CN103435909B

CN103435909B - 可快速成型的汽车保险杠用材料

Info

Publication number: CN103435909B
Application number: CN201310373616.9A
Authority: CN
Inventors: 黄剑锋; 白璐; 谢豹; 张辉; 刘季轩
Original assignee: TIANJIN MEIYA CHEMICAL Co Ltd
Current assignee: TIANJIN MEIYA CHEMICAL Co Ltd
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2013-08-23
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2033-08-23
Also published as: CN103435909A

Abstract

本发明创造提供了一种可快速成型的汽车保险杠用聚丙烯材料，其质量组成为聚丙烯50～70％，聚乙烯5～15％，乙烯-辛烯共聚物10～25％，滑石粉10～25％，助剂1～4％。通过对各组成成分的性能进行筛选，并调整各组成成分的配比，大大缩短了汽车保险杠用材料的成型时间，并同时使产品的其他性能得到改善，实现了产品成型时间和综合性能的统一改善。

Description

可快速成型的汽车保险杠用材料

技术领域

本发明创造涉及一种聚丙烯材料，尤其涉及一种可快速成型的汽车保险杠用聚丙烯基复合材料。

背景技术

汽车保险杠是保证汽车受到撞击时能够吸收足够的能量，为车内乘客提供充分安全保障的重要汽车部件，因此对汽车保险杠用材料性能提出了严格的要求，它不仅需要能够适应各种高低温环境，还应具有较高的耐冲击韧性以及耐油、耐腐蚀性等苛刻环境，随着节能减排、低碳环保理念深入人心，还要求汽车保险杠用材料能够轻便且强度足够，以降低车身重量，减少油耗。

聚丙烯由于具有比重轻、价格低、刚性好、耐翘曲、耐温性高、加工性好等特点，更是广泛受汽车工业的青睐。目前世界上大多数保险杠都是以聚丙烯材料为基体材料制作，为了追求更高的综合性能和更低的成本，各大生产商都不断在设备、工艺、材料和管理等多方面进行改进。其中，对材料配方和比例的改善，对保险杠最终性能起到了决定性作用。

材料的成型时间是保险杠生产过程中提高生产效率，降低人力损耗的重要因素。在这个领域，日系汽车的研究处于领先地位，韩系汽车紧紧跟随，欧美汽车近年来也渐渐重视，我们国产汽车的研究则起步较晚，是我国生产保险杠用材料能耗过高、质量较差的主要因素之一。为了缩短成型时间，国内外同行尝试了很多方法，调整注塑机的控制参数、控制模具温度、减少人力增加机械手等，都能一定程度上减少了注塑的耗时。但是从材料本身改变才是更为有效的改善方法，再结合之前的一些技术，就能大大提高生产效率了。

材料的成型时间与材料的流动性、刚性、韧性等物理性能密切相关，同时，在改善材料上述性能的同时，还需避免材料强度、硬度等成型后性能的下降。因此，寻求材料成型时间和综合性能的统一改善是现有保险杠材料生产研发中亟需解决的问题。

中国发明专利申请CN101693777A公开了一种汽车保险杠用材料及其制备方法，成分配比为：聚丙烯49～69％，饱和乙烯-辛烯共聚物5～25％，硫酸钙晶须10～30％，聚丙烯接枝马来酸酐共聚物5～15％，成核剂0.1～0.2％，抗氧剂0.3～0.6％，润滑剂0.2～0.5％。上述方法制得的保险杠材料具有较高的强度，但是材料流动性较差，弯曲模量较低，且制备工艺控制条件复杂，成型时间长，综合性能有待提高。

中国发明专利申请CN102206383A公开了一种汽车保险杠用聚丙烯材料及其制备方法，通过在复合材料中加入相容剂乙烯-丙烯-1-丁烯三元嵌段共聚物，增加热塑性弹性体的相容性，提高增韧效果。但是其弯曲模量和悬臂梁缺口冲击强度仍未达到先进日系、韩系汽车的水平，且未在成型时间上有所突破。

