CN102700045A - 聚丙烯物理发泡制备汽车保险杠的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚丙烯物理发泡制备汽车保险杠的方法，包括：将聚丙烯和助剂加入注塑机内；将注塑机内的聚丙烯和助剂加热得到熔体；将熔体引入具有恒定温度的混合装置；将物理发泡剂注入所述混合装置，并与混合装置内的熔体均匀混合形成单相溶液；将所述单相溶液按预定量注入所述汽车保险杠模具进行发泡成型；以及冷却后从所述汽车保险杠模具中分离出汽车保险杠。本发明的聚丙烯物理发泡制备汽车保险杠的方法，不仅可以将熔体和物理发泡剂混合均匀，还可以保证注入模具型腔内的熔体不缺料。通过变换模具，还可以用来制备不同型号的汽车保险杠或是其它零部件，具有良好的通用性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车保险杠的制备方法，更具体地，涉及聚丙烯物理发泡制备汽车保险杠的方法。
背景技术
汽车的保险杠通常用于在汽车与物体相撞时减轻对驾驶员或乘客以及物体的冲击并防止车身的损坏。由于发泡聚丙烯基树脂具有良好的吸收冲击性能和较轻的重量，因此广泛地用于制备汽车保险杠。目前，汽车保险杠发泡产品主要采用化学发泡为主，使用的发泡剂主要有偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸二异丙酯等，也有使用碳酸氢钠作为发泡剂。这些发泡剂（除碳酸氢钠外）具有一定的毒性和气味，在化学反应中不能反应完全，部分会残留在产品中，不仅影响了产品的环保性能，也会降低产品的力学性能；而尽管碳酸氢钠发泡剂无毒无味，但是发生化学反应后，产生的碳酸钠和部分未反应的碳酸氢钠会残留在产品中，易影响产品发泡质量，降低产品力学性能。
中国专利申请文件200810111671公开了一种制备聚丙烯发泡开孔材料的方法，该方法将物理发泡剂注入挤出机内部的熔体中进行混合，然后通过挤出机的口模挤出成型。该方法至少存在下列之一的缺陷：1.熔体和物理发泡剂在挤出机内混合不均匀；2.由于挤出机自身的缺陷，不可能用来成型复杂的零件。同时，该方法制备的聚丙烯发泡开孔材料由于发泡率太高使得聚丙烯的密度较小，抗拉强度和压缩强度较差，不适合用于汽车保险杠。
目前，也有关于将物理发泡剂注入注塑机中制备聚丙烯发泡材料的技术方案的记载。而由于注塑机集机械、电控、液压于一体，油压管路交叉林立，自身结构十分复杂，再在机筒上专门设置一个发泡剂注入口，改装的难度很大。此外，与前述方法一样，该方法也存在熔体与物理发泡剂混合不均匀的缺陷。由于注塑机的一个工作周期包括多个工序，在一个工作周期内只能进行一次注塑，工作效率较低。另外，由于注塑机最大注塑量取决于螺杆的直径及螺杆后退的长度，当模具的型腔较大时易发生缺料情况，从而大大限制了其制备的零件种类，通用性较差。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷之一，提供一种聚丙烯物理发泡制备汽车保险杠的方法。
根据本发明，一种聚丙烯物理发泡制备汽车保险杠的方法，包括：
将聚丙烯和助剂加入注塑机内；
将注塑机内的聚丙烯和助剂加热得到熔体；
将熔体引入具有恒定温度的混合装置；
将物理发泡剂注入所述混合装置，并与混合装置内的熔体均匀混合形成单相溶液；
将所述单相溶液按预定量注入所述汽车保险杠模具进行发泡成型；以及
冷却后从所述汽车保险杠模具中分离出汽车保险杠。
优选地，所述聚丙烯为80-90重量份，所述助剂为1-5重量份。
所述物理发泡剂的注入量可以为5-15重量份。
所述助剂可以包括无机填料，润滑剂以及稳定剂。所述无机填料可以包括滑石粉和/或碳酸钙。所述润滑剂可以包括石蜡、硬脂酸、聚乙烯蜡以及氧化聚乙烯蜡的一种或几种。所述稳定剂可以包括马来酸盐类、硫醇锡类以及硬脂酸盐的一种或几种。
优选地，所述注塑机各段的温度分别设置为：第一段：180-190℃；第二段：190-200℃；第三段190-200℃；第四段180-190℃。
所述混合装置的温度可以设置在170-200℃。
优选地，所述物理发泡剂经蓄压装置注入混合装置中。
本发明使用的物理发泡剂主要为二氧化碳或者氮气，无毒无害无味，不会使汽车产品产生有害物质和有异气味，能够提高产品的环保性能。且采用的原料为普通聚丙烯材料，在不影响力学性能的前提下，可以降低产品密度，减轻产品重量，节约材料和降低成本，且有利于实现车体轻量化。
本发明的聚丙烯物理发泡制备汽车保险杠的方法，通过引入混合装置，不仅可以将熔体和物理发泡剂混合均匀，还可以定量设置注塑量。当模具的型腔较小时，可以对多个模具进行多次注塑，可以大幅提高注塑机的工作效率，降低能耗。当模具的型腔较大，接近或超出注塑机的最大注塑量时，可以分多次将注塑机内熔体引入混合装置中积累后再注入模具的型腔内，从而可以保证注入模具型腔内的熔体不缺料。本发明的方法通过变换模具，还可以十分方便的用来制备不同型号的汽车保险杠或是其它零部件，具有良好的通用性。
具体实施方式
本发明使用的设备可以包括注塑机、汽车保险杠模具以及设置在注塑机和汽车保险杠模具之间的混合装置。注塑机的喷嘴和汽车保险杠模具的浇道口分别通过熔体密封连接件与混合装置的进、出口相连接。混合装置具有容纳熔体的内部空腔，还具有使内部空腔中的熔体和物理发泡剂均匀混合成单相溶液的搅拌器；使单相溶液温度保持在一定范围内的加热系统和冷却系统；以及将单相溶液按预定量注入汽车保险杠模具的注射系统，该处的“预定量”与汽车保险杠模具型腔的容量相一致。
