CN103434102B - 一种消除聚丙烯复合材料虎皮纹的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种消除聚丙烯复合材料虎皮纹的工艺方法，工艺方法包括以下几步：（1）按照聚丙烯复合材料配方中重量百分比称取各原料，备用；（2）将步骤（1）中的原料放入高混机中混合5min，原料混合均匀，出料；（3）将步骤（2）中混合均匀的原料放入注塑机中注塑成型，得到成品；步骤（3）中所述的注塑成型的条件为：注射压力为80MPa，保压压力为50MPa,浇口大而圆且流道为圆形，所述浇口的直径为5～6mm，浇口长度为0.5～2.0mm，注射速度为80，模具温度为70℃，注射加工温度为230℃。本发明的工艺方法和配方材料能够很好的解决聚丙烯复合材料的虎皮纹问题，手段新颖且成本低廉。

Description

一种消除聚丙烯复合材料虎皮纹的工艺方法
技术领域
本发明涉及高分子材料工艺，更具体地，涉及一种消除聚丙烯复合材料虎皮纹的工艺方法。
背景技术
随着汽车工业的发展，越来越多的有色原料直接用于注塑汽车内饰、外饰等大型零件，越大的产品越需要整合越多的系统功能和特性，相关注塑模具的制造也变得更加复杂。聚烯烃是常见的注塑树脂，但是热塑性聚烯烃用于大型模具注塑时经常会出现料流不稳定，尤其是流动距离较长的时候，这种流动不稳定会造成可见的缺陷，通常称为虎皮纹，虎皮纹对外观造成影响。
经典理论认为虎皮纹是由于功能分子材料的填充引起料峰前沿紊流，原材料紊流后引起交替接触模具表面，由于降温的间隔造成的条状纹理。紊流是由于熔体前端的第一法向力和切向力不均造成的。目前，为了消除PP表面产生的虎皮纹，主要涉及的方法有两方面：一是新的注塑技术，这种方法具有更多工艺柔性的优点，但是也具有需要设计更新的材料，耗时和成本较大的缺点；二是提高熔融指数，虽然提高流动距离但是材料的物理性能下降。但是目前这些方法都没有很好的解决虎皮纹的现象。
发明内容
针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种结合工艺和材料配方有效解决虎皮纹现象的工艺方法。
本发明提供了一种消除聚丙烯复合材料虎皮纹的工艺方法，工艺方法包括以下几步：
（1）按照聚丙烯复合材料配方中重量百分比称取各原料，备用；
（2）将步骤（1）中的原料放入高混机中混合5min，原料混合均匀，出料；
（3）将步骤（2）中混合均匀的原料放入注塑机中注塑成型，得到成品；
步骤（3）中所述的注塑成型的条件为：注射压力为80MPa，保压压力为50MPa,浇口大而圆且流道为圆形，所述浇口的直径为5～6mm，浇口长度为0.5～2.0mm，注射速度为80，模具温度为70℃，注射加工温度为230℃。
本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述圆形流道的直径为5～10mm。
本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述模具具有排气孔，所述排气孔的深度为0.035～0.045mm。
本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述注塑机为注射压力较高且可多段控制的电脑注塑机，所述注塑机的锁模力为3800t/m2,所述注塑机的注射量为20～90%。
本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述步骤（3）中得到成品后经热水浸泡处理，所述热水温度为80～90℃。
本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述聚丙烯复合材料按重量份数计包括：60～75份共聚聚丙烯，10～20份弹性体，1～15份乙烯-丙烯嵌段共聚物，10～30份矿物填料，所述乙烯-丙烯嵌段共聚物中乙烯含量为13%、丙烯含量为87%，所述乙烯-丙烯嵌段共聚物的结晶度为15～20%。
本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述弹性体为乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种混合物。
本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述矿物填料为滑石粉，所述滑石粉的粒径为5000～10000目。
本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述的聚丙烯复合材料用于注塑汽车大型零件制作。
本发明比较现有技术中的缺陷，具有以下有益效果：
1.本发明的浇口大而圆且流道为圆形，浇口的直径达10～20mm，通过更改浇口的形状和加大浇口，能够减少材料的流动阻力，从而达到改善浇口附近即材料流动前锋的虎皮纹。
2.本发明选择5000～10000目的滑石粉作为填充物，减小填充物的尺寸，能够提高填充物的均匀分散，从而改善了流体末端的虎皮纹现象。
3.本发明的配方中的橡胶相为：共聚聚丙烯，弹性体（乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物），乙烯-丙烯嵌段共聚物，乙烯-丙烯嵌段共聚物中乙烯含量为13%、丙烯含量为87%，结晶度为15～20%。该橡胶相的黏度相对较低，提高了材料前锋的稳定性，也改善了流体末端的虎皮纹现象。
4.本发明的工艺方法和配方材料能够很好的解决聚丙烯复合材料的虎皮纹问题，手段新颖且成本低廉。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明，并使本发明的上述优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例
（1）按照聚丙烯复合材料配方中重量百分比称取各原料，其中，70份共聚聚丙烯，15份乙烯-丁烯共聚物，5份乙烯-丙烯嵌段共聚物，10份滑石粉，备用；
（2）将步骤（1）中的原料放入高混机中混合5min，原料混合均匀，出料；
（3）将步骤（2）中混合均匀的原料放入注塑机中注塑成型，得到成品；
注塑成型的条件为：注射压力为60MPa，保压压力为40MPa,浇口大而圆且流道为圆形，所述浇口的直径为5mm，浇口长度为0.5～2.0mm，注射速度为80，模具温度为70℃，注射加工温度为230℃。
浇口为又大又圆的形状，能够减少物料流体的阻力，改善虎皮纹现象；减小注射速度和选择较高的模温，也能够很好的减少虎皮纹；在模具上设置排气孔使模具具有很好的排气性，能够随着物料熔流长度的增加，减少这个过程中虎皮纹的产生。
对比例
（1）按照聚丙烯复合材料配方中重量百分比称取各原料，其中，70份共聚聚丙烯，15份乙烯-丁烯共聚物，5份乙烯-丙烯嵌段共聚物，10份滑石粉，备用；
（2）将步骤（1）中的原料放入高混机中混合5min，原料混合均匀，出料；
（3）将步骤（2）中混合均匀的原料放入注塑机中注塑成型，得到成品；
注塑成型的条件为：注射压力为80MPa，保压压力为50MPa,浇口为针形浇口，直径为0.7mm，浇口长度为1mm，注射速度为80，模具温度为50℃，注射加工温度为230℃。
性能测试
将实施例和对比例制得的成品进行性能测试对比，其中性能测试是按照ISO标准进行的，其结果参照表1。
由表1中测试结果可以看出，本发明实施例中的方法制备的聚丙烯复合材料的成品，不但物理性能较好，而且表明没有虎皮纹，说明通过更改浇口的形状和加大浇口，能够减小物料流体的阻力，从而更好的消除虎皮纹现象。对比例中制备聚丙烯复合材料的拉伸强度为22MPa，而实施例中的拉伸强度为22MPa，而且对比例中的弯曲强度、弯曲模量和冲击强度都不如实施例中的好，而且其有明显的虎皮纹，综合来说实施例中的聚丙烯复合材料的性能优于对比例中的复合材料。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
表1性能测试
项目 测试标准 实施例 对比例
拉伸强度MPa ISO527-2 24 22
弯曲强度 ISO178 31 30
弯曲模量 ISO178 1520 1470
无缺口冲击强度 ISO179-1 不断 不断
冲击强度KJ/m2 ISO179-1 23 19
虎皮纹 / 无虎皮纹 有明显的虎皮纹

