CN104292627A

CN104292627A - 一种汽车门板及其制备方法

Info

Publication number: CN104292627A
Application number: CN201410502519.XA
Authority: CN
Inventors: 翟红波; 杨振枢; 韦洪屹
Original assignee: Suzhou Polymer New Materials Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Polymer New Materials Technology Co Ltd
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2015-01-21

Abstract

本申请公开了一种汽车门板及其制备方法，按照重量份数配比称取PP、钛酸酯、CPP、滑石粉、POE、硬脂酸钙、偶联剂、钛白粉、硅灰石、UV-327、抗氧剂、苯甲酸钠、HDPE、DMTP和EPDM，混合均匀后挤出拉片造粒、模压成型后即可；产品拉伸强度25-45MPa，弯曲强度35-55MPa；断裂伸长率50-250%，悬臂梁缺口冲击强度200-400J/m；紫外光早射2500h后伸长率保持率为98-100%，热变形温度120-140℃；剥离强度90-110N/mm，杨氏模量110-150MPa。

Description

一种汽车门板及其制备方法

技术领域

本申请属于车门制备工艺领域，尤其涉及一种汽车门板及其制备方法。

背景技术

汽车门是汽车上的门，顺开式车门：即使在汽车行驶时仍可借气流的压力关上，比较安全，而且便于驾驶员在倒车时向后观察，故被广泛采用。逆开式车门：在汽车行驶时若关闭不严就可能被迎面气流冲开，因而用得较少，一般只是为了改善上下车方便性及适于迎宾礼仪需要的情况下才采用。水平移动式车门：它的优点是车身侧壁与障碍物距离较小的情况下仍能全部开启。上掀式车门：广泛用作轿车及轻型客车的后门，也应用于低矮的汽车。折叠式车门：则广泛应用于大、中型客车上。聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯，当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中，等规结构含量约为95%，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃。耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小，是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性予以克服。聚丙烯具有良好的耐热性，制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的条件下，150℃也不变形。脆化温度为-35℃，在低于-35℃会发生脆化，耐寒性不如聚乙烯。对于聚丙烯玻璃化温度的报道值有一18qC, 0qC, 5℃等，这也是由于人们采用不同试样，其中所含晶相与无定形相的比例不同，使分子链中无定形部分链长不同所致。聚丙烯的熔融温度比聚乙烯约提高40一50%，约为164一170℃, 100%等规度聚丙烯熔点为176℃。

轿车的车门一般由门体、车门附件和内饰盖板三部分组成。门体包括车门内板、车门外板、车门窗框、车门加强横梁和车门加强板。车门附件包括车门铰链、车门开度限位器、门锁机构及内外手柄、车门玻璃、玻璃升降机和密封条。内饰盖板包括固定板、芯板、内饰蒙皮、内扶手。车门的好坏，主要体现在，车门的防撞性能，车门的密封性能，车门的开合便利性，当然还有其它使用功能的指标等防撞性能尤为重要，因为车辆发生侧碰时，缓冲距离很短，很容易就伤到车内人员。因此，好的车门内至少会有2根防撞杠，而防撞杠的份量是较重的，也就是说，好的车门确实偏重些。但并不能说车门越重就越好。现在的新型汽车，如果在安全性能等能保证的话，设计师都会想方设法减轻车辆包括车门的重量(如用新型的材料)来减少功耗。共聚物型的PP材料有较低的热变形温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度，PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。PP的熔体质量流动速率（MFR）通常在1~100。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚型的抗冲强度比均聚型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.6~2.0%。

车门外板是典型的汽车覆盖件之一,一般都带有装饰性,要求美观大方,例如带有连贯性装饰棱线,装饰筋条,装饰凹坑,加强筋等.表面不允许有皱纹、凹痕、擦伤以及其他破坏表面美感的缺陷。整体式车门：内外板由整块钢板冲压后包边而成，该生产方式初次模具投入成本较大，但可相应降低相关检具夹具，材料利用率较低。分体式车门：由车门框总成和车门内外板总成拼焊而成，门框总成可采用滚压方式生产，成本较低，生产率较高，整体相应模具成本较低，但后期检具夹具成本较高，且工艺可靠性较差。整体式车门和分体式车门在整体成本方面相差不是很大，主要是根据相关的造型要求确定相关的结构形式。由于目前汽车造型要求较高，且生产效率要求较高，车门整体结构趋向与分体式。聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0. 90--"0. 91g/cm3，是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0. 01%，分子量约8万一15万。成型性好，但因收缩率大(为1%~2.5%）.厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零件，很难于达到要求，制品表面光泽好，易于着色。聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能。聚丙烯力学性能的绝对值高于聚乙烯，但在塑料材料中仍属于偏低的品种，其拉伸强度仅可达到30 MPa或稍高的水平。等规指数较大的聚丙烯具有较高的拉伸强度，但随等规指数的提高，材料的冲击强度有所下降，但下降至某一数值后不再变化。温度和加载速率对聚丙烯的韧性影响很大。当温度高于玻璃化温度时，冲击破坏呈韧性断裂，低于玻璃化温度呈脆性断裂，且冲击强度值大幅度下降。提高加载速率，可使韧性断裂向脆性断裂转变的温度上升。聚丙烯具有优异的抗弯曲疲劳性，其制品在常温下可弯折106次而不损坏。但在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以抗冲击强度较差。聚丙烯最突出的性能就是抗弯曲疲劳性，俗称百折胶。

