DE102014218109A1

DE102014218109A1 - Kohlenstofffaserverstärkte polypropylenharzzusammensetzung mit hervorragender formgebungseigenschaft

Info

Publication number: DE102014218109A1
Application number: DE102014218109.7A
Authority: DE
Inventors: Chi-Hoon Choi; Young-Ho Choi; Gi-Hwan Kim; Jeong Min CHO; Eun Hwa Jang; Seong Min Cho; Chang Hyoo Choi
Original assignee: Hyundai Motor Co; Lotte Chemical Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Lotte Chemical Corp
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2015-06-18
Also published as: US9499689B2; CN104710687A; KR101526742B1; US20150166742A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine kohlenstofffaserverstärkte Polypropylenharzzusammensetzung mit verbesserter Formgebungseigenschaft bereit. Insbesondere wird eine kohlenstofffaserverstärkte Polypropylenharzzusammensetzung mit erheblich verbesserter Formgebungseigenschaft, Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und dergleichen durch Zugeben eines mit Maleinsäureanhydrid gepfropften modifizierten Polypropylens als Verträglichkeitsvermittler zu einem Polypropylenharz zur Verstärkung der Kohlenstofffaser bereitgestellt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine kohlenstofffaserverstärkte Polypropylenharzzusammensetzung mit verbesserter Formgebungseigenschaft. Insbesondere kann eine kohlenstofffaserverstärkte Polypropylenharzzusammensetzung mit bemerkenswerterweise verbesserter Formgebungseigenschaft, Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und dergleichen durch Zugeben eines mit Maleinsäureanhydrid gepfropften modifizierten Polypropylens als Verträglichkeitsvermittler zu einem Polypropylenharz zur Verstärkung der Kohlenstofffaser hergestellt werden.
HINTERGRUND
Generell hat eine Polypropylen als Grundharz enthaltende Harzzusammensetzung breite Anwendung für verschiedene Anwendungen auf dem Gebiet technischer Kunststoffe gefunden.
Zur Verbesserung physikalischer Eigenschaften der Polypropylenharzzusammensetzung ist durch Mischen von Verstärkungsfaser und dergleichen mit der Harzzusammensetzung einen faserverstärkter Verbundwerkstoff hergestellt worden, welcher in verwandten Techniken verwendet worden ist. Da ein derartiger Harzverbundwerkstoff aus faserverstärktem Polypropylen im Vergleich zu typischen technischen Kunststoffen verbesserte physikalische Eigenschaften, wie Steifigkeit und Wärmebeständigkeit, aufweist, hat der Harzverbundwerkstoff als funktionaler technischer Kunststoff auf verschiedenen technischen Gebieten, insbesondere auf dem Gebiet der Automobile, dem technischen Gebiet der Elektrizität und dergleichen, breite Anwendung gefunden. Da jedoch nach wie vor Probleme hinsichtlich anderer physikalischer Eigenschaften verbleiben, sind kontinuierlich Verbesserungen gemacht worden.
In verwandten Techniken sind ein Formgebungsverfahren und eine Formgebungsvorrichtung für langfaserverstärkte thermoplastische Harze eingeführt worden. So sind beispielsweise Glasfasern enthaltende Verbundwerkstoffe eingeführt worden.
Gegenwärtig sind die faserverstärkten Polypropylenharzzusammensetzungen vielleicht eines der meistverwendeten Harze mit erhöhter Steifigkeit oder Wärmebeständigkeit durch Füllen einer Propylenharzzusammensetzung mit Verstärkungsfaser, wie Glasfaser oder Kohlenstofffaser. Darunter sind zur Verbesserung der Verträglichkeit eines Polypropylenharzes mit Verstärkungsfaser geforderte physikalische Eigenschaften wie Steifigkeit und Wärmebeständigkeit durch Zugabe eines modifizierten Polyolefins, das durch Pfropfen von Maleinsäure und dergleichen mit Polypropylen hergestellt werden kann, zu dem Polypropylenharz zur Verbesserung der Verträglichkeit mit Verstärkungsfaser verbessert worden. So ist beispielsweise eine ein durch Zugabe von Polypropylen und Maleinsäure hergestelltes säuremodifiziertes Polypropylen und Kohlenstofffaser enthaltende Zusammensetzung entwickelt worden; und es ist über eine Harzzusammensetzung berichtet worden, die 100 Gewichtsteile Polypropylen, 10 bis 50 Gewichtsteile maleinsäuremodifiziertes Polypropylen, 5 bis 65 Gewichtsteile Kohlenstofffaser und 5 bis 65 Gewichtsteile elektrisch leitfähigen Ruß enthält. Des Weiteren ist eine Harzzusammensetzung vorgeschlagen worden, die 100 Gewichtsteile Polypropylen, 0,5 bis 20 Gewichtsteile maleinsäureanhydridmodifiziertes Polypropylenharz, Kohlenstofffaser oder Ruß, Glasfaser und einen anorganischen Füllstoff enthält.
Die oben erwähnten Polypropylenzusammensetzungen können zwar eine hervorragende Steifigkeit und Wärmebeständigkeit aufweisen, aber sie können wegen ihrer geringen Zug- und Biegefestigkeit nicht für Teile verwendet werden, die einem externen Aufprall widerstehen müssen. Demgemäß können die oben aufgeführten herkömmlichen Polypropylenzusammensetzungen ein schlechtes Aufprallenergieabsorptionsvermögen aufweisen und bei Verwendung für geformte Fahrzeugprodukte, beispielsweise Stoßstangen, externe und andere interne Teile, brechen.
