LFT概念与发展历史

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1、LFT概念及发展历史 LFT是Long-fiber reinforce thermoplastic的简称,中文译为长纤维增 强热塑性塑料; 早在20世纪80年代，欧美国家就提出了LFT的概念。只是，由于当 时的纤维浸渍技术以及长纤维粒料的注塑、模压成型工艺及生产 设备相对落后，再加上当时人们在热塑性塑料的短纤增强、填充 及其他改性技术的研究及应用方面取得了很大的进步，从而导致 对LFT技术的研究进步缓慢。 20世纪90年代中期，随着汽车工业的快速发展，以及人们对环保 及节能意识的增强，尤其是能源危机、石油涨价，促使汽车轻量 化成为新型汽车的发展趋势，也使得人们再次将注意力转向到了 FT 的研究

2、和开发上； 环保、节能、汽车轻量化成为LFT快速发展的主要动力 在2002年时，LFT的产量就达到6万t/y,（其中PP占到56、PA占 到32，从地区分布看，欧美占到了总量的92），并保持30% 左右的增长率，2006仅欧洲的用量就接近14万t了，经过近几年的 快速发展、亚州的比重也有了明显的提高。 LFT的成型工艺及主要成品 长纤维经过专用的模具浸渍专用的树脂体系， 得到被树脂充分浸润的长条，然后根据需要切 成需要的长度 采用最多的基体树脂是PP、其次是PA、也有 使用PBT、PPS、SAN等树脂的，只是针对不 同的树脂需要使用不同的纤维，才以达到较好 的效果； 根据最终用途不同，成品可以

3、是长条的、也可 以是带状的、一定宽度的板子，甚至可以是棒 状的、直接用于取代热固性产品。 LFT的主要特点及优势 主要特点： 纤维在制品中的长度远高于双螺杆挤塑工艺生产的，若采用专用 注塑机、这种优势会更加明显； 增强的制品具有优异的力学性能、尤其是冲击强度，要比一般制 品高出一倍； 制品的玻纤含量可控制得相当高（有的高达80%），使得制品具 有很好的强度和刚性、可替代金属材，用于汽车、船舶、建筑和 专用工具等； 与GMT材料比、具相对简单的生产工艺、并有更简单的成型工艺 ，这也是近年LFT快速增长、GMT相对下的原因之一； 就量与金属材料相比，LFT具有一定的优势： - 质量较轻、比强度高

4、- 易加工，成型效率高、成品率高 - 不易被腐蚀 LFT制品具有优异的综合性能 优异的抗冲击性能。对于聚丙烯和尼龙基体的LFT粒 料而言，由于其模压产品中的纤维最长，因而其抗冲 击性能最好。另外，其注塑成型的产品的抗冲击性能 明显高于短纤维粒料的注塑成型产品； 纤维含量高、使之具有低收缩率和高的尺寸稳定性（ 低蠕变）； 在 恶劣温度条件下、具大高力学性能保持性； 高模量、高强度、低翘曲、与金属相近的热膨胀系数 以下是我们研发中测试纤维时的性能对比（由于树脂 体系和注塑机是普通的，LFT的性能并没有得到充分 的发挥、与我们客户做的LFT还有一定的差距）： LFT-PP的性能 LFT-PA6的性能

5、 LFT-PA66的性能 LFT-PBT的性能比较 LFT-PET的性能比较 LFT具有更好的性能 从以上对数据可以看出，LFT具有更好的 性能、尤其是冲击强度，若采用专用注 塑机制样、性能还将有大幅度的提高； LFT性能好的主要原因之一是LFT中纤维 的保留长度明显优异双螺杆挤生产的产 品，使之抗冲击性能好； LFT中的纤维保留长度好、而且分散均匀 。 LFT制品中纤维保留长度与性能对比 LFT的成型设备 采用普通的注塑机成型，但性能难于得到充分的发挥 ； 采用专用的注塑机成型（如日本制钢所研发的），由 于螺杆作了较大的改进，纤维在成品中的长度均匀性 好，相应的性能也更好一些； Krauss

6、 Maffei 和Dieffenbacher在解决了螺杆结构和快速 压机的技术难题后，分别在LFRT 直接注塑和直接模压 成型等技术方面取得了突破性进展。在20012003 年 的短短3 年时间内，Dieffenbacher 就卖出了30 多条LFT 直接模压成型生产线，这些生产线分别为Skoda、Polo 、Passat、Touran、Golf、Mercedes A/E-Class、Smart 、BMW、Fiat Stilo 等车型生产出了保险杠、仪表板和 车底板护板等部件。 LFT与GMT比较 GMT发展历史比较长，工艺也比较成熟，但设备较大、投资也比 较多，后期成型以模压为主、相对比较单