中国专利CN 102206380A公开了一种汽车门板用复合材料的制备方法，将聚丙烯反应器合金、椰壳纤维和相容剂,三者分别以42%～70%、30%～50%和0%～8%的重量百分比混合均匀,然后使用单螺杆挤出机,或密炼机与单螺杆挤出机两级混合挤出、切粒,即得复合材料,复合材料的拉伸强度≥22MPa,弯曲模量≥1300MPa,缺口冲击强度≥17kJ/m2,维卡软化点≥150℃。由这种复合材料制成的汽车件有着明显的减重效果,并且制成的部件报废后可以彻底焚烧处理,符合当前国际、国内汽车材料向轻量化和可回收化方向发展的趋势，但是拉伸强度低和断裂伸长率差；中国专利CN 103131083A公开了一种高吸能性聚丙烯复合材料及其制备方法，采用聚丙烯59-84重量份，填料10-25重量份，第一增韧剂3-8重量份，第二增韧剂3-8重量份，其它助剂0.1-0.8重量份。上述原料混合均匀后经双螺杆挤出机高速挤出切粒，得到高吸能性的聚丙烯复合材料。本发明通过合适增韧剂的配合使用及合适矿物填料的优先选择，得到一种刚性和韧性高度平衡的聚丙烯复合材料，该材料在实际的部品测试中表现出了很高的吸能性。由本发明的聚丙烯复合材料制作而成的汽车门板在侧撞模拟试验中有着很高的吸能值，在实际应用中对于交通事故发生时乘客安全性的保护具有重要意义，但是冲击强度和弯曲强度低；中国专利CN 101759982A公开了一种抗静电、抗紫外PC/ASA材料组合物，采用聚碳酸酯、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、高分子型抗静电剂、相容剂、光稳定剂和抗氧剂组成。特征在于,所述的聚碳酸酯为30～85重量份,丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物为5～30重量份,丙烯腈-苯乙烯共聚物为0-30重量份,高分子型抗静电剂为5～15重量份,相容剂为2～10重量份,光稳定剂为0.2～2重量份,抗氧剂为0.2～1重量份。由本发明的PC/ASA组合物制成的汽车塑料内饰制品,具有耐侯抗紫外性能优异、高耐热、不容易粘吸灰尘等优点,可用于制造各种汽车内外饰件,如汽车门板、内外试镜壳体等，但是易变性且剥离强度差。而随着人性化理念的普及，及新型和谐社会的构成，设计一种弯曲强度高、拉伸强度高、断裂伸长率高且剥离强度好的汽车门板及其制备方法是非常必要的。

发明内容

解决的技术问题：

本申请针对上述技术问题，提供一种汽车门板及其制备方法，解决现有汽车门板弯曲强度低、拉伸强度低、断裂伸长率小和剥离强度差等技术问题。

技术方案：

一种汽车门板，所述汽车门板的原料按重量份数配比如下：PP100份；钛酸酯10-30份；CPP50-60份；滑石粉25-45份；POE5-25份；硬脂酸钙1-5份；偶联剂1-20份；钛白粉0.1-0.5份；硅灰石30-50份；UV-327为0.2-0.8份；抗氧剂1-5份；苯甲酸钠为1.5-5.5份；HDPE20-40份；DMTP0.3-0.7份；EPDM为15-35份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述汽车门板的原料按重量份数配比如下：PP100份；钛酸酯15-25份；CPP54-56份；滑石粉30-40份；POE10-20份；硬脂酸钙2-4份；偶联剂5-15份；钛白粉0.2-0.4份；硅灰石35-45份；UV-327为0.4-0.6份；抗氧剂2-4份；苯甲酸钠为2.5-4.5份；HDPE25-35份；DMTP0.4-0.6份；EPDM为20-30份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述汽车门板的原料按重量份数配比如下：PP100份；钛酸酯20份；CPP55份；滑石粉35份；POE15份；硬脂酸钙3份；偶联剂10份；钛白粉0.3份；硅灰石40份；UV-327为0.5份；抗氧剂3份；苯甲酸钠为3.5份；HDPE30份；DMTP0.5份；EPDM为25份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述偶联剂采用硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂。