优选混合装置的内部空腔的容积大于注塑机的最大注塑量。这样选择的原因在于，当汽车保险杠模具的型腔较大时，来自于注塑机喷嘴的单次注塑量不能将汽车保险杠模具的型腔填充满，会由于缺料导致无法生产出合格的汽车保险杠，从而限制了其制备的零件种类，通用性较差。采用内部空腔较大的混合装置，可以通过蓄积多次来自注塑机喷嘴的熔体，从而实现对型腔较大的汽车保险杠模具进行注塑。
本发明使用的聚丙烯，市售即可，对其形状、大小均没有特殊要求。
本发明使用的物理发泡剂，制成气体状或超临界流体注入、溶解在混合装置中的熔体中并与其混合成单相溶液。在注在模具中后，通过降低压力发泡长大起到发泡剂的作用。本发明优选的物理发泡剂为二氧化碳或氮气。物理发泡剂可以通过蓄压装置注入混合装置中。
本发明使用的助剂可以包括无机填料，润滑剂以及稳定剂。无机填料可以包括滑石粉和/或碳酸钙。润滑剂可以包括石蜡、硬脂酸、聚乙烯蜡以及氧化聚乙烯蜡的一种或几种。稳定剂可以包括马来酸盐类、硫醇锡类以及硬脂酸盐的一种或几种。
下面，通过具体实施例更为详细地说明本发明，本领域技术人员可以理解，本发明并不受这些具体实施例的限制。
实施例1
将80重量份的聚丙烯和3重量份的助剂（助剂的具体组成见表1）加入注塑机内加热，注塑机各段的温度分别为180℃，190℃，195℃，180℃，将加热熔融的熔体引入温度为170℃的混合装置，以10Mpa压力向混合装置内的熔体中注入5重量份的二氧化碳，均匀混合成单相溶液后，按汽车保险杠模具的容积大小，将单相溶液定量注入汽车保险杠模具中进行发泡成型，冷却后得到汽车保险杠产品。
实施例2
将85重量份的聚丙烯和5重量份的助剂（助剂的具体组成见表1）加入注塑机内加热，注塑机各段的温度分别为185℃，195℃，190℃，190℃，将加热熔融的熔体引入温度为190℃的混合装置，以12Mpa压力向混合装置内的熔体中注入12重量份的二氧化碳，均匀混合成单相溶液后，按汽车保险杠模具的容积大小，将单相溶液定量注入汽车保险杠模具中进行发泡成型，冷却后得到汽车保险杠产品。
实施例3
将87重量份的聚丙烯和1重量份的助剂（助剂的具体组成见表1）加入注塑机内加热，注塑机各段的温度分别为190℃，200℃，200℃，185℃，将加热熔融的熔体引入温度为200℃的混合装置，以10Mpa压力向混合装置内的熔体中注入15重量份的二氧化碳，均匀混合成单相溶液后，按汽车保险杠模具的容积大小，将单相溶液定量注入汽车保险杠模具中进行发泡成型，冷却后得到汽车保险杠产品。
实施例4
将90重量份的聚丙烯和5重量份的助剂（助剂的具体组成见表1）加入注塑机内加热，注塑机各段的温度分别为190℃，195℃，195℃，190℃，将加热熔融的熔体引入温度为180℃的混合装置，以10Mpa压力向混合装置内的熔体中注入13重量份的二氧化碳，均匀混合成单相溶液后，按汽车保险杠模具的容积大小，将单相溶液定量注入汽车保险杠模具中进行发泡成型，冷却后得到汽车保险杠产品。
实施例5
将83重量份的聚丙烯和4重量份的助剂（助剂的具体组成见表1）加入注塑机内加热，注塑机各段的温度分别为180℃，195℃，190℃，180℃，将加热熔融的熔体引入温度为185℃的混合装置，以10Mpa压力向混合装置内的熔体中注入9重量份的二氧化碳，均匀混合成单相溶液后，按汽车保险杠模具的容积大小，将单相溶液定量注入汽车保险杠模具中进行发泡成型，冷却后得到汽车保险杠产品。
表1示出了实施例1-5中助剂的具体组成。
表1单位：重量百分比
Claims (10)
1.一种聚丙烯物理发泡制备汽车保险杠的方法，包括：
将聚丙烯和助剂加入注塑机内；
将注塑机内的聚丙烯和助剂加热得到熔体；
将熔体引入具有恒定温度的混合装置；
将物理发泡剂注入所述混合装置，并与混合装置内的熔体均匀混合形成单相溶液；
将所述单相溶液按预定量注入所述汽车保险杠模具进行发泡成型；以及
冷却后从所述汽车保险杠模具中分离出汽车保险杠。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚丙烯为80-90重量份，所述助剂为1-5重量份。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述助剂包括无机填料，润滑剂以及稳定剂。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述无机填料包括滑石粉和/或碳酸钙。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述润滑剂包括石蜡、硬脂酸、聚乙烯蜡以及氧化聚乙烯蜡的一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述稳定剂包括马来酸盐类、硫醇锡类以及硬脂酸盐的一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述物理发泡剂的注入量为5-15重量份。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述注塑机各段的温度分别设置为：
第一段：180-190℃；第二段：190-200℃；第三段190-200℃；第四段180-190℃。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述混合装置的温度设置在170-200℃。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理发泡剂经蓄压装置注入混合装置中。
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