的8％～12％。而发达国家汽车的单车塑料平均使用量为120千克，占汽车总重量的12％～20％。近两年，车用塑料的最大品种――聚丙烯，每年以2.2％～2.8％的速度加快增长，预计到2020年，发达国家汽车平均用塑料量将达到500千克/辆以上。因此，制造塑料汽车零部件成为未来发展趋势。

另一方面，用塑料制造的汽车零部件还需满足汽车使用时的各种要求，如支架类等承力结构件(如空滤器支架)对于“以塑代钢”的轻量化举措提出了更高的要求，即足够的刚性、强度及抗蠕变性能等，而目前单纯的纤维增强塑料注塑成型并不能达到上述的要求。同时传统挤出及注塑过程导致的最终产品中用于增强的纤维保留长度短，未充分发挥增强作用，从材料到制件的生产流程长，增加生产制造过程中的能耗及成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车塑料空滤器支架及其制造方法，其主要以低成本的PP、PA或PET为塑料基体，并配合相应的改性剂，使连续纤维与改性塑料的在线混炼并注塑成型而成，本制造方法实现一步化成型，缩短了生产成型周期，减少材料经历的剪切史与热历史，从而提高生产效率，降低生产成本，进一步提高产品性能。生产出来的产品满足汽车零部件的性能要求，较金属制件减重达40％以上，具有良好的应用前景。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种汽车塑料空滤器支架，其特征在于，它由塑料粒子与包含一部分相容剂的改性剂混合形成预混料后再与另一部分相容剂、连续纤维在线塑化，然后与纤维增强塑料片材模压后形成的预制增强体在线混炼注塑而成，所述改性剂包含偶联剂、另一部分相容剂、抗氧剂、色母、抗紫外剂，相容剂的总使用量为塑料粒子的质量分数为1％～8％，偶联剂的使用量为塑料粒子的0.3％～4.5％，抗氧剂的使用量为塑料粒子的0.1％～0.8％，色母使用量为塑料粒子的0.1％～0.5％，抗紫外剂使用量为塑料粒子的0～0.5％，控制注塑成型组分中连续纤维质量占总质量的35—50％。

上述汽车塑料空滤器支架的制备方法，其特征在于主要包含如下工艺步骤：

(1)预制增强体的制备：将纤维增强塑料片材按照一定方式层叠后进行模压，制备用于支架增强的预制增强体，模压工艺温度为180--280℃。

(2)注塑模具预处理：模具升温至50-100℃，并稳定45min。同时将模具热流道系统均加热至220--280℃；

(3)塑料粒子的干燥：将塑料粒子在60--100℃下进行干燥，干燥时间为2--4h；

(4)预混料的制备：将塑料粒子及包含一部分相容剂的改性剂按一定的质量比例称量后在高速分散机内进行充分混合得预混料，混合时间为8-20min；

(5)预制体在模具中的放置：利用注塑模具上的定位装置及预制体上的定位孔，使预制体在模具中固定，并合模等待注塑；