Es sind einige Versuche zur Verbesserung physikalischer Eigenschaften unternommen worden, beispielsweise durch Zugabe von Kautschukkomponenten oder Verwendung eines speziellen Polypropylens. Wegen des speziellen Polypropylens kann jedoch die Verbesserung der Zugfestigkeit oder des Aufprallabsorptionsvermögens im Vergleich zu verbesserten anderen physikalischen Eigenschaften wie Steifigkeit nicht ausreichend sein, und demgemäß ist ein Problem der Herstellung von mangelhaften Produkten nicht gelöst worden.
In anderen Beispielen ist eine spezielle Verwendung eines Propylen-Monomers mit einem isotaktischen Index von 87 bis 92 Gew.-% (NMR-Referenzstandards) und einem Schmelzindex von 0,5 bis 35 g/10 min (230°C) als Polypropylen-Grundharz unter Anwendung eines Kautschukelastomers entwickelt worden, aber die Zusammensetzung kann insofern ein Problem auch nicht lösen, als Zugfestigkeit oder Biegefestigkeit und dergleichen schlecht sind.
Die in diesem Abschnitt über den Hintergrund offenbarten Informationen dienen nur dem besseren Verständnis des Erfindungshintergrunds und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, wie er in diesem Land einem Durchschnittsfachmann bereits bekannt ist.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegenden Erfinder können eine technische Lösung für die oben beschriebenen Probleme in verwandten Techniken bereitstellen. Insbesondere kann bei Verwendung eines Polypropylenharzes mit einer spezifischen physikalischen Eigenschaft als Grundmaterial; Schmelzkneten von maleinsäuremodifiziertem Polypropylen mit einem Verträglichkeitsvermittler und Imprägnieren von Kohlenstofffaser eine Polypropylenharzzusammensetzung verbesserte physikalische Eigenschaften, wie Formgebungseigenschaft, Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und dergleichen, aufweisen.
In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Polypropylenharzzusammensetzung bereit, deren Formgebungseigenschaft und physikalische Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Biegefestigkeit verbessert sein können. Insbesondere wird eine kohlenstofffaserverstärkte Polypropylenharzzusammensetzung mit verbesserter Formgebungseigenschaft, in der Kohlenstofffaser in Polypropylen imprägniert sein kann, bereitgestellt. Außerdem stellt die vorliegende Erfindung einen kohlenstoffverstärkten Polypropylenharzverbundwerkstoff mit verbesserter Kohlenstofffaserverteilung und verbesserten mechanischen Eigenschaften, die auf ein Kohlenstofffaser durchdringendes thermoplastisches Harz zurückzuführen sind, bereit.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung des Weiteren ein geformtes Produkt, hergestellt durch Durchführen von Formgebung mit der kohlenstofffaserverstärkten Polypropylenharzzusammensetzung mit verbesserter Formgebungseigenschaft, bereit.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann eine Polypropylenharzzusammensetzung enthalten: eine Menge von etwa 50 bis etwa 80 Gew.-% eines Polypropylenharzes mit einem Schmelzindex (Melt Index, MI) von etwa 20 bis etwa 100 g/10 min bei einer Temperatur von etwa 230°C, einer Molekulargewichtsverteilung (Molecular Weight Distribution, MWD) von etwa 5 bis etwa 10 und einem isotaktischen Index von etwa 97 bis etwa 100 als Homopolymer von Propylen oder Propylen-Ethylen-Copolymer; eine Menge von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% eines modifizierten Polypropylens mit einem Maleinsäureanhydrid-Pfropfverhältnis von etwa 0,5 bis 15 Gew.-% als Verträglichkeitsvermittler; und 15 bis 40 Gew.-% Kohlenstofffaser.
Es versteht sich, dass sich die Gewichtsprozentangaben der hier offenbarten Harzzusammensetzung auf das Gesamtgewicht der Harzzusammensetzung beziehen, sofern nicht anders angegeben.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann ein kohlenstofffaserverstärkter Polypropylenharzverbundwerkstoff durch Imprägnieren einer Menge von etwa 15 bis etwa 40 Gew.-% Kohlenstofffaser in einer Schmelzemischung, die eine Menge von etwa 50 bis etwa 80 Gew.-% eines Polypropylenharzes als Homopolymer von Propylen oder Propylen-Ethylen-Copolymer und einer Menge von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% modifiziertem Polypropylen als Verträglichkeitsvermittler enthält, hergestellt werden. Insbesondere kann das Polypropylenharz einen Schmelzindex (Melt Index, MI) von etwa 20 bis etwa 100 g/10 min bei einer Temperatur von etwa 230°C, eine Molekulargewichtsverteilung (Molecular Weight Distribution, MWD) von etwa 5 bis etwa 10 und einen isotaktischen Index von etwa 97 bis etwa 100 aufweisen. Des Weiteren kann das modifizierte Polypropylen ein Maleinsäureanhydrid-Pfropfverhältnis von etwa 0,5 bis 15 Gew.-% aufweisen.
In einer beispielhaften Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung des Weiteren ein geformtes Produkt, hergestellt durch Durchführen von Formgebung mit der Polypropylenharzzusammensetzung, bereit.
Die kohlenstofffaserverstärkte Polypropylenharzzusammensetzung gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann auf verschiedene Weise als technischer Kunststoff verwendet werden, da die Harzzusammensetzung verbesserte Steifigkeit oder verschiedene mechanische Festigkeiten aufweisen kann und außerdem eine niedrige Schmelzeviskosität und eine verbesserte Formgebungseigenschaft, einen verbesserten Elastizitätsmodul und dergleichen aufweisen kann. Insbesondere können durch Verwendung des oben beschriebenen Polypropylenharzes und mit Maleinsäureanhydrid gepfropften modifizierten Polypropylens als Verträglichkeitsvermittler erheblich verbesserte physikalische Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Biegefestigkeit erhalten werden.
