注塑那些事儿|【干货收藏】一文看懂车用纤维增强热塑性塑料技术进展！( 二 ) 随着汽车工业的发展

【注塑那些事儿|【干货收藏】一文看懂车用纤维增强热塑性塑料技术进展！】2、模具型腔表面温度快速变换技术

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为了拓展纤维增强热塑性塑料的应用范围，使其适应表面质量要求高的汽车外装件用途，在注料期间，使与熔料接触的模具表面温度保持在基体树脂的玻璃化温度以上甚至接近熔料温度，显然就易于获得高表面质量的制品。
然而，热塑性塑料制品又必须冷却至热变形温度以下脱模，通常的模具冷却仍然是必需的。为了改善纤维增强热塑性塑料的模塑工艺，快速变换模具型腔表面温度便成为问题解决的关键。最新的模具感应加热技术则满足了这一快速变换要求。
为了实现模具型腔表面温度的快速变换， Roc-tool公司对此提出了模具感应加热的解决方案。以电磁感应技术，通过迅速加热模具表面至接近注射塑料熔体的温度，从而获得理想的熔料流变条件。树脂与模具表面处于相近的温度，流动也就十分容易。为了能够更加广泛地用于各种不同场合， Roc-tool在其模具型腔感应加热技术中，还结合了其合作伙伴WittmannBattenfeld公司的Indumold技术，从而推出了2类模具感应加热系统，即笼式系统与集成在模具内部的内置感应器。成功地将感应加热技术用于LFT塑料注塑与模压成型模具，生产具有A级表面的大型汽车部件。 Roc-tool公司所采用的专利方法，仅对模具型腔表面进行加热与冷却，其周期时间与传统方法相比，要快得多。接通感应器电源，仅需几秒到几十秒加热即可，加热深度只在模具表面以下0.2mm范围的表面层，模具总体的99.9%并不处于加热状态。
Roc-tool公司还能设计不同导电性的材料作模具表面层，使模具某些部位的温度较其他部位高些，从而可以使制品仅在某一区域达到A级表面要求。
3、长纤维母粒

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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(BorflowHL504FB)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(BorflowHL504FB)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BorflowHL504FB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。
4、新的原材料技术
在车用纤维增强热塑性塑料方面，最具革命性的是基于环状齐聚酯(CBT)原位聚合制造的纤维增强热塑性塑料。
CBT是美国Cyclics专利生产的具有大环结构的、不同低相对分子质量齐聚酯的混合物。 CBT在加工过程中加入锡催化剂，于适当的温度下开环聚合成线性聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT) ，相对分子质量是通用PBT树脂的2倍。具有突出的加工优点，极低的黏度使其能快速、极佳地润湿纤维增强材料，且可以在很低的压力下成型，能快速聚合；几乎可以用所有的热塑性和热固性树脂的纤维复合材料方式进行成型加工(而通常方法较单一) 。此外，聚合后的材料又具有通常PBT树脂的可重复加工的热塑性特征。此外，为了满足LFT用玻璃纤维纱使用工艺和制品性能要求，以及解决长纤维表面的浸润性问题，美国OCV公司、PPG工业公司、法国的Saint-Gobain公司等均从事专用浸润剂的开发。 PPG工业公司以马来酸酐、聚乙二醇或聚丙二醇、脂肪酸缩水甘油酯与松香树脂进行分布反应，制得改性松香，再与A174、A187、A1100偶联剂，以及PH调节剂、润滑剂、消泡剂、水等制成浸润剂。该浸润剂具有的突出优点是：纤维生产中表现出良好的原丝集束性，并改善纤维的摩擦性能，减少玻璃纤维原丝生产过程中的单丝断裂，有利于保持产品的一致性，并降低纤维原丝生产成本，改善在后续加工过程中的耐擦伤性，减少后续工序中单丝的断裂，提高后续工序的生产效率；对多种树脂、多种增强塑料制造工艺的适应性好等。