7、一； LFT的研发相对要晚一些，但发展很快，主要是设备相对简单、 初期投资相对低； 采用LFT生产的成品可以是不同长度的粒料、也可以是带子、可 卷绕的片材、圆棒（直接用于替代热固性产品）等； LFT后期成型的手段较多、可注塑、模压、缠绕等。 2000 年开始，GMT 销量的增长趋势开始停止，甚至出 现了下降的趋势。与此相反，LFRT 粒料及其直接成型 的LFRT-D 的需求量却快速增长，对比情况如下： GMT 和LFRT 材料增长对比（来自Ticona） GMT 和LFRT 材料增长对比（来自Dieffenbacher 公司 ) LFT与普通长纤增强制品的比较 LFT是采用长纤维增强的，但与采

8、用双螺杆挤 塑工艺改性树脂的长纤维有很大差异，主要表 现在以下方面： LFT用的纱、对生产的工艺性要求很高，能生 产此类纤维的厂家较少；而双螺杆挤塑用的长 纤维相对简单，极大多数厂家都能生产； 纤维在成品中的分散状况有很大差异、导致它 们的性能和用途也有很大的差异； LFT的力学性能要好得多、主要用于高强度的 结构件。 LFT制品的主要应用 替代金属材料、用于生产汽车零部件，如 保险杠、仪表板和车底板护板等部件 ； 用于生产高性能的建筑材料及辅助工具； 用于家用电器方面 经过特殊处理、也可发泡成装饰用的隔热 材料、取代GMT 加入到回收树脂中、提高制品的力学性能 ； LFT应用案例一（汽车离合

9、器） LFT应用于汽车的部件 长纤维增强聚丙烯被用于轿车的发动机罩、 仪表板骨架、蓄电池托架、座椅骨架、轿车 前端模块、保险杠、行李架、备胎盘、挡泥 板、风扇叶片、发动机底盘、车顶棚衬架等 ； 长纤维增强的PA，被进一步扩展到引擎盖 内，因为LFT-PA 不仅硬度高、重量低，而 且高玻纤含量使其热膨胀系数几乎与金属相 同，能承受引擎带来的高温。 LFT在欧洲汽车中的应用情况（欧洲热塑性复合材料联盟统计） 生产LFT产品的关健 合理的生产工艺线、尤其是模具和模口的设计 很重要，目前的大厂家都有自己的专有技术、 能参考的资料很有限； 根据不同的基体树脂、选用不同的纤维、才能 达到理想的效果； 根据

10、不同的树脂和设备、采用不同的生产工艺 参数也很重要； 选用熔指合理的树脂、以保证好的生产工艺性 、良好的增强效果，重要的是平衡好这二者的 关系； LFT的主要生产厂家 国外的有：RTP、LNP、TICONA、GE、 旭玻纤、出光石油化学、中央化成等； 国内的主要生厂家：广州金发、杰事杰 、海尔； LFT在国内的发展情况 LFT 在中国的开发和应用起步相对较晚。直到20 世纪90 年代后 期，国内一些研发实力较强的公司才开始进行该材料的研发工作 。比较早的是杰事杰，先后开发出了热塑性先进复合材料（ ThermoPlastic AdvancedComposites），简称TPAC 粒料，包括长 纤

11、维增强PP、PA、PET、ABS、PPS 等产品。 目前国内企业中做得比较好、也是量最大的应该是广州金发。 由于国内汽车家电产量增涨很快，对LFT的需求很旺盛、还有一 些厂正在上LFT生产线、如青岛海尔、苏州和昌，但短时还难于 形成规模； 外资企业看重国内巨大的消费市场，也加大了在中国的投资，如 RTP今年7月在美国NPE展会上 就宣称将在苏州建2条生线、并计 划在年底投产，以提高在华的生产能力。 CPIC适合LFT工艺的纤维 适合增强PP的纤维ER4305，主要有2400TEX、 1200TEX和735TEX的，与PP树脂具有很好的 结合性、浸润性，生产过程中的毛纱少，并有 很好的转换性； 适合增强PA的纤维ER4301H，具好的增强效果 和使用工艺性，主要有2400TEX和1200TEX的 ； 增强PBT和PET的纤维是ER4303，具有好的增 强效果、好的工艺性； 针对SAN、PPS树脂体系用的玻纤也在开发之 中。