[发明专利]一种玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

一种玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料，按照重量份计，原料包括聚丙烯树脂：100重量份，增强剂：5‑15重量份，增韧剂：10重量份，偶联剂：5重量份，抗氧剂：1‑2重量份，紫外线吸收剂：1‑2重量份，流动分散改性剂：5重量份，填充剂：5‑15重量份，抗静电剂：3重量份。提供一种强度好、刚性高、韧性强、抗静电、重量轻、成本低、环保性好、耐腐蚀性强、生产制造简便的用于汽车保险杠的玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料，充分利用玄武岩纤维的优势来满足汽车轻量化发展的需求。

技术领域

本发明涉及高分子材料改性技术领域，尤其是一种玄武岩纤维增强聚丙 烯复合材料及其制备方法。

背景技术

我国汽车工业的发展，面临能源环保问题的巨大压力。为了在降低能耗 排放的同时满足人们日益增长的汽车消费需求，发展我国汽车工业产业，汽 车轻量化迫在眉睫。

当前世界石油储量日益减少，随着汽车保有量的逐年提升，汽车已成为 石油的消耗主体。我国作为世界第二大能源消费国，石油对外依赖程度不断 提高，石油供应压力不断增大，车用燃油已占到我国全年石油消费量的1/3。 汽车作为耗油大户，其节能程度已影响到我国整体能源消费水平。面对石油 供应和全球变暖、雾霾肆虐的环保压力，我国已制定严格的乘用车燃料消耗 量标准法规，对乘用车燃料消耗量及对应的CO₂排放提出了严格的要求。

汽车轻量化是在保证强度和安全性的前提下，尽可能降低汽车整备质 量，以提高汽车的动力性，实现节能减排。汽车轻量化的实现需要材料技术、 轻量化结构优化设计技术、轻量化绿色制造技术3个方面的进步，是材料、 设计、加工成形技术等多方面的集成，其中材料的创新是基础和核心。汽车 实现节能减排，汽车材料的轻量化首当其冲。纤维增强聚合物复合材料配件 作为减轻车身质量的最有效手段，将在节能减排政策的助推下被更多的车型 采用来替代金属件，从而推进纤维增强聚合物复合材料汽配零部件及其相关 技术的发展。

玄武岩纤维(Basalt Fibre简称BF)是以天然的玄武岩矿石为原料， 将其破碎后加入熔窑中，在1450～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板 制成的纤维，是继碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维之后的第四大 高技术纤维。BF与其它高技术纤维相比，具有隔热、防潮、防水、防火、耐 酸碱、保温、吸声、良好的抗拉强度、耐腐蚀、长期使用不退变不劣化等很 多独特的优异性能，是碳纤维等高技术纤维的低价替代品。并且，其具有原 料价格低廉、无须其他材料(玻璃纤维需要较高的配料比例)、低廉的生产 费用、应用制品的加工费低等优势。尤为主要的是，由于它取自天然矿石， 而无任何添加剂，是目前为止唯一的无环境污染的不致癌的绿色玻璃质纤维 产品。正由于BF及其复合材料具有其它材料不可替代的作用，我国中长期 发展规划将先进复合材料列为重要发展方向，并已明确将连续BF一并列为 要重点发展的四大高新技术纤维之一。而BF是四大高新技术纤维中综合性 能最好和综合性价比最优的品种。

玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料(PP/BF)与碳纤维增强聚丙烯复合材 料(PP/CF)相比，它的成本远低于PP/CF而性能却降低不多；PP/BF与玻璃 纤维增强聚丙烯复合材料(PP/GF)相比，它的成本与PP/GF相当而综合性 价比却明显优于PP/GF。故汽车上只要可以使用PP/CF和PP/GF的地方都可 以用PP/BF替代使用，并且可以获得更优的综合性价比。根据纤维不同的长 度所得到的PP/BF材料主要用于汽车的内外饰件、车身件、结构件及至连续 BF成型的整车骨架等方面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种强度好、刚性高、韧性强、抗静 电、重量轻、成本低、环保性好、耐腐蚀性强、生产制造简便的用于汽车保 险杠的玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料，充分利用玄武岩纤维的优势来满足 汽车轻量化发展的需求。