作为本发明的一种优选技术方案：所述抗氧剂采用抗氧剂7910或抗氧剂DCTP。

作为本发明的一种优选技术方案：所述汽车门板的制备方法，包括如下步骤：

第一步：按照重量份数配比称取PP、钛酸酯、CPP、滑石粉、POE、硬脂酸钙、偶联剂、钛白粉、硅灰石、UV-327、抗氧剂、苯甲酸钠、HDPE、DMTP和EPDM；

第二步：将PP、钛酸酯、CPP、滑石粉和POE投入反应釜中加热至50-70℃，搅拌15-35min，然后加入剩余原料，升温至80-90℃，搅拌30-50min；

第三步：将混合后的物料投入挤出机中挤出，料筒温度185℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃和240℃，机头温度200-215℃；

第四步：模压成型，模具温度200-220℃，模压3-5min，塑化5-10min，真空成型为车门形状。

作为本发明的一种优选技术方案：所述第二步中的搅拌速度均为200-300转/分钟。

作为本发明的一种优选技术方案：所述第三步中挤出机为单螺杆挤出机。

作为本发明的一种优选技术方案：所述第四步中塑化温度为130-150℃。

有益效果：

本发明所述一种汽车门板及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、产品拉伸强度25-45MPa，弯曲强度35-55MPa；2、断裂伸长率50-250%，悬臂梁缺口冲击强度200-400J/m；3、紫外光早射2500h后伸长率保持率为98-100%，热变形温度120-140℃；4、剥离强度90-110N/mm，杨氏模量110-150MPa，可以广泛生产并不断代替现有材料。

具体实施方式

实施例1:

按照重量份数配比称取PP100份；钛酸酯10份；CPP50份；滑石粉25份；POE5份；硬脂酸钙1份；硅烷偶联剂1份；钛白粉0.1份；硅灰石30份；UV-327为0.2份；抗氧剂DCTP1份；苯甲酸钠为1.5份；HDPE20份；DMTP0.3份；EPDM为15份。

将PP、钛酸酯、CPP、滑石粉和POE投入反应釜中加热至50℃，搅拌15min，搅拌速度为200转/分钟，然后加入剩余原料，升温至80℃，搅拌30min搅拌速度为200转/分钟。

将混合后的物料投入单螺杆挤出机中挤出，料筒温度185℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃和240℃，机头温度200℃，模压成型，模具温度200℃，模压3min，塑化5min，塑化温度为130℃，真空成型为车门形状。

产品拉伸强度25MPa，弯曲强度35MPa；断裂伸长率50%，悬臂梁缺口冲击强度200J/m；紫外光早射2500h后伸长率保持率为98%，热变形温度120℃；剥离强度90N/mm，杨氏模量110MPa。

实施例2:

按照重量份数配比称取PP100份；钛酸酯30份；CPP60份；滑石粉45份；POE25份；硬脂酸钙5份；硅烷偶联剂20份；钛白粉0.5份；硅灰石50份；UV-327为0.8份；抗氧剂DCTP5份；苯甲酸钠为5.5份；HDPE40份；DMTP0.7份；EPDM为35份。

将PP、钛酸酯、CPP、滑石粉和POE投入反应釜中加热至70℃，搅拌35min，搅拌速度为300转/分钟，然后加入剩余原料，升温至90℃，搅拌50min搅拌速度为300转/分钟。

将混合后的物料投入单螺杆挤出机中挤出，料筒温度185℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃和240℃，机头温度215℃，模压成型，模具温度220℃，模压5min，塑化10min，塑化温度为150℃，真空成型为车门形状。

产品拉伸强度30MPa，弯曲强度40MPa；断裂伸长率100%，悬臂梁缺口冲击强度250J/m；紫外光早射2500h后伸长率保持率为98%，热变形温度125℃；剥离强度95N/mm，杨氏模量120MPa。

实施例3:

按照重量份数配比称取PP100份；钛酸酯15份；CPP54份；滑石粉30份；POE10份；硬脂酸钙2份；硅烷偶联剂5份；钛白粉0.2份；硅灰石35份；UV-327为0.4份；抗氧剂DCTP2份；苯甲酸钠为2.5份；HDPE25份；DMTP0.4份；EPDM为20份。

