一种用于汽车保险杠的玻璃纤维.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102976619 A (43)申请公布日 2013.03.20 CN 102976619 A *CN102976619A* (21)申请号 201210458395.0 (22)申请日 2012.11.15 C03C 13/00(2006.01) (71)申请人 安徽工程大学 地址 241000 安徽省芜湖市鸠江区北京中路 安徽工程大学 (72)发明人 毕松梅 金世伟 储长流 洪钧 王旭 杨莉 孙妍妍 朱钦钦 吕欢欢 (74)专利代理机构 芜湖安汇知识产权代理有限 公司 34107 代理人 方南 (54) 发明名称 一种用于汽车保险杠的玻璃纤维 (57) 摘要 本发

2、明公开了一种用于汽车保险杠的玻 璃纤维， 纤维中含有以下重量百分比的物质 ： 54 57%SiO2、 12 25%CaO、 5 10%B2O3、 10 17%Al2O3、 0.1 8%MgO、 余量为 Na2O、 K2O， 本发明 与现有技术相比， 所制的车用保险杠用玻璃纤维 增强材料， 其成分的基础是 SiO2、 Al2O3、 CaO 三元 系统， 它是通过优化方法寻求钙长石、 假硅灰石和 - 鳞石英与液相、 气相平衡， 添加 B2O3代替部分 SiO2， 再添加 MgO 代替部分 CaO， 使所获的玻璃纤 维富有弹性， 从而使制得的汽车保险杠被碰撞后 吸收能量， 保险杠碎片不粉碎性散落的低

3、共熔点 车用保险杠玻璃纤维成分组合。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 1/1 页 2 1. 一种用于汽车保险杠的玻璃纤维， 其特征在于 ： 纤维中含有以下重量百分比的物 质 ： 2. 根据权利要求 1 所述的一种用于汽车保险杠的玻璃纤维， 其特征在于 ： Na2O、 K2O 的 含量均小于 0.5% 0.7%。 3. 根据权利要求 1 所述的一种用于汽车保险杠的玻璃纤维， 其特征在于 ： 纤维含有以 下重量百分比的物质 ： 4. 根据权利要求 1 所述的一种用于汽车保险杠

4、的玻璃纤维， 其特征在于 ： 所述的玻璃 纤维直径小于 9um。 权 利 要 求 书 CN 102976619 A 2 1/5 页 3 一种用于汽车保险杠的玻璃纤维 技术领域 0001 本发明属于高分子复合材料， 特别涉及用于汽车保险杠的玻璃纤维。 背景技术 0002 汽车保险杠作为车身上重要的安全防护装置， 目前汽车保险杆的材料仍然采用增 韧聚丙烯(PP)和乙丙弹性体与聚烯烃的共混物(PP+EPDM)两种， 它们在力学性能上拉伸强 度和刚性都比较好， 但耐冲击性比较差， 其缺口冲击强度只能达到 50 多 KJ.m， 特别是增韧 聚丙烯 (PP) 在低温时， 其耐冲击性只能达到 40 多 KJ

5、.m， 凸显出材料脆性， 如果汽车保险杆 在生产成型后， 产品内部还存在着取向应力， 冲击强度会显著降低 ； 从而导致发生碰撞后汽 车保险杠吸能性差， 保险杠易发生粉碎性散落， 轻则汽车轮胎被刺破， 重则造成交通事故伤 人的严重问题。 发明内容 0003 本发明所要解决的第 1 个技术问题是， 提供一种适合汽车保险杠的含 B2O3玻璃纤 维增强复合材料。 0004 本发明采取的技术方案为 ： 一种用于汽车保险杠的玻璃纤维， 纤维中含有以下重 量百分比的物质 ： 0005 0006 0007 Na2O、 K2O 均小于 0.5% 0.7% 0008 优选的材料含有以下重量百分比的物质 ： 000

6、9 说 明 书 CN 102976619 A 3 2/5 页 4 0010 所述的玻璃纤维直径小于 9um， 0011 本发明与现有技术相比， 所制的车用保险杠用玻璃纤维增强材料， 其成分的基础 是 SiO2 、 Al2O3 、 CaO 三元系统， 它是通过优化方法寻求钙长石、 假硅灰石和 - 鳞石英与液 相、 气相平衡， 添加 B2O3代替部分 SiO2， 再添加 MgO 代替部分 CaO， 使所获的玻璃纤维富有弹 性， 从而使制得的汽车保险杠被碰撞后吸收能量， 保险杠碎片不粉碎性散落的低共熔点车 用保险杠玻璃纤维成分组合。 具体实施方式 0012 下面结合实施例对本发明作详细的说明。 00

