CN104744814A - 一种车用聚丙烯增韧波纹管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车用聚丙烯增韧波纹管及其制备方法，由以下重量份数的原料制成：聚丙烯100-120份、聚乙烯辛烯共弹性体6-12份、四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)3-6份、三氧化二锑1.5-3份、色母0.5-2份和抗氧化剂2-5份;本发明的波纹管为车用波纹管，为解决聚丙烯车用波纹管韧性存在的问题，结合车用波纹管材的阻燃，抗老化，耐高低温等特殊要求，从整体上来做配方的调整，以求达到整体上提高聚丙烯车用波纹管的韧性，使用本发明的配方制得的波纹管，经增韧改性后，其强度及韧度兼备，除具能满足其适当的加工安装等强度要求外，其弯曲性、耐磨性，抗高低温性能，阻燃性能，成型加工性能均佳。

Description

一种车用聚丙烯增韧波纹管及其制备方法
技术领域
本发明涉及波纹管材料技术领域，具体涉及一种车用聚丙烯增韧波纹管及其制备方法。
背景技术
波纹管是一种使用广泛的工业产品，其在机械制造、石油化工、仪器仪表和各类工程上得到广泛应用，近年来，已扩展到航天、航空、造船、交通运输及新新型建筑等部门，具有广阔的应用前景。汽车波纹管是一个在汽车轻量化背景条件下极具有发展前景的产业。目前国内外的相关生产企业很多，但整体质量良莠不齐，随着市场的进一步发展和成熟，必然对质量的要求也越来越高。目前车用波纹管以聚丙烯（PP）及聚酰氨（PA）为主要原料，由于PP车用波纹管具有生产成本及性能方面的独特优势，其使用更为广泛。
    然而，目前的聚丙烯车用波纹管面临着下面几个普遍性的问题：第一：开口波纹管叠口及张口现象；第二：波纹管开口受力后回弹力差。第三：管外壁喷霜问题。这些问题各有产生的机制原因，但从根本上讲，问题的产生都于材料的应力及韧性问题相关联。通常而言，对于聚丙烯材料来说韧性是表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，韧性越好，则发生脆性断裂的可能性越小。如何有效提高产品的韧性同时又不材料的其它性能受到影响，是整体塑料材料行业面对的一个具有共性的问题，例如，在建筑等管材生产企业在生产上有一些相对通用有效的方法用于改善产品韧性等方面的力学性能，然而这些方法并不能硬套在汽车波纹管生产上。车用波纹管的管径与管壁厚的比在25～70之间，尽管这一数值与常规的工程用管材的比例大至相当，但因汽车波纹管壁厚度大多在0.2mm到0.5mm之间，属于薄壁管材，在如此薄壁厚的管材上增韧，其在增韧剂的原材料配比调整方面则有更精细化的要求。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种车用聚丙烯增韧波纹管及其制备方法，该波纹管强度及韧度兼备，除了能满足其适当的加工安装等强度要求外，其弯曲性、耐磨性，抗高低温性能，阻燃性能，成型加工性能均佳；同时，因产品采用“后混”的方法，可以有效简化生产艺，增强操作性，方便大规模生产，并降低生产成本。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种车用聚丙烯增韧波纹管，由以下重量份数的原料制成：聚丙烯100-120份、聚乙烯辛烯共弹性体6-12份、四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)3-6份、三氧化二锑1.5-3份、色母0.5-2份和抗氧化剂2-5份;
所述抗氧化剂包括主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体,主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体之间的重量比为1:3:4。
一种车用聚丙烯增韧波纹管，由以下重量份数的原料制成：聚丙烯100份、聚乙烯辛烯共弹性体10份、四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)4份、三氧化二锑2份、色母1份和抗氧化剂3.2份。
所述的聚丙烯为PP K8303、PP K8003以及其它适合于挤塑的聚丙烯。
所述的抗氧化剂基体为聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚乙烯或聚乙烯辛烯共弹性体。
一种车用聚丙烯增韧波纹管的制备方法，按照重量份数取聚丙烯100-120份、聚乙烯辛烯共弹性体6-12份、四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)3-6份、三氧化二锑1.5-3份、色母0.5-2份和抗氧化剂2-5份，将上述原料混合后，送入单螺杆挤出机，经过熔融共混、挤出、定模、水冷即得到波纹管成品；
所述抗氧化剂包括主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体,主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体之间的重量比为1:3:4，将上述三种原料按比例混合后，造粒即得到抗氧化剂。