发明内容

本发明创造为解决现有技术中的问题，提供了一种可快速成型的汽车保险杠用材料，以质量百分比计，由以下成分组成：聚丙烯50～70％，聚乙烯5～15％，乙烯-辛烯共聚物10～25％，滑石粉10～25％，助剂1～4％。

优选的，所述可快速成型的汽车保险杠用材料，以质量百分比计，由以下成分组成：聚丙烯55～60％，聚乙烯5～7％，乙烯-辛烯共聚物20～25％，滑石粉15～20％，助剂1～1.5％。

其中，所述聚丙烯为洛氏硬度90～110R-scale、熔融指数30～60g/10min、拉伸强度在35Mpa以上的聚丙烯材料。

所述聚乙烯选用了熔融指数在20～35g/10min，邵氏A硬度在40以下的聚乙烯材料。

所述滑石粉为目数在3000～10000的滑石粉，在填充的同时，也起到了成核剂的作用。

所述助剂为油酸、芥酸和硬脂酸锌的混合物，这三种物质都是外润滑剂，当材料注塑成型时可析出至制品外部，使制品更快的降温、更好的脱模，对缩短制品成型时间有很大帮助。

进一步，所述助剂中油酸、芥酸和硬脂酸锌的质量比为1∶1∶1。

本发明创造具有的优点和积极效果是：通过更改组分及其含量配比，大大缩短了汽车保险杠用材料的成型时间，并同时使产品的其他性能得到改善，实现了产品成型时间和综合性能的统一改善，使生产过程中的电、机器损伤、人力消耗等大大节省了40％。

经反复研究和测试，本发明技术方案所获得的保险杠成型材料的各项性能均能满足或优于日系、韩系汽车保险杠成型材料的性能要求，并优于欧美、国产的成型材料(如表1所示)。

表1本发明产品与其它汽车用保险杠材料成型性能对比(测试标准丰田TSM0506G)

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明创造做进一步详细说明。

实施例一

按照质量比例，将50％的聚丙烯(洛氏硬度90R-scale、熔融指数40g/10min、拉伸强度在40Mpa)、15％的聚乙烯(熔融指数20g/10min，邵氏A硬度为30)、15％的乙烯-辛烯共聚物、19％的滑石粉(5000目)和1％的助剂(油酸、芥酸、硬脂酸锌以质量比2∶1∶1混合)，在高混机中混合均匀，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼。双螺杆挤出机每段的设定温度为T1＝220℃、T2＝225℃、T3＝225℃、T4＝225℃、T5＝225℃、T6＝225℃，双螺杆挤出机的转速为600r/min；挤出造粒，最终得到实验料1号。

实施例二

按照质量比例，将55％的聚丙烯(洛氏硬度100R-scale、熔融指数50g/10min、拉伸强度在45Mpa)、7％的聚乙烯(熔融指数20g/10min，邵氏A硬度为30)、14％的乙烯-辛烯共聚物、23％的滑石粉(5000目)和1％的助剂(油酸、芥酸、硬脂酸锌以质量比2∶1∶1混合)，在高混机中混合均匀，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼。双螺杆挤出机每段的设定温度为T1＝220℃、T2＝225℃、T3＝225℃、T4＝225℃、T5＝225℃、T6＝225℃，双螺杆挤出机的转速为600r/min；挤出造粒，最终得到实验料2号。

实施例三

按照质量比例，将60％的聚丙烯(洛氏硬度100R-scale、熔融指数50g/10min、拉伸强度在45Mpa)、10％的聚乙烯(熔融指数20g/10min，邵氏A硬度为35)、10％的乙烯-辛烯共聚物、19％的滑石粉(6000目)和1％的助剂(油酸、芥酸、硬脂酸锌以质量比1∶1∶1混合)，在高混机中混合均匀，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼。双螺杆挤出机每段的设定温度为T1＝220℃、T2＝225℃、T3＝225℃、T4＝225℃、T5＝225℃、T6＝225℃，双螺杆挤出机的转速为600r/min；挤出造粒，最终得到实验料3号。