Da das Propylenharz verbesserte Festigkeit und Fließfähigkeit aufweisen und während des Prozesses der Herstellung eines Kohlenstofffaserverbundwerkstoffs leicht in die Kohlenstofffaserbündel eindringen kann, kann außerdem ein zusätzlicher Effekt der Verbesserung physikalischer Eigenschaften infolge einer Verbesserung der Dispergierbarkeit erhalten werden. Des Weiteren kann bei der Formgebung über einen Spritzguss- oder Extrusionsformgebungsprozess die Verarbeitbarkeit verbessert werden und auch die Zykluszeit verkürzt werden, wodurch die Qualität der äußeren Erscheinungsformen verbessert wird.
Demgemäß können bei Anwendung des Propylenharzes auf verschiedene technische Produkte oder insbesondere bei Anwendung des PP-Harzes auf Teile für ein Fahrzeug physikalische Eigenschaften erheblich verbessert werden.
Des Weiteren können durch die in der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Technologie die Materialkosten verringert werden, da die gewünschte Festigkeit bei einem relativ geringen Kohlenstofffasergehalt und mit einer kleinen Menge teurer Kohlenstofffasermaterialien erhalten werden kann.
Andere Aspekte und verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend erörtert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGEN
Es folgt eine nähere Beschreibung der obigen und anderen Merkmale der vorliegenden Erfindung mm unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen davon, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind, welche nachstehend lediglich zur Erläuterung angegeben sind und daher den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht einschränken. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht, die einen beispielhaften Prozess zum Imprägnieren von Verstärkungsfaser in einem Harz gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 ist eine schematische Ansicht, die eine beispielhafte interne Struktur veranschaulicht, wenn bei dem Imprägnierungsprozess von 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine typische Imprägnierdüse verwendet werden kann; und
3 mikroskopische Ansichten eines herausgebrochenen Abschnitts von beispielhaften Zugproben von Polypropylenharzverbundwerkstoffen. 3(a) ist die mikroskopische Ansicht eines herausgebrochenen Abschnitts einer in Vergleichsbeispiel 2 hergestellten Polypropylenharzzusammensetzung; und 3(b) ist die mikroskopische Ansicht eines herausgebrochenen Abschnitts in Beispiel 2 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Aufnahme der mikroskopischen Ansichten erfolgte mit einem Rasterelektronenmikroskop (Scanning Electron Microscope, (SEM).
Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind, da sie eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale, die für die Grundprinzipien der Erfindung illustrativ sind, wiedergibt. Die spezifischen Designmerkmale der vorliegenden Erfindung gemäß der hier angegebenen Offenbarung einschließlich beispielsweise spezifischen Abmessungen, Orientierungen, Positionen und Formen werden zum Teil durch die spezielle vorgesehene Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt werden.
In den Figuren beziehen sich Bezugszahlen auf die gleichen oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung in den mehreren Figuren der Zeichnung.
NÄHERE BESCHREIBUNG
Es versteht sich, dass der Begriff ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder andere ähnliche Begriffe im Rahmen der vorliegenden Erfindung Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie Personenkraftwagen einschließlich Freizeitfahrzeugen (sports utility vehicles, SUV), Bussen, Lastwagen, verschiedenen Nutzfahrzeugen, Wasserfahrzeugen einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließt und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Alternativkraftstofffahrzeuge (beispielsweise Kraftstoffe, die aus anderen Quellen als Erdöl gewonnen werden) einschließt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Kraftquellen aufweist, zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
Die hier verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck der Beschreibung spezieller Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht einschränken. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sollen die Singularformen ”ein/eine”, und ”der/die/das” auch Pluralformen einschließen, außer wenn aus dem Zusammenhang eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe ”umfasst” und/oder ”umfassend” bei Verwendung in der vorliegenden Beschreibung das Vorliegen von angegebenen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsgängen, Elementen und/oder Komponenten angeben, aber das Vorliegen oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, einer oder mehrerer anderer ganzer Zahlen, eines oder mehrerer anderer Schritte, eines oder mehrerer anderer Arbeitsgänge, eines oder mehrerer anderer Elemente, einer oder mehrerer Komponenten und/oder einer oder mehrerer anderer Gruppen davon nicht ausschließen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung schließt der Begriff ”und/oder” jegliche Kombinationen einer oder mehrerer der zugeordneten aufgeführten Elemente ein.
Sofern nicht spezifisch erwähnt oder aus dem Zusammenhang offensichtlich, ist der Begriff ”etwa” im Rahmen der vorliegenden Erfindung als innerhalb eines Bereichs einer normalen Toleranz in der Technik, zum Beispiel innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittelwerts, liegend zu verstehen. ”Etwa” kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0.05% oder 0,01% des angegebenen Werts liegend verstanden werden. Sofern aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht, sind alle hierin angegebenen Zahlenwerte durch den Begriff ”etwa” modifiziert.
Im Folgenden wird nun auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele dafür in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht und nachstehend beschrieben sind. Die Erfindung wird zwar in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben werden, aber es versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränken soll. Im Gegenteil soll die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsform abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, die vom Grundgedanken und Schutzbereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, mitumfasst sein können.