    一种车用聚丙烯增韧波纹管的制备方法，按照重量份数取聚丙烯100份、聚乙烯辛烯共弹性体10份、四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)4份、三氧化二锑2份、色母1份、主抗氧剂1010 0.4份、硫代丙二酸双十二烷酯1.2份和抗氧化剂基体1.6份，将上述原料混合后，送入单螺杆挤出机，经过熔融共混、挤出、定模、水冷即得到波纹管成品。
所述抗氧化剂包括主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体,主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体之间的重量比为1:3:4，将上述三种原料按比例混合后，造粒即得到抗氧化剂。
所述的抗氧化剂基体为聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚乙烯或聚乙烯辛烯共弹性体。
有益效果
本发明的波纹管为车用波纹管，为解决现有聚丙烯车用波纹管韧性存在的问题，结合车用波纹管材的阻燃，抗老化，耐高低温等特殊要求，从整体上对波纹管配方进行调整，使最终制得的波纹管强度及韧度兼备，除具能满足其适当的加工安装等强度要求外，其弯曲性、耐磨性，抗高低温性能，阻燃性能，成型加工性能均佳，并且该波纹管使用到的原料较少，助剂的种类少且用量低，波纹管的制造成本较低，便于推广利用。
具体实施方式
实施例1
一种车用聚丙烯增韧波纹管，由以下重量份数的原料制成：聚丙烯（PP K8303）100份、聚乙烯辛烯共弹性体6份、四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)3份、三氧化二锑1.5份、色母0.5份和抗氧化剂2份;所述抗氧化剂包括主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体（聚氯乙烯）,主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体之间的重量比为1:3:4。
从理论上讲，添加弹性体如POE，EVA等可以用于增加产品的韧性。要想使材料的韧性达到理想的效果，加入弹性体（如POE）的量应有十分严格的要求，因为POE的引入，必然使其氧指数下降，为了同时使产品达到相应的UF94 F-V0标准的阻燃要求，在不改变阻燃剂现有成份的情况下，就需要加大阻燃剂的量。这又会加重波纹管外壁喷霜现象（主要分析是因为阻燃剂配方中主阻燃分子及Sb2O3与材料的结合力不佳，以及主阻燃分子和Sb2O3在材料中的分散度不佳等原因造成）。所以，在生产中单一方面的调整有时不但不能有效的解决问题，反而会间接产生一些新的质量以及效率上的问题。
一种车用聚丙烯增韧波纹管的制备方法，按照重量份数取聚丙烯（PP K8303）100份、聚乙烯辛烯共弹性体6份、四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)3份、三氧化二锑1.5份、色母0.5份和抗氧化剂2份，将上述原料混合后，送入单螺杆挤出机，经过熔融共混、挤出、定模、水冷即得到波纹管成品；
所述抗氧化剂包括主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体（聚氯乙烯）,主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体之间的重量比为1:3:4，将上述三种原料按比例混合后，造粒即得到抗氧化剂。
按照GB/T 1.1—2000和GB/T 1.2—2002的要求，本发明制得的波纹管产品均可达到相关技术要求，例如测试性能采用：GB 10592-2008 高低温试验箱技术条件及GB/4609-84 塑料燃烧性能试验方法一垂直燃烧法等方法对产品进行测试，结果证明，符合相关要求。
韧性测试
选取普通的波纹管NP- 16*600（1#）以及实施例1制得的波纹管NP-16*600（2#）进行对比测试，分别截取样品管60mm及80mm各一份，进行横向恢复性韧性测试，测试分两种情况下进行
方案1：
取约宽度16mm支撑物，取60mm两种样品分别进行单向推送测试，单个样品管进行同向三次推送，静置样品管15min，观测并记录样品管的横向恢复情况；
方案2：
取约宽度16mm支撑物，取80mm两种样品分别进行定点撑开测试，撑开时间固定为2min，静置样品管15min，观测并记录样品管的横向恢复情况；
测试结果
NP-16*600（1#）与NP-16*600（2#）相比，单向推送测试以及定点撑开测试中，NP-16*600（2#）的开口恢复率明显高于NP-16*600（1#）的开口恢复率, 本发明制得的波纹管较之没有经过韧性增强的波纹管，其韧性有明显提高。
实施例2
一种车用聚丙烯增韧波纹管，由以下重量份数的原料制成：聚丙烯120份、聚乙烯辛烯共弹性体12份、四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)6份、三氧化二锑3份、色母2份和抗氧化剂5份;所述抗氧化剂包括主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体（聚乙烯）,主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体之间的重量比为1:3:4。
一种车用聚丙烯增韧波纹管的制备方法，按照重量份数取聚丙烯120份、聚乙烯辛烯共弹性体12份、四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)6份、三氧化二锑3份、色母2份和抗氧化剂5份，将上述原料混合后，送入单螺杆挤出机，经过熔融共混、挤出、定模、水冷即得到波纹管成品；