7、13 实施例 1 ： 0014 a、 首先将纤维原料 SiO2、 Al2O3 、 CaO、 B2O3、MgO 、 Na2O、 K2O 先放入 100恒温干燥箱 干燥 6 小时， 控制水分含量 / =0.2 0.6， 以保证被熔化后玻璃液均质 ； 0015 b、 将烘干的玻璃纤维原料放入炉窑中， 在3040min范围内升温至1580， ， 这时 硅酸盐反应已告结束， 剩余残留的石英颗粒也发生溶解， 玻璃液开始形成， 继续保温 15 20min 排除气泡制得澄清玻璃液， 将熔液经铂合金漏板拉丝制得直径小于 9um 的玻璃纤维 长丝， 将玻璃纤维长丝进行短切， 再在离心机中分散均匀， 干燥至恒重即可

8、。 0016 所述的原料的重量配比为 0017 0018 由于车用保险杠专用增强玻璃纤维， 是由 SiO2、 Al2O3和 CaO 三元系形成基础成份， 是由钙长石、 假硅灰石和 - 鳞石英与液相、 气相平衡， 在此基础上用 B2O3代替部分 SiO2， 用 说 明 书 CN 102976619 A 4 3/5 页 5 MgO代替部分CaO， 形成金属氧化物含量小于0.7%的铝硼硅酸盐特质玻璃组分， 经过熔融反 应加工制取富有弹性玻璃纤维。 0019 发明所述保险杠专用铝硼硅酸盐玻璃析晶温度经测定在 1080 1170之 间 . 所以要控制生产加工车用保险杠专用增强玻璃纤维的炉窑温度在 158

9、0以上， 玻璃不 会出现析晶现象， 制造出的玻璃能够满足玻璃纤维对弹性指标要求， 其硅酸盐成分易于熔 化、 澄清、 均化和成形， 这样铂合金漏板所制取的直径 9um 以下的玻璃纤维可获得良好工艺 性能和物理化学性能。 0020 实施例 2 ： 0021 玻璃纤维原料重量配比为 ： 0022 0023 0024 其余与实施例 1 相同。 0025 实施例 3 ： 0026 除原料重量配比为 ： 0027 0028 其余与实施例 1 相同。 0029 实施例 1、 2、 3 所制的单丝玻璃纤维的技术指标如下 ： 说 明 书 CN 102976619 A 5 4/5 页 6 0030 0031 由M

10、gO、 Al2O3、 SiO2组成玻璃结构紧密， 所以强度较好， 原料重量配比对强度影响较 大。 0032 实施例 4 ： 0033 将实施例 1、 2 所制的玻璃纤维加入 PP 塑料及相关的添加剂， 其质量份配比如下 ： 0034 0035 本发明的聚丙烯 （PP) ： 采用中国石油化工股份有限公司广州分公司产品 ； PP 树脂 与玻纤的黏结性较一般厂家好。 0036 硅烷偶联剂 KH550 ： 广州市创锦鑫化工科技有限公司成核透明剂 ZC-3 ： 烟台只楚 合成化学有限公司 0037 抗氧剂 1010 ： 宜兴市天使合成化学有限公司。 0038 将上述原料按比例在高速混合机中将多相原料混合

11、均匀， 由双螺杆挤出机挤出造 粒 ； 即可 0039 实施例 5 ： 0040 除将玻璃纤维用国产或进口 PP 材料替换外， 其余与实施例 4 相同。 0041 其结果如下表所示 ： 0042 所制的产品采用国家标准 GB/T9341-2000 在规定条件下， 测定塑料弯曲性能。 0043 在国家标准 GB/T 1043.1-2008 规定条件下， 测定塑料简支梁冲击性能。 0044 在国家标准 GB/T3398.2-2008 规定条件下， 测定塑料洛氏硬度测定。 说 明 书 CN 102976619 A 6 5/5 页 7 0045 0046 注 ： 按 GB/T1043.1-2008 测试， 测试温度 22 ； 0047 对于一种含 B2O3玻璃纤维增强汽车保险杠发明我们进行了示例性描述， 显然本发 明具体实现并不受上述方式的限制， 只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种 非实质性的改进， 或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的， 均在本 发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 102976619 A 7