Die vorliegende Erfindung kann eine Polypropylenharzzusammensetzung mit erheblich verbesserten physikalischen Eigenschaften bereitstellen. Das Polypropylenharz kann durch Verwendung eines Polypropylenharzes und Verwendung von Kohlenstofffaser unter Zusatz eines mit Maleinsäureanhydrid gepfropften modifizierten Polypropylenharzes hergestellt werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Propylenharz als Homopolymer von Propylen oder Propylen-Ethylen-Copolymer vorliegen und einen Schmelzindex (Melt Index, MI) von etwa 20 bis etwa 100 g/10 min bei einer Temperatur von etwa 230°C, eine Molekulargewichtsverteilung (Molecular Weight Distribution, MWD) von etwa 5 bis etwa 10 und einen isotaktischen Index von etwa 97 bis etwa 100 aufweisen. Wenn der Schmelzindex kleiner als die vorbestimmte Menge ist, beispielsweise kleiner als etwa 20 g/10 min, kann die Formgebungseigenschaft aufgrund der Verschlechterung der Fließfähigkeit des Harzes unzureichend sein; und wenn der Schmelzindex größer als die vorbestimmte Menge ist, beispielsweise größer als etwa 100 g/10 min, können die Schlagzähigkeit oder Wärmebeständigkeit schlechter werden. Außerdem kann dann, wenn die Molekulargewichtsverteilung weniger als etwa 5 beträgt, die Verarbeitbarkeit schlechter werden; und wenn die Molekulargewichtsverteilung mehr als etwa 10 beträgt, kann die Festigkeit abnehmen. Insbesondere kann der isotaktische Index zur Optimierung der Formgebungseigenschaft und mechanischen Eigenschaften des Kohlenstofffaserverbundwerkstoffs im Bereich von etwa 97 bis etwa 100 liegen.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann aufgrund der Eigenschaften des Polypropylenharzes gemäß obiger Beschreibung durch die Zugabe eines Verträglichkeitsvermittlers mit Kohlenstofffaser die Verträglichkeit verbessert werden. So kann beispielsweise nicht nur eine Formgebungseigenschaft, sondern auch Zugfestigkeit und Biegefestigkeit und dergleichen verbessert werden, während andere physikalische Eigenschaften im Gegensatz zu herkömmlichen Polypropylenharzen verbessert werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Polypropylenharz in einer Menge von etwa 50 bis 80 Gew.-% oder insbesondere von etwa 60 bis etwa 70 Gew.-% verwendet. Wenn die Menge des Polypropylens größer als die vorbestimmte Menge ist, beispielsweise größer als etwa 80 Gew.-%, können verschiedene physikalische Eigenschaften schlechter werden; und wenn die Menge kleiner als die vorbestimmte Menge ist, beispielsweise weniger als etwa 50 Gew.-%, kann die Formgebungseigenschaft schlechter werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zur Verbesserung der Verträglichkeit des Polypropylenharzes mit Kohlenstofffaser und dergleichen zusammen mit der Verstärkung physikalischer Eigenschaften, die durch die Verwendung des Polypropylenharzes und der Kohlenstofffaser verursacht wird, modifiziertes Polypropylen mit einem Maleinsäureanhydrid-Pfropfverhältnis von 0,5 bis 15 Gew.-% als Verträglichkeitsvermittler verwendet werden. Wenn das Pfropfverhältnis von Maleinsäureanhydrid in dem verwendeten modifizierten Polypropylen kleiner als die vorbestimmte Menge ist, beispielsweise kleiner als etwa 0,5 Gew.-%, kann die physikalische Eigenschaft nicht verbessert werden und die Imprägniereigenschaft des Verbundwerkstoffs schlechter werden; und wenn das Pfropfverhältnis größer als die vorbestimmte Menge ist, beispielsweise größer als etwa 15 Gew.-%, können verschiedene physikalische Eigenschaften schlechter werden. In einer beispielhaften Ausführungsform wird das modifizierte Polypropylen in einer Menge von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% oder insbesondere von etwa 2 bis etwa 7 Gew.-% verwendet. Wenn dessen Menge kleiner als die vorbestimmte Menge ist, beispielsweise kleiner als etwa 1 Gew.-%, wird die Imprägniereigenschaft schlechter, und wenn das modifizierte Polypropylen in einer erheblich größeren Menge als der vorbestimmten Menge verwendet wird, beispielsweise mehr als etwa 10 Gew.-%, kann eine Verschlechterung von physikalischen Eigenschaften auftreten.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann Kohlenstofffaser als Verstärkungsfaser zur Verstärkung physikalischer Eigenschaften verwendet werden. Die Kohlenstofffaser kann in einer Menge von etwa 15 bis etwa 40 Gew.-% oder insbesondere von etwa 25 bis etwa 35 Gew.-% mitverwendet werden. Wenn die Einsatzmenge der Kohlenstofffaser kleiner als die vorbestimmte Menge ist, beispielsweise kleiner als etwa 15 Gew.-%, können mechanische Eigenschaften und Wärmebeständigkeit schlechter werden; und wenn Kohlenstofffaser in einer erheblich größeren Menge als die vorbestimmte Menge verwendet wird, beispielsweise mehr als etwa 40 Gew.-%, können eine Verschlechterung der Formgebungseigenschaft infolge einer Verschlechterung der Fließfähigkeit und eine Verschlechterung der Dispergierbarkeit infolge einer Erhöhung der Fasermenge auftreten.
In einer beispielhaften Ausführungsform können der Polypropylenharzzusammensetzung ein oder mehrere Additive zugegeben werden. Das Additiv kann beispielsweise ein Antioxidans, ein Wärmestabilisator, ein Prozesshilfsmittel und ein UV-Stabilisator sein, ist aber nicht darauf beschränkt, und kann zusätzlich zu den Komponenten in einer kleinen Menge zugegeben werden.
Die Polypropylenharzzusammensetzung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann als Verbundwerkstoff verwendet werden. Insbesondere kann ein kohlenstofffaserverstärkter Polypropylenharzverbundwerkstoff durch Imprägnieren einer Menge von etwa 15 bis etwa 40 Gew.-% Kohlenstofffaser in einer durch Schmelzen einer Menge von etwa 50 bis etwa 80 Gew.-% des Polypropylenharzes und einer Menge von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% des modifizierten Polypropylens als Verträglichkeitsvermittler erhaltenen Schmelzemischung hergestellt werden. Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung einen kohlenstofffaserverstärkten Polypropylenharzverbundwerkstoff aus der Polypropylenharzzusammensetzung bereit.