产品拉伸强度35MPa，弯曲强度45MPa；断裂伸长率150%，悬臂梁缺口冲击强度300J/m；紫外光早射2500h后伸长率保持率为99%，热变形温度130℃；剥离强度100N/mm，杨氏模量130MPa。

实施例4:

按照重量份数配比称取PP100份；钛酸酯25份；CPP56份；滑石粉40份；POE20份；硬脂酸钙4份；铝酸酯偶联剂15份；钛白粉0.4份；硅灰石45份；UV-327为0.6份；抗氧剂7910为4份；苯甲酸钠为4.5份；HDPE35份；DMTP0.6份；EPDM为30份。

将PP、钛酸酯、CPP、滑石粉和POE投入反应釜中加热至65℃，搅拌30min，搅拌速度为280转/分钟，然后加入剩余原料，升温至88℃，搅拌45min搅拌速度为280转/分钟。

将混合后的物料投入单螺杆挤出机中挤出，料筒温度185℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃和240℃，机头温度210℃，模压成型，模具温度215℃，模压5min，塑化8min，塑化温度为145℃，真空成型为车门形状。

产品拉伸强度40MPa，弯曲强度50MPa；断裂伸长率200%，悬臂梁缺口冲击强度350J/m；紫外光早射2500h后伸长率保持率为99%，热变形温度135℃；剥离强度105N/mm，杨氏模量140MPa。

实施例5:

按照重量份数配比称取PP100份；钛酸酯20份；CPP55份；滑石粉35份；POE15份；硬脂酸钙3份；铝酸酯偶联剂10份；钛白粉0.3份；硅灰石40份；UV-327为0.5份；抗氧剂7910为3份；苯甲酸钠为3.5份；HDPE30份；DMTP0.5份；EPDM为25份。

将PP、钛酸酯、CPP、滑石粉和POE投入反应釜中加热至60℃，搅拌25min，搅拌速度为220转/分钟，然后加入剩余原料，升温至85℃，搅拌40min搅拌速度为250转/分钟。

将混合后的物料投入单螺杆挤出机中挤出，料筒温度185℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃和240℃，机头温度210℃，模压成型，模具温度210℃，模压4min，塑化8min，塑化温度为140℃，真空成型为车门形状。

产品拉伸强度45MPa，弯曲强度55MPa；断裂伸长率250%，悬臂梁缺口冲击强度400J/m；紫外光早射2500h后伸长率保持率为100%，热变形温度140℃；剥离强度110N/mm，杨氏模量150MPa。

以上实施例中的组合物所有组分均可以商业购买。

上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims

1.一种汽车门板，其特征在于所述汽车门板的原料按重量份数配比如下：PP100份；钛酸酯10-30份；CPP50-60份；滑石粉25-45份；POE5-25份；硬脂酸钙1-5份；偶联剂1-20份；钛白粉0.1-0.5份；硅灰石30-50份；UV-327为0.2-0.8份；抗氧剂1-5份；苯甲酸钠为1.5-5.5份；HDPE20-40份；DMTP0.3-0.7份；EPDM为15-35份。

2.根据权利要求1所述的一种汽车门板，其特征在于所述汽车门板原料按重量份数配比如下：PP100份；钛酸酯15-25份；CPP54-56份；滑石粉30-40份；POE10-20份；硬脂酸钙2-4份；偶联剂5-15份；钛白粉0.2-0.4份；硅灰石35-45份；UV-327为0.4-0.6份；抗氧剂2-4份；苯甲酸钠为2.5-4.5份；HDPE25-35份；DMTP0.4-0.6份；EPDM为20-30份。

3.根据权利要求1所述的一种汽车门板，其特征在于所述汽车门板的原料按重量份数配比如下：PP100份；钛酸酯20份；CPP55份；滑石粉35份；POE15份；硬脂酸钙3份；偶联剂10份；钛白粉0.3份；硅灰石40份；UV-327为0.5份；抗氧剂3份；苯甲酸钠为3.5份；HDPE30份；DMTP0.5份；EPDM为25份。

4.根据权利要求1所述的一种汽车门板，其特征在于：所述偶联剂采用硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂。

5.根据权利要求1所述的一种汽车门板，其特征在于：所述抗氧剂采用抗氧剂7910或抗氧剂DCTP。

6.一种权利要求1所述汽车门板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的汽车门板的制备方法，其特征在于：所述第二步中的搅拌速度均为200-300转/分钟。

8.根据权利要求6所述的汽车门板的制备方法，其特征在于：所述第三步中挤出机为单螺杆挤出机。

9.根据权利要求6所述的汽车门板的制备方法，其特征在于：所述第四步中塑化温度为130-150℃。