Claims (8)

1.一种消除聚丙烯复合材料虎皮纹的工艺方法，其特征在于，工艺方法包括以下几步：
（1）按照聚丙烯复合材料配方中重量百分比称取各原料，备用；
（2）将步骤（1）中的原料放入高混机中混合5min，原料混合均匀，出料；
（3）将步骤（2）中混合均匀的原料放入注塑机中注塑成型，得到成品；
步骤（3）中所述的注塑成型的条件为：注射压力为80MPa，保压压力为50MPa,浇口大而圆且流道为圆形，所述浇口的直径为5～6mm，浇口长度为0.5～2.0mm，注射速度为80mm/s，模具温度为70℃，注射加工温度为230℃，
所述聚丙烯复合材料按重量份数计包括：60～75份共聚聚丙烯，10～20份弹性体，1～15份乙烯-丙烯嵌段共聚物，10～30份矿物填料，所述乙烯-丙烯嵌段共聚物中乙烯含量为13%、丙烯含量为87%，所述乙烯-丙烯嵌段共聚物的结晶度为15～20%。
2.根据权利要求1所述的一种消除聚丙烯复合材料虎皮纹的工艺方法，其特征在于，所述圆形流道的直径为5～10mm。
3.根据权利要求2所述的一种消除聚丙烯复合材料虎皮纹的工艺方法，其特征在于，所述模具具有排气孔，所述排气孔的深度为0.035～0.045mm。
4.根据权利要求1-3任一项中所述的一种消除聚丙烯复合材料虎皮纹的工艺方法，其特征在于，所述注塑机为注射压力较高且可多段控制的电脑注塑机，所述注塑机的锁模力为3800t/m2,所述注塑机的注射量为20～90%。
5.根据权利要求1所述的一种消除聚丙烯复合材料虎皮纹的工艺方法，其特征在于，所述步骤（3）中得到成品后经热水浸泡处理，所述热水温度为80～90℃。
6.根据权利要求1所述的一种消除聚丙烯复合材料虎皮纹的工艺方法，其特征在于，所述弹性体为乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种混合物。
7.根据权利要求1所述的一种消除聚丙烯复合材料虎皮纹的工艺方法，其特征在于，所述矿物填料为滑石粉，所述滑石粉的粒径为5000～10000目。
8.利用权利要求1所述的一种消除聚丙烯复合材料虎皮纹的工艺方法制备得到的聚丙烯复合材料用于注塑汽车大型零件制作。
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