Außerdem wird ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs mit Kohlenstofffaser durch Verwendung der Polypropylenharzzusammensetzung bereitgestellt.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Polypropylenharzzusammensetzung auf den kohlenstofffaserverstärkten Polypropylenharzverbundwerkstoff angewendet werden. Insbesondere kann der Polypropylenharzverbundwerkstoff, wie in 1 gezeigt, hergestellt werden, indem man die Zusammensetzung einem beispielhaften Prozess zum Imprägnieren von Verstärkungsfaser in dem Harz unterwirft, der ein herkömmlicher Prozess, wie ein Formgebungsprozesses für ein langfaserverstärktes thermoplastisches Harz sein kann, aber nicht darauf beschränkt ist. In einem beispielhaften Prozess können Harzkomponenten durch einen Doppelschneckenextruder eingespeist werden; dann kann Verstärkungsfaser wie Kohlenstofffaser von einer Imprägnierdüse zugeführt werden; und die Imprägnierung kann im Harz durchgeführt werden. Nach Abschluss der Imprägnierung kann der Verbundwerkstoff ohne Einschränkung durch einen Abnahmeprozess hergestellt werden. Bei dem Herstellungsprozess kann, wie in einer beispielhaften internen Struktur der Imprägnierdüse in 2 ersichtlich, durch Ausbreiten einiger tausend bis einiger zehntausend Stränge von Kohlenstofffaser beim Durchlaufen von Imprägnierstiften und Eindringen des thermoplastischen Harzes in die Faserstränge ein Verbundwerkstoff mit hervorragender Dispergierbarkeit und hervorragenden mechanischen Eigenschaften hergestellt werden.
Im Allgemeinen können sich die Fasern mehr ausbreiten, je größer die Zahl der Imprägnierstifte ist, was zu einer Erhöhung der Imprägniereigenschaft führt. Da infolge von übermäßiger auf die Faser ausgeübter Spannung ein Bruch eines Einzelfasergarns auftreten kann, kann eine optimale Kombination von Stiften, die bei Minimierung der Schädigung der Faser den Imprägnierungsgrad erhöhen können, bei der Herstellung eines thermoplastischen Kohlenstofffaserverbundwerkstoffs unerlässlich sein. So können beispielsweise bei der Herstellung eines Verbundwerkstoffs unter Verwendung von Glasfaser im Allgemeinen etwa 9 oder 10 Imprägnierstifte verwendet werden, und in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann insbesondere bei Verwendung von etwa 7 oder 8 Stiften zur Aufrechterhaltung einer entsprechenden Imprägniereigenschaft und der Verringerung der auf die Faser ausgeübten Spannung die kontinuierliche Produktivität erhöht werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein kohlenstofffaserverstärkter Polypropylenharzverbundwerkstoff nach einem Verfahren hergestellt werden, bei dem man: eine Menge von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% eines modifizierten Polypropylens als Verträglichkeitsvermittler zu einer Menge von etwa 50 bis etwa 80 Gew.-% eines Polypropylenharzes als Homopolymer von Propylen oder Propylen-Ethylen-Copolymer gibt; die erhaltene Mischung bei einer Temperatur von etwa 220 bis etwa 260°C und einer Rotationsgeschwindigkeit von etwa 250 bis etwa 400 U/min oder insbesondere von etwa 280 bis etwa 320 U/min mit Hilfe eines Doppelschneckenextruders knetet und schmilzt; und eine Menge von etwa 15 bis etwa 40 Gew.-% Kohlenstofffaser in der Schmelzemischung bei einer Imprägnierdüsentemperatur von etwa 250 bis etwa 320°C oder insbesondere von etwa 260 bis etwa 280°C imprägniert. Insbesondere kann das Polypropylenharz einen Schmelzindex (Melt Index, MI) von etwa 20 bis etwa 100 g/10 min bei einer Temperatur von etwa 230°C, eine Molekulargewichtsverteilung (Molecular Weight Distribution, MWD) von etwa 5 bis etwa 10 und einen isotaktischen Index von etwa 97 bis etwa 100 aufweisen. Das Weiteren kann das modifizierte Polypropylen ein Maleinsäureanhydrid-Pfropfverhältnis von etwa 0,5 bis 15 Gew.-% aufweisen. Der aus einem beispielhaften Verfahren erhaltene Verbundwerkstoff kann ein thermoplastischer Kohlenstofffaserverbundwerkstoff sein. Demgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines kohlenstofffaserverstärkten Polypropylenharzverbundwerkstoffs bereitgestellt.
Wie oben beschrieben, kann die Imprägniereigenschaft von Kohlenstofffaser und Harz durch Herstellung eines kohlenstofffaserverstärkten Polypropylenharzverbundwerkstoffs unter Verwendung der Polypropylenharzzusammensetzung gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verbessert werden und durch beispielhafte Prozesse zu niedrigen Kosten ein hochfester Kohlenstofffaserverbundwerkstoff hergestellt werden. In den 3(a) und (b) werden herausgebrochene Abschnitte von beispielhaften Zugproben von Vergleichsbeispiel 2 und Beispiel 2 durch ein Rasterelektronenmikroskop beobachtet. In 3(a) sind in herkömmlichem Verbundwerkstoff eindeutig Löcher zu beobachten, durch die die Kohlenstofffasern aus einem Polypropylen-Grundmaterial extrudiert werden. Im Gegensatz dazu hat in 3(b) der Verbundwerkstoff gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Struktur, in der der Verbundwerkstoff gut in dem Polypropylenharz-Grundmaterial imprägniert ist und dabei einen Zustand zeigt, in dem der Umfang der Kohlenstofffaser von einem Verträglichkeitsvermittler umgeben ist. Gemäß verschiedenen Beispielen der vorliegenden Erfindung können eine Grenzflächenanziehung zwischen Kohlenstofffaser und dem Polypropylen-Grundmaterial maximiert und optimale mechanische Eigenschaften im Vergleich zur Konfiguration des bestehenden Verbundwerkstoffs erhalten werden. Insbesondere kann der Verbundwerkstoff gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Zugfestigkeit um einen Faktor von etwa zwei oder mehr gegenüber dem herkömmlichen Verbundwerkstoff erhöhen und auch eine erheblich verbesserte Biegefestigkeit oder einen erheblich verbesserten Elastizitätsmodul aufweisen.