实施例四

按照质量比例，将55％的聚丙烯(洛氏硬度90R-scale、熔融指数40g/10min、拉伸强度在50Mpa)、5％的聚乙烯(熔融指数20g/10min，邵氏A硬度为30)、22％的乙烯-辛烯共聚物、17％的滑石粉(6000目)和1％的助剂(油酸、芥酸、硬脂酸锌以质量比1∶1∶1混合)，在高混机中混合均匀，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼。双螺杆挤出机每段的设定温度为T1＝220℃、T2＝225℃、T3＝225℃、T4＝225℃、T5＝225℃、T6＝225℃，双螺杆挤出机的转速为600r/min；挤出造粒，最终得到实验料4号。

实施例五

按照质量比例，将57％的聚丙烯(洛氏硬度100R-scale、熔融指数50g/10min、拉伸强度在45Mpa)、6％的聚乙烯(熔融指数20g/10min，邵氏A硬度为35)、20％的乙烯-辛烯共聚物、15.5％的滑石粉(5000目)和1.5％的助剂(油酸、芥酸、硬脂酸锌以质量比1∶1∶1混合)，在高混机中混合均匀，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼。双螺杆挤出机每段的设定温度为T1＝220℃、T2＝225℃、T3＝225℃、T4＝225℃、T5＝225℃、T6＝225℃，双螺杆挤出机的转速为600r/min；挤出造粒，最终得到实验料5号。

实施例六

按照质量比例，将55％的聚丙烯(洛氏硬度90R-scale、熔融指数40g/10min、拉伸强度在50Mpa)、5％的聚乙烯(熔融指数20g/10min，邵氏A硬度为30)、20％的乙烯-辛烯共聚物、19％的滑石粉(5000目)和1％的助剂(油酸、芥酸、硬脂酸锌以质量比1∶1∶1混合)，在高混机中混合均匀，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼。双螺杆挤出机每段的设定温度为T1＝220℃、T2＝225℃、T3＝225℃、T4＝225℃、T5＝225℃、T6＝225℃，双螺杆挤出机的转速为600r/min；挤出造粒，最终得到实验料6号。

上述实施例一～六所获得的六种实验料，按照丰田标准TSM0501G中的参数注塑制成标准测试片，按照标准丰田标准TSM0506G进行测试，具体实验数据见下表2：

表2实施例一～六所获得的六种实验料的性能参数

由表2可以看出，采用本发明技术方案所获得的汽车保险杠用材料，其综合性能均优于欧美及国产汽车中用保险杠材料；其中，采用优选配方(实施例四～六)所获得的汽车保险杠用材料，其综合性能能够满足或优于日系、韩系汽车用保险杠材料。

Claims

1.一种可快速成型的汽车保险杠用材料，其特征在于：以质量百分比计，由以下成分组成：聚丙烯50～70％，聚乙烯5～15％，乙烯-辛烯共聚物10～25％，滑石粉10～25％，助剂1～4％；其中，所述聚丙烯为洛氏硬度90～110R-scale、熔融指数30～60g/10min、拉伸强度在35Mpa以上的聚丙烯材料；所述聚乙烯选用了融指在20～35g/10min，邵氏A硬度在40以下的聚乙烯材料；所述助剂为油酸、芥酸和硬脂酸锌的混合物。

2.根据权利要求1所述的可快速成型的汽车保险杠用材料，其特征在于：以质量百分比计，由以下成分组成：聚丙烯55～60％，聚乙烯5～7％，乙烯-辛烯共聚物20～25％，滑石粉15～20％，助剂1～1.5％。

3.根据权利要求1或2所述的可快速成型的汽车保险杠用材料，其特征在于：所述滑石粉为目数在3000～10000目的滑石粉。

4.根据权利要求1或2所述的可快速成型的汽车保险杠用材料，其特征在于：所述助剂中油酸、芥酸和硬脂酸锌的质量比为1∶1∶1。