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车用纤维增强热塑性塑料技术进展

伴随着汽车产业的发展趋势，纤维增强热塑性塑料的要求大幅度提高，其生产制造生产工艺也进入了迅速增长期。例如立即(线上)配料长纤维增强热塑性塑料(D-LFT)、为改善长纤维增强热塑性塑料(LFT)模制品表面品质而采用的模具凹模电磁感应加热、LFT母料、根据环形齐聚脂原点汇聚的纤维增强高分子材料、LFT专用型夹层玻璃纤维与表面浸润剂等新技术应用层出不穷。对这种全新的生产工艺进度作一具体描述，为开发设计车配纤维增强热塑性塑料出示参照。

纤维增强塑胶(FRP)伴随着汽车产业的发展趋势而获得了迅速的发展趋势。尤其是纤维增强热塑性塑料，因其再生性好，便于回收再利用、发展趋势绿色经济，变成车配塑胶发展趋势的关键与方位。而在纤维增强热塑性塑料中，长纤维增强热塑性塑料(LFT)的发展趋势最引人注意。在LFT要求持续增长的另外，车配纤维增强热塑性塑料生产工艺也拥有长足的进步。

从早已占有优势的纤维毡增强热固性复合型塑胶板材(GMT)与LFT进一步发展趋势了立即(线上)配料LFT(D-LFT)生产工艺、长纤维增强母料技术性、改善长纤维增强热塑性塑料模制作而成的加工工艺的迅速转换模具表面溫度技术性、根据环形齐聚脂的纤维增强热塑性塑料基材的原点汇聚生产工艺、长纤维增强热塑性塑料专用型玻璃纤维与表面解决技术性等。

1 D-LFT生产工艺

与应用长纤维增强热塑性塑料粉料(LFT-G)对比，D-LFT加工工艺具备几层面突显的优势：

使配料与成形一体化，省掉预浸料的制取，大大的节约人力资源;

遇热频次少，沒有二次熔化熔融，节能减排;

防止二次熔化熔融全过程对环氧树脂和长纤维导致的危害，不过多损害添加的纤维，环氧树脂基材的特性与纤维长短相比LFT-G成形有高些的保存率，均值纤维长短相比LFT-G成形的高于15%-20%，具备高质量的产品特性，根据产品与模具设计方案和加工工艺标准的提升，产品的物理性能能够 贴近GMT产品;

加工工艺全过程及生产周期减少，提升生产率生产制造低成本，相对性于长纤维粉料，生产成本能够 降低约40%。

D-LFT加工工艺由Woodshed Technologies企业创新。2005年Plastic Comp得到其Pushtrusion生产工艺批准。近些年， Pushtrusion获得持续发展趋势与健全。

而其基础加工工艺基本原理是：根据挤塑机向包复预浸模提供热塑性塑料溶体，随后运用髙压溶体包复长纤维并将其拖向预浸模尾端的切割刀，切割刀依据事前设置的长短将包复在溶体中的长纤维断开，然后溶体进入塑料机内注入成形。

Plastic Comp仍在Pushtrusion D-LFT的基本上，发展趋势了立即线上配料模压成型加工工艺，将制取的长纤维与熔化环氧树脂一氧化氮合酶立即移进模压成型机内抑制成最后商品，而不用应用预制构件的GMT塑胶板材，故也称作Pushtrusion D-GMT。Pushtrusion D-GMT为加工者生产制造长纤维增强塑胶制品出示非常大的协调能力，尤其是环氧树脂与纤维种类、色浆与别的防腐剂等秘方构成上，已不受经销商的牵制。

Engel 企业与Krauss Maffei企业选用同方向双单螺杆挤出机与塑料机的组成，将持续挤压与注塑加工循环系统融合在一起，产生效率高的长纤维增强热塑性塑料线上配料注入成形系统软件。必需时，该系统软件也可分别单独运作。

Husky企业以独特构形的单螺配料杆挤塑机与塑料机构成线上配料注入成形系统软件。在挤塑机的底压排气管区与纤维入口拽引夹送区，配有刮擦器。其对挤出机螺杆的刮擦健身运动改善了挤塑机中这种底压区的溶体运输。

Dow企业运用双单螺杆挤出机开展线上配料，热塑性塑料与防腐剂经双单螺杆挤出机熔化混炼胶熔融，持续纤维纱在双单螺杆挤出机的中下游引进，一氧化氮合酶经挤塑机头产生特殊样子的持续挤压物，再由切割激光切割成形坯，随后立即送进成形机中成形为产品。

2模具凹模表面溫度迅速转换技术性

为了更好地扩展纤维增强热塑性塑料的运用范畴，使其融入表面品质规定高的轿车外装件主要用途，在注料期内，使与耐磨材料触碰的模具表面溫度维持在基材环氧树脂的热膨胀系数之上乃至贴近耐磨材料溫度，显而易见就便于得到高表面品质的产品。

殊不知，热塑性塑料产品又务必制冷至热变形温度下列出模，一般 的模具制冷依然是必不可少的。为了更好地改进纤维增强热塑性塑料的橡塑制品加工工艺，迅速转换模具凹模表面溫度便变成解决问题的重要。全新的模具电磁感应加热技术性则考虑了这一迅速转换规定。