Da durch Verwendung der Polypropylenharzzusammensetzung gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein kohlenstofffaserverstärkter Polypropylenharzverbundwerkstoff mit hervorragenden physikalischen Eigenschaften wie oben beschrieben hergestellt werden kann, kann die Haarzusammensetzung unterdessen auf Fahrzeugteile mit hoher Fließfähigkeit und hervorragenden mechanischen Eigenschaften angewendet werden. Des Weiteren können durch Verwendung des Polypropylens und zusätzliche Verwendung eines modifizierten Polypropylens mit kontrollierter Molekularstruktur eine verbesserte Formgebungseigenschaft und gleichzeitig eine verbesserte Festigkeit und ein verbesserter Elastizitätsmodul erhalten werden.
Wie oben beschrieben, kann die Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung bei Anwendung auf verschiedene technische Produkte infolge von verbesserten Eigenschaften im Vergleich zu den herkömmlichen Harzzusammensetzung gewünschte physikalische Eigenschaften aufweisen.
Im Allgemeinen kann bei der Durchführung einer Formgebung durch Verwendung einer Polypropylenharzzusammensetzung in einigen Fällen ein Verfahren zum Schneiden von Molekülketten durch die Zugabe von Peroxid während des Extrusionsprozesses zur Erhöhung der Fließfähigkeit des Harzes angewendet werden. Durch dieses Verfahren können jedoch physikalische Eigenschaften eines Ausgangsharzes vollkommen abgebaut werden. Daher können gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch Verwendung des Polypropylens mit hoher Fließfähigkeit und hervorragenden physikalischen Eigenschaften und durch Erhöhung der Molekulargewichtsverteilung beim Schritt der Polymerisationsreaktion von Monomeren niedermolekulare Polypropylenkomponenten leicht in Kohlenstofffaserbündel eindringen, wodurch die Formgebungseigenschaft bei der Formung von Teilen verbessert wird.
In verwandten Techniken wird Kohlenstofffaser im Allgemeinen einer Schlichtungsbehandlung mit einem polaren Epoxidharz oder Urethanharz unterworfen, und bei der Schmelzeextrusion von Kohlenstofffaser mit einem unpolaren Polypropylen kann die Grenzflächenhaftung nicht ausreichend gezeigt werden, wodurch eine unzureichende Zunahme der Zug- oder Biegefestigkeit verursacht wird. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann jedoch die Festigkeit durch einen relativ kleinen Gehalt an Kohlenstofffaser verbessert werden, indem ein auf Polypropylen basierender Verträglichkeitsvermittler, der einen vorbestimmten Gehalt an polaren Gruppen aufweisen kann, zwischen einem polaren Kohlenstofffaser-Verstärkungsmittel und einem unpolaren Polypropylen verwendet wird, um die Affinität erheblich zu verbessern. Demgemäß können durch Verwendung einer kleinen Menge teurer Kohlenstofffaser verringerte Materialkosten erhalten werden.
Wie oben beschrieben, können Kohlenstofffasern durch Verwendung einer kleinen Menge eines mit einer vorbestimmten Menge Maleinsäureanhydrid gepfropften modifizierten Polypropylens als Verträglichkeitsvermittler in einem hochfließfähigen und hochkristallinen Polypropylenharz mit einer spezifischen physikalischen Eigenschaft in Konfiguration mit Grenzflächenanziehung mit dem Polypropylenharz-Grundmaterial, wodurch die Imprägniereigenschaft verbessert wird, imprägniert werden. Demgemäß kann das Polypropylenharz in verschiedenen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbesserte Festigkeit und verbesserte Fließfähigkeit aufweisen. Des Weiteren kann das Polypropylenharz bei der Imprägnierung von Kohlenstofffaser leicht in Kohlenstofffaserbündel eindringen, wodurch infolge der Erhöhung der Dispergierbarkeit zusätzliche erhöhte physikalische Eigenschaften bereitgestellt werden. Außerdem kann bei der Formung verschiedener technischer Teile durch einen Extrusions- oder Formpressprozess unter Verwendung eines Verbundwerkstoffs in Kombination mit der Polypropylenharzzusammensetzung gemäß verschiedener beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Verarbeitbarkeit verbessert werden, die Zykluszeit verkürzt werden und die Qualität des Oberflächenaussehens erheblich verbessert werden.
Ein Verbundwerkstoff kann durch Verwendung der kohlenstofffaserverstärkten Polypropylenharzzusammensetzung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hergestellt und auf ein technisches geformtes Produkt angewendet werden, und insbesondere können Teile für ein Fahrzeug geformt und verwendet werden. Demgemäß kann ein durch Durchführen von Formgebung mit der kohlenstofffaserverstärkten Polypropylenharzzusammensetzung geformtes Produkt bereitgestellt werden. Insbesondere können Teile für ein Fahrzeug hergestellt werden. So können beispielsweise gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Innen- und Außenmaterialien wie eine Stoßfängerstange, ein Vorbaumodulträger, ein Türaufprallschutz und eine Rückenlehne, ein Fahrgestell, Autokarosserieteile und dergleichen hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Beispiele näher beschrieben, ist aber nicht darauf beschränkt.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung, sollen diese aber nicht einschränken.
