纤维增强热塑性塑料需求大增制造工艺快速发展_塑料制品_资讯

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【纤维增强热塑性塑料需求大增制造工艺快速发展】

2017-04-21 16:39:33

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随着汽车工业的发展，纤维增强热塑性塑料的需求大幅增长，其制造工艺技术也进入了快速发展期。诸如直接(在线)配料长纤维增强热塑性塑料(D-LFT)、为改进长纤维增强热塑性塑料(LFT)模制品表面质量而采取的模具型腔感应加热、LFT母粒、基于环状齐聚酯原位聚合的纤维增强复合材料、LFT专用玻璃纤维与表面浸润剂等新技术不断涌现。对这些最新的工艺技术进展作一综述，为开发车用纤维增强热塑性塑料提供参考。

纤维增强塑料(FRP)随着汽车工业的发展而得到了快速的发展。尤其是纤维增强热塑性塑料，因其再生性好，便于回收利用、发展循环经济，成为车用塑料发展的重点与方向。而在纤维增强热塑性塑料中，长纤维增强热塑性塑料(LFT)的发展最引人注目。在LFT需求快速增长的同时，车用纤维增强热塑性塑料工艺技术也有了长足的进步。

从已经占有优势的纤维毡增强热塑性复合片材(GMT)与LFT进一步发展了直接(在线)配料LFT(D-LFT)工艺技术、长纤维增强母粒技术、改进长纤维增强热塑性塑料模制工艺的快速变换模具表面温度技术、基于环状齐聚酯的纤维增强热塑性塑料基体的原位聚合工艺技术、长纤维增强热塑性塑料专用玻纤与表面处理技术等。

纤维增强热塑性塑料需求大增制造工艺快速发展

D-LFT工艺技术

与使用长纤维增强热塑性塑料粒料(LFT-G)相比，D-LFT工艺具有几方面突出的优点：

使配料与成型一体化，省去预浸料的制备，大大节省人力;

受热次数少，没有二次熔融塑化，节能降耗;

避免二次熔融塑化过程对树脂和长纤维造成的影响，不过度损伤加入的纤维，树脂基体的性能与纤维长度可比LFT-G成型有更高的保留率，平均纤维长度比用LFT-G成型的高出15%-20%，具有高品质的制品性能，通过制品与模具设计和工艺条件的优化，制品的力学性能可以接近GMT制品;

工艺过程及生产周期缩短，提高生产效率生产成本低，相对于长纤维粒料，产品成本可以减少约40%。

D-LFT工艺由Woodshed Technologies公司首创。2005年Plastic Comp获得其Pushtrusion生产技术许可。近年来， Pushtrusion得到不断发展与完善。

而其基本工艺原理是：通过挤出机向包覆浸渍模供给热塑性树脂熔体，然后利用高压熔体包覆长纤维并将其拖向浸渍模末端的切刀，切刀根据事先设定的长度将包覆在熔体中的长纤维切断，而后熔体进人注塑机内注射成型。

Plastic Comp还在Pushtrusion D-LFT的基础上，发展了直接在线配料模压成型工艺，将制得的长纤维与熔融树脂复合物直接移入模压成型机内压制成最终产品，而无需使用预制的GMT片材，故也称之为Pushtrusion D-GMT。Pushtrusion D-GMT为加工者生产长纤维增强塑料制品提供很大的灵活性，尤其是树脂与纤维品种、颜料与其他添加剂等配方组成上，不再受供应商的制约。

Engel 公司与Krauss Maffei公司采用同向双螺杆挤出机与注塑机的组合，将连续挤出与注塑循环结合在一起，形成高效率的长纤维增强热塑性塑料在线配料注射成型系统。必要时，该系统也可各自独立运行。

Husky公司以特殊构型的单螺配料杆挤出机与注塑机组成在线配料注射成型系统。在挤出机的低压排气区与纤维入口处拽引夹送区，装有刮擦器。其对螺杆的刮擦运动改进了挤出机中这些低压区的熔体输送。

Dow公司利用双螺杆挤出机进行在线配料，热塑性树脂与添加剂经双螺杆挤出机熔融混炼塑化，连续纤维纱在双螺杆挤出机的下游引入，复合物经挤出机头形成特定形状的连续挤出物，再由切割器切割成型坯，然后直接送入成型机中成型为制品。

长纤维母粒

为了更加方便、经济地生产LFT制品，并有效地提高LFT制品的性能。RTP公司，Dow公司等相继开发了长纤维母粒，使产品制造企业可以灵活地适应LFT制品的生产需求。

RTP公司的长纤维母粒，玻璃纤维的质量分数为60%-75%，在成型时按需要比例用纯树脂稀释即可使用。该母粒纤维长度12mm，也可在8-25mm范围内定制。

Dow公司开发的长纤维母粒是通过两步配制完成的。即先配制添加剂母粒，其组成(质量份，下同)为聚丙烯(Borflow HL504FB)70份，炭黑15份，168抗氧剂6.7份，1010抗氧剂3.3份，PS802抗氧剂5.0份。然后将添加剂母粒与聚丙烯载体、分散剂、改性剂等一起经挤出机挤出并通过浸渍模具浸渍连续玻璃纤维，经拉挤、冷却、切粒得到长纤维母粒。

该母粒的组成为聚丙烯(H734-52RNA)32.4份，聚丙烯(Borflow HL504FB)4.0份，添加剂母粒2.1份，玻璃纤维60.0份，高分子偶联剂1.5份。

在这里，商品牌号为Borflow HL504FB聚丙烯的熔体流动速率为450g/10min，而商品牌号为H734-52RNA聚丙烯的熔体流动速率为52g/10min。后者为流动性高且物理性能之间有良好平衡性的注塑级材料，而前者具有很低的黏度，有利于基体树脂良好地浸润玻璃纤维。

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关键词：热塑性,纤维行业,制造工艺,塑料制品

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