为了更好地完成模具凹模表面溫度的迅速转换，Roc-tool企业对于此事明确提出了模具电磁感应加热的解决方法。以电流的磁效应技术性，根据快速加温模具表面至贴近注入塑胶溶体的溫度，进而获得理想的耐磨材料流变性标准。环氧树脂与模具表面处在相仿的溫度，流动性也就十分非常容易。

为了更好地可以更为普遍地用以各种各样不一样场所，Roc-tool在其模具凹模电磁感应加热技术性中，还融合了其合作方Wittmann Battenfeld 企业的Indumold 技术性，进而发布了2类模具电磁感应加热系统软件，即笼式系统软件与集成化在模具內部的内嵌传感器。取得成功地将电磁感应加热技术性用以LFT塑胶注塑加工与模压成型模具，生产制造具备A级表面的大中型汽车零部件。Roc-tool企业所选用的专利权方式，仅对模具凹模表面开展加温与制冷，其周期与传统式方式对比，要快得多。接入传感器开关电源，仅需几秒钟到几十秒加温就可以，加温深层只在模具表面下列0.2毫米范畴的表面层，模具整体的99.9%并不处在加温情况。

Roc-tool企业还能设计方案不一样导电率的原材料作模具表面层，使模具一些位置的溫度较别的位置高些，进而能够 使产品仅在某一地区做到A级表面规定。

3长纤维母料

为了更好地更为便捷、经济发展地生产制造LFT产品，并合理地提升LFT产品的特性。RTP企业，Dow企业等陆续开发设计了长纤维母料，使商品制造企业能够 灵便地融入LFT产品的生产制造要求。

RTP企业的长纤维母料，夹层玻璃纤维的摩尔质量为60%-75%，在成形时按必须占比用纯环氧树脂稀释液就可以应用。该母料纤维长短12mm，也可在8-25mm范畴内订制。

Dow企业开发设计的长纤维母料是根据二步配置进行的。即先配置防腐剂母料，其构成(品质份，相同)为聚丙稀(Borflow HL504FB)70份，碳黑15份，168抗氧剂6.7份，1010抗氧剂3.3份，PS802抗氧剂5.0份。随后将防腐剂母料与聚丙稀媒介、增稠剂、改性材料等一起经挤塑机挤压并根据预浸模具预浸持续夹层玻璃纤维，经拉挤、制冷、造粒获得长纤维母料。

该母料的构成为聚丙稀(H734-52RNA)32.4份，聚丙稀(Borflow HL504FB)4.0份，防腐剂母料2.1份，夹层玻璃纤维60.0份，高分子材料硅烷偶联剂1.5份。

在这儿，产品型号为Borflow HL504FB聚丙稀的溶体流动性速度为450g/10min，而产品型号为H734-52RNA聚丙稀的溶体流动性速度为52g/10min。后面一种为流通性高且工艺性能中间有优良稳定性的注塑级原材料，而前面一种具备很低的粘度，有益于基材环氧树脂优良地侵润夹层玻璃纤维。

4新的原料技术性

在车配纤维增强热塑性塑料层面，最具颠覆性的是根据环形齐聚脂(CBT)原点汇聚生产制造的纤维增强热塑性塑料。

CBT是英国Cyclics专利权生产制造的具备大环构造的、不一样低相对性分子质量齐聚脂的化合物。CBT在生产过程中添加锡金属催化剂，于适度的溫度下开环增益汇聚成线形聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT) ，相对性分子质量是通用性PBT环氧树脂的2倍。具备突显的生产加工优势，非常低的粘度使其能迅速、极好地湿润纤维增强原材料，且能够 在很低的工作压力下成形，能迅速汇聚;基本上可以用全部的热固性和热固性树脂的纤维高分子材料方法开展成形生产加工(而一般 方式较单一)。除此之外，汇聚后的原材料又具备一般 PBT环氧树脂的可反复生产加工的热固性特点。

除此之外，为了更好地考虑LFT用夹层玻璃纤维纱应用加工工艺和产品特性规定，及其处理长纤维表面的浸润性难题，英国OCV企业、PPG工业生产企业、荷兰的Saint-Gobain企业等均从业专用型浸润剂的开发设计。PPG工业生产企业以马来酸酐、聚乙二醇或聚丙二醇、油酸缩水率甘油酯与松香树脂开展逐层反映，制取改性材料松脂，再与A174、A187、A1100硅烷偶联剂，及其PH调理剂、润滑液、有机硅消泡剂、水等做成浸润剂。该浸润剂具备的突显优势是：纤维生产制造中主要表现出优良的短纤维贝塔射线性，并改进纤维的磨擦特性，降低夹层玻璃纤维短纤维加工过程中的拉丝开裂，有益于维持商品的一致性，并减少纤维短纤维产品成本，改进在事后生产过程中的耐擦破性，降低事后工艺流程中拉丝的开裂，提升事后工艺流程的生产率;对多种多样环氧树脂、多种多样增强塑胶生产制造加工工艺的适应能力好等。

5 总结

纤维增强热塑性塑料已经汽车产业行业得到愈来愈普遍的运用，其生产工艺的发展趋势也是日新月异，尤其是LFT，D-LFT，海外已从原料、武器装备、模具等诸多方面，产生了详细的全产业链，技术性日趋完善。

而中国的这种层面工作中才不久发展，尚欠缺深层次的科学研究与开发设计，期待能造成中国同行业高度重视，提升车配纤维增强热塑性塑料的生产工艺产品研发，推动汽车产业与塑胶工业的一同发展趋势。

来源于：复材应用技术

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