Beispiel 1
Nach der Zuführung von Harzkomponenten durch einen Doppelschneckenextruder kann eine Verstärkungsfaser wie Kohlenstofffaser von einer Imprägnierdüse zugeführt werden, und die Imprägnierung wurde in dem Harz durchgeführt. Nach der Imprägnierung kann durch Verwendung einer Prozessanlage gemäß 1, in der ein Verbundwerkstoff durch einen Abnahmeprozess hergestellt werden kann, eine Harzzusammensetzung hergestellt werden. In diesem Fall können in der Imprägnierdüse etwa 7 Imprägnierstifte verwendet werden.
Die bei der Herstellung der Harzzusammensetzung verwendeten Komponenten können bei einer Temperatur von etwa 240°C und einer Rotationsgeschwindigkeit von etwa 300 U/min mit Hilfe eines Doppelschneckenextruders durch Mischen von etwa 67 Gew.-% PP-2 (Polypropylenharz) mit einem Schmelzindex von etwa 15, einer Molekulargewichtsverteilung von etwa 4 und einem isotaktischen Index von etwa 96,4 mit etwa 3 Gew.-% eines Verträglichkeitsvermittlers-1 (CM1120H von Lotte Chemical Corporation, modifiziertes Polypropylen) mit einem Pfropfverhältnis von etwa 1% schmelzgeknetet werden, und etwa 30 Gew.-% Kohlenstofffaser (CF-1, Qualitätsname T700SC-24000-50C) können bei einer Imprägnierdüsentemperatur von etwa 270°C zum Erhalt einer kohlenstofffaserverstärkten Polypropylenharzzusammensetzung imprägniert werden.
Beispiele 2 bis 4
Eine kohlenstofffaserverstärkte Polypropylenharzzusammensetzung kann durch Durchführung der Herstellung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 und jeweils unabhängiges Mischen von etwa 3 Gew.-% eines Verträglichkeitsvermittlers-2 (PH200 von Lotte Chemical Corporation), eines Verträglichkeitsvermittlers-3 (0555A von Mitsui Chemical Hi-Wax) und eines Verträglichkeitsvermittlers-4 (GenPoly GMP7550N von Lotte Chemical Corporation) mit einem Pfropfverhältnis von etwa 5%, etwa 9% bzw. etwa 11% erhalten werden.
Beispiele 5 bis 6
Eine kohlenstofffaserverstärkte Polypropylenharzzusammensetzung kann durch Durchführung der Herstellung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 unter Verwendung von etwa 65 Gew.-% PP-2 und jeweils unabhängiges Mischen von etwa 5 Gew.-% des Verträglichkeitsvermittlers-1 und des Verträglichkeitsvermittlers-2 erhalten werden.
Vergleichsbeispiel 1
Eine kohlenstofffaserverstärkte Polypropylenharzzusammensetzung kann durch Durchführung der Herstellung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 und Verwendung von etwa 70 Gew.-% PP-1 mit einem Schmelzindex von etwa 60, einer Molekulargewichtsverteilung von etwa 7 und einem isotaktischen Index von etwa 98,8 ohne Verwendung eines Verträglichkeitsvermittlers erhalten werden.
Vergleichsbeispiel 2
Eine kohlenstofffaserverstärkte Polypropylenharzzusammensetzung kann durch Durchführung der Herstellung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 und Verwendung von etwa 70 Gew.-% PP-2 ohne Verwendung eines Verträglichkeitsvermittlers erhalten werden.
Vergleichsbeispiel 3 und 4
Eine kohlenstofffaserverstärkte Polypropylenharzzusammensetzung kann durch Durchführung der Herstellung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 unter Verwendung von etwa 70 Gew.-% PP-2 und jeweils unabhängige Verwendung von etwa 30 Gew.-% Kohlenstofffaser (CF-2, Qualitätsname T700SC-24000-60E) von Toray Industries, Inc. und einer Kohlenstofffaser (CF-3, Qualitätsname T700SC-24000-F0E) von Toray Industries, Inc. als Kohlenstofffasern ohne Verwendung eines Verträglichkeitsvermittlers erhalten werden. [Table 1]
Experimentalbeispiel 1

In jedem der Beispiele 1 bis 6 und Vergleichsbeispiel 1 bis 4 wurden Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Biegemodul und Spiralfluss gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 5 gezeigt. [Tabelle 2]

Klassifizierung	Zugfestigkeit (Mpa)^*1)	Biegefestigkeit (Mpa)^*2)	Biegemodul (MPa)^*2)	Spiralfluss (mm)^*3)
Vergleichsbeispiel 1	28	67	12,05	63
Vergleichsbeispiel 2	60	105	14.800	75
Vergleichsbeispiel 3	55	99	14.000	74
Vergleichsbeispiel 4	52	94	13.500	74
Vergleichsbeispiel 5	88	108	15.100	76
Beispiel 1	95	123	15.700	77
Beispiel 2	155	184	15.700	79
Beispiel 3	130	145	16.300	78
Beispiel 4	136	172	17.000	78
Beispiel 5	103	112	15.300	78
Beispiel 6	140	190	15.400	80

Der experimentelle Methoden in Tabelle 2 sind wie folgt.

*1) Zugfestigkeit: ASTM-Norm D638
*2) Biegefestigkeit und Biegemodul: ASTM-Norm D790
*3) Spiralfluss (Spiral Flow): ASTM-Norm D 3123 (Einspritzdruck 100 kg/cm², Einspritztemperatur 250°C und Spiralformbreite 3 mm)

Als Ergebnisse können die Beispiele gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verbesserte physikalische Eigenschaften aufweisen, die hinsichtlich Zugfestigkeit und Biegefestigkeit um einen Faktor von ungefähr zwei oder mehr besser sind als bei den Vergleichsbeispielen.