所述抗氧化剂包括主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体（聚乙烯）,主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体之间的重量比为1:3:4，将上述三种原料按比例混合后，造粒即得到抗氧化剂。
实施例3
一种车用聚丙烯增韧波纹管，由以下重量份数的原料制成：聚丙烯100份、聚乙烯辛烯共弹性体10份、四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)4份、三氧化二锑2份、色母1份和抗氧化剂3.2份;所述抗氧化剂包括主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体（乙烯-醋酸乙烯共聚物）,主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体之间的重量比为1:3:4。
一种车用聚丙烯增韧波纹管的制备方法，按照重量份数取聚丙烯100份、聚乙烯辛烯共弹性体10份、四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)4份、三氧化二锑2份、色母1份和抗氧化剂3.2份，将上述原料混合后，送入单螺杆挤出机，经过熔融共混、挤出、定模、水冷即得到波纹管成品；
所述抗氧化剂包括主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体（乙烯-醋酸乙烯共聚物）,主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体之间的重量比为1:3:4，将上述三种原料按比例混合后，造粒即得到抗氧化剂。

Claims (8)

1.一种车用聚丙烯增韧波纹管，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：聚丙烯100-120份、聚乙烯辛烯共弹性体6-12份、四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)3-6份、三氧化二锑1.5-3份、色母0.5-2份和抗氧化剂2-5份;
所述抗氧化剂包括主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体,主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体之间的重量比为1:3:4。
2.如权利要求1所述的一种车用聚丙烯增韧波纹管，其特征在于：由以下重量份数的原料制成：聚丙烯100份、聚乙烯辛烯共弹性体10份、四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)4份、三氧化二锑2份、色母1份和抗氧化剂3.2份。
3.如权利要求1或2所述的一种车用聚丙烯增韧波纹管，其特征在于：所述的聚丙烯为PP K8303、PP K8003或其它适合于挤塑的聚丙烯。
4.如权利要求1或2所述的一种车用聚丙烯增韧波纹管，其特征在于：所述的抗氧化剂基体为聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚乙烯或聚乙烯辛烯共弹性体。
5.如权利要求1所述的一种车用聚丙烯增韧波纹管的制备方法，其特征在于：按照重量份数取聚丙烯100-120份、聚乙烯辛烯共弹性体6-12份、四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)3-6份、三氧化二锑1.5-3份、色母0.5-2份和抗氧化剂2-5份，将上述原料混合后，送入单螺杆挤出机，经过熔融共混、挤出、定模、水冷即得到波纹管成品；
所述抗氧化剂包括主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体,主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体之间的重量比为1:3:4，将上述三种原料按比例混合后，造粒即得到抗氧化剂。
6. 如权利要求5所述的一种车用聚丙烯增韧波纹管的制备方法，其特征在于：按照重量份数取聚丙烯100份、聚乙烯辛烯共弹性体10份、四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)4份、三氧化二锑2份、色母1份、主抗氧剂1010 0.4份、硫代丙二酸双十二烷酯1.2份和抗氧化剂基体1.6份，将上述原料混合后，送入单螺杆挤出机，经过熔融共混、挤出、定模、水冷即得到波纹管成品。
7.所述抗氧化剂包括主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体,主抗氧剂1010、硫代丙二酸双十二烷酯和抗氧化剂基体之间的重量比为1:3:4，将上述三种原料按比例混合后，造粒即得到抗氧化剂。
8.如权利要求5或6所述的一种车用聚丙烯增韧波纹管，其特征在于：所述的抗氧化剂基体为聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚乙烯或聚乙烯辛烯共弹性体。
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