Experimentalbeispiel 2
Zur Bestätigung der strukturellen Eigenschaften der in Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 hergestellten Polypropylenharzzusammensetzungen wurden herausgebrochene Abschnitte von Zugproben von Vergleichsbeispiel 2 und Beispiel 2 mit einem Rasterelektronenmikroskop (Scanning Electron Microscope, SEM) aufgenommen, und vergleichende photographische Aufnahmen sind in 3 gezeigt.
Als Ergebnis des Vergleichs der Photos von 3 zeigt Beispiel 2 in 3(b) eine Struktur, in der der Umfang der Kohlenstofffaser von dem Verträglichkeitsvermittler umgeben war und Kohlenstofffaser gut in dem Polypropylenharz-Grundmaterial imprägniert war, wohingegen in Vergleichsbeispiel 2 in 3(a) eindeutig Löcher beobachtet wurden, durch die Kohlenstofffaser aus dem Polypropylenharz-Grundmaterial extrudiert wurde.
Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen davon ausführlich beschrieben worden. Für den Fachmann versteht es sich jedoch, dass in diesen Ausführungsformen Änderungen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und vom Grundgedanken der Erfindung, deren Schutzbereich in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert ist, abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

ASTM-Norm D638 [0061]
ASTM-Norm D790 [0061]
ASTM-Norm D 3123 [0061]

Claims

Polypropylenharzzusammensetzung, umfassend: eine Menge von etwa 50 bis etwa 80 Gew.-% eines Polypropylenharzes als Homopolymer von Propylen oder Propylen-Ethylen-Copolymer; eine Menge von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% eines modifizierten Polypropylens als Verträglichkeitsvermittler; und eine Menge von etwa 15 bis etwa 40 Gew.-% Kohlenstofffaser, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polypropylenharzzusammensetzung, wobei das Polypropylenharz einen Schmelzindex (Melt Index, MI) von etwa 20 bis etwa 100 g/10 min bei einer Temperatur von etwa 230°C, eine Molekulargewichtsverteilung (Molecular Weight Distribution, MWD) von etwa 5 bis etwa 10 und einen isotaktischen Index von etwa 97 bis etwa 100 aufweist und wobei das modifizierte Polypropylen ein Maleinsäureanhydrid-Pfropfverhältnis von etwa 0,5 bis 15 Gew.-% aufweist.
Polypropylenharzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Polypropylenharzzusammensetzung eine Menge von etwa 60 bis etwa 70 Gew.-% des Polypropylenharzes, eine Menge von etwa 2 bis etwa 7 Gew.-% des modifizierten Polypropylens und eine Menge von etwa 25 bis etwa 35 Gew.-% der Kohlenstofffaser, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polypropylenharzzusammensetzung, enthält.
Kohlenstofffaserverstärkter Polypropylenharzverbundwerkstoff, hergestellt durch Imprägnieren einer Menge von etwa 15 bis etwa 40 Gew.-% Kohlenstofffaser in einer Schmelzemischung, die eine Menge von etwa 50 bis etwa 80 Gew.-% eines Polypropylenharzes als Homopolymer von Propylen oder Propylen-Ethylen-Copolymer und eine Menge von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% modifiziertem Polypropylen als Verträglichkeitsvermittler enthält, wobei das Polypropylenharz einen Schmelzindex (Melt Index, MI) von etwa 20 bis etwa 100 g/10 min bei einer Temperatur von etwa 230°C, eine Molekulargewichtsverteilung (Molecular Weight Distribution, MWD) von etwa 5 bis etwa 10 und einen isotaktischen Index von etwa 97 bis etwa 100 aufweist und wobei das modifizierte Polypropylen ein Maleinsäureanhydrid-Pfropfverhältnis von etwa 0,5 bis 15 Gew.-% aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines kohlenstofffaserverstärkten Polypropylenharzverbundwerkstoffs, bei dem man: eine Menge von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% eines modifizierten Polypropylens als Verträglichkeitsvermittler zu einer Menge von etwa 50 bis etwa 80 Gew.-% eines Polypropylenharzes als Homopolymer von Propylen oder Propylen-Ethylen-Copolymer gibt; die erhaltene Mischung bei einer Temperatur von etwa 220 bis etwa 260°C und einer Rotationsgeschwindigkeit von etwa 250 bis etwa 400 U/min mit Hilfe eines Doppelschneckenextruders knetet und schmilzt; und eine Menge von etwa 15 bis etwa 40 Gew.-% Kohlenstofffaser in der Schmelzemischung bei einer Imprägnierdüsentemperatur von etwa 250 bis etwa 320°C imprägniert, wobei das Polypropylenharz einen Schmelzindex (Melt Index, MI) von etwa 20 bis etwa 100 g/10 min bei einer Temperatur von etwa 230°C, eine Molekulargewichtsverteilung (Molecular Weight Distribution, MWD) von etwa 5 bis etwa 10 und einen isotaktischen Index von etwa 97 bis etwa 100 aufweist und wobei das modifizierte Polypropylen ein Maleinsäureanhydrid-Pfropfverhältnis von etwa 0,5 bis 15 Gew.-% aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem bei der Imprägnierung etwa 7 oder 8 Imprägnierstifte verwendet werden.
Geformtes Produkt, das durch Schritte erhältlich ist, die das Formen mit der Polypropylenharzzusammensetzung nach Anspruch 1 umfassen.
Geformtes Produkt nach Anspruch 6, wobei das geformte Produkt ein Teil für ein Fahrzeug ist.
Geformtes Produkt nach Anspruch 7, wobei das geformte Produkt eine Fahrzeugstoßstange ist.
Geformtes Produkt nach Anspruch 6, das durch Schritte erhalten wird, die das Formen mit der Polypropylenharzzusammensetzung umfassen.