CN105330979B - 一种无缝气囊仪表台用聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无缝气囊仪表台用聚丙烯材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明的原料包括以下重量份数的组分：共聚聚丙烯50‑70份，高熔体强度聚丙烯5‑15份，聚烯烃热塑性弹性体3‑10份，填充剂10‑30份，抗氧剂0.2‑1份，光稳定剂0.1‑0.5份，润滑剂0.2‑1份。本发明采用具有超高延伸率的高熔体强度聚丙烯与聚烯烃热塑性弹性体复合，在维持聚丙烯复合体系刚性的同时，具有优异的低温韧性，其‑30℃悬臂梁缺口冲击达到7KJ/m2以上，超过现有高端改性聚丙烯材料标准（GMW15340）的低温韧性要求，满足无缝气囊仪表台低温爆破韧性要求。

Description

一种无缝气囊仪表台用聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法，尤其是一种无缝气囊仪表台用聚丙烯材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
仪表台总成，简称仪表台，广泛应用于所有车辆和工程机械的驾驶室，主要由仪表板、乘客安全气囊总成、仪表、空调风管、杂物箱、装饰条、出风口等零件组成。作为汽车内饰件的重要组成部分，仪表台不仅体现汽车内饰外观风格，而且在行车发生危险时能配合安全气囊保护乘客人身安全。
目前，附带安全气囊汽车仪表台从结构上分类主要有两种：有缝气囊仪表台和无缝气囊仪表台。由于影响整车美观，有缝气囊仪表台逐渐被无缝气囊仪表台所替代。通过结构上弱化气囊区域，既能保证气囊正常开启，又无可视装接线。气囊爆破处预先进行弱化处理，从而当汽车碰撞时容易裂开，这也必然要求用于无缝气囊仪表台的聚丙烯材料具有更优低温韧性及高速拉伸下更高延伸率，才能使得气囊爆破时不至于出现尖锐形状的碎片。
目前，通用做法是在改性聚丙烯中引入大量热塑性弹性体，然而，由于大量橡胶组分存在，大大降低了聚丙烯材料原有刚性。已有专利CN 104109330 A提到采用更高细度的滑石粉，提高刚性，但是，矿物粉料细度越高，越容易团聚，造成矿物分散不良，产生其他问题，比如密度不均、注塑制件成品收缩率波动过大等等。
随着人们对汽车安全意识增强，可以预测到，各大主机厂对汽车无缝仪表台用聚丙烯材料低温爆破韧性要求将会进一步提高，因此，研制具有优异低温韧性及高延伸率聚丙烯新材料具有十分重要的现实意义。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明采用具有超高延伸率的高熔体强度聚丙烯与聚烯烃热塑性弹性体复合，显著提高聚丙烯延伸率，使其具有优异的低温韧性，满足无缝气囊仪表台低温爆破韧性要求，同时，提高体系刚性和耐热变形性，提供一种无缝气囊仪表台用聚丙烯材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种无缝气囊仪表台用聚丙烯材料，原料包括以下重量份数的组分：
共聚聚丙烯50-70份，
高熔体强度聚丙烯5-15份，
聚烯烃热塑性弹性体3-10份，
填充剂10-30份，
抗氧剂0.2-1份，
光稳定剂0.1-0.5份，
润滑剂0.2-1份。
更进一步，所述的共聚聚丙烯为乙烯-丙烯共聚物，熔融指数为5-30g/10min；优选熔融指数为10-20g/10min的共聚聚丙烯；
更进一步，所述高熔体强度聚丙烯具有长支链结构且多分散性系数大于4，熔体强度大于等于20cN，优选分散系数为5，熔体强度为30cN的聚丙烯；
更进一步，所述聚烯烃热塑性弹性体为乙烯-丁烯共聚物，乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯类三元共聚物中的一种，优选乙烯-辛烯共聚物。
更进一步，所述填充剂为滑石粉、碳酸钙、云母中的一种，优选1250-3000目滑石粉。
更进一步，所述的抗氧剂分为主抗氧剂和辅抗氧剂，按照2：3的重量比例添加，所述主抗氧剂选自受阻酚类和硫酯类抗氧剂中的一种，优选主抗氧化剂为1010；辅抗氧剂剂选自亚磷酸盐类和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种，优选辅抗氧化剂为168。
更进一步，所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮、硬脂酸酰胺、聚乙烯蜡中的一种，优选硬脂酸钙。
更进一步，所述光稳定剂为光稳定剂3808、光稳定剂770、光稳定剂944中的一种，优选光稳定剂3808；
一种无缝气囊仪表台用聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一:按照重量份数将共聚聚丙烯50-70份，高熔体强度聚丙烯5-15份，聚烯烃热塑性弹性体3-10份，抗氧剂0.2-1份，光稳定剂0.1-0.5份，润滑剂0.2-1份放入高速混合机中混合4-7min，得到以上诸组分混合物；
步骤二：将步骤一中所得到的混合物通过主喂料料斗加入到双螺杆挤出机中，进行塑化；同时，将填充剂10-30份通过侧喂料口加入到双螺杆挤出机料筒中，经过挤出、牵条、风干、造粒程序，得到无缝气囊仪表台用聚丙烯材料；
更进一步，所述步骤二中，双螺杆挤出机料筒温度为I区：160-180℃、II区：200-210℃、III区：215-225℃、IV区：210-220℃、V区：210-220℃、VI区：210-220℃、VII区:210-220℃、VIII区:200-215℃、IX区200-210℃，螺杆转速400r/min。
有益效果
与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
1、本发明采用具有超高延伸率的高熔体强度聚丙烯与聚烯烃热塑性弹性体复合，显著提高聚丙烯延伸率，获得更优异的低温韧性，其-30℃悬臂梁缺口冲击达到7KJ/m2以上，超过现有高端改性聚丙烯材料标准(GMW15340)的低温韧性要求(6.5KJ/m2)，满足无缝气囊仪表台低温爆破韧性要求；
2、使用高熔体强度聚丙烯替代聚烯烃弹性体，能够在最大限度维持聚丙烯复合体系优异韧性情况下，提高体系刚性和耐热变形性，同时，本发明产品的VOC含量更低，有效改善汽车车内空气质量。
3、本发明提供该材料的制备方法，工艺简单，生产成本低，效率高、易于实现工业化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
将熔融指数为5g/10min的共聚聚丙烯50份，分散系数为5且熔体强度为30cN的高熔体强度聚丙烯15份，乙烯-辛烯共聚物3份，抗氧剂10100.4份、抗氧剂1680.6份，光稳定剂38080.5份，硬脂酸钙0.5份放入高速混合机中混合4min，得到以上诸组分混合物；将所得到的混合物通过主喂料料斗加入到双螺杆挤出机中，进行塑化；同时，将滑石粉30份通过侧喂料口加入到双螺杆挤出机料筒中，经过挤出、牵条、风干、造粒等程序，得到无缝气囊仪表台用聚丙烯材料；其中，双螺杆挤出机料筒温度为I区：160℃、II区：200℃、III区：215℃、IV区：210℃、V区：210℃、VI区：210℃、VII区:210℃、VIII区:200℃、IX区200℃，螺杆转速400r/min。。
实施例2
将熔融指数为10g/10min的共聚聚丙烯70份，分散系数为4且熔体强度为26cN的高熔体强度聚丙烯5份，乙烯-丁烯共聚物10份，抗氧剂10100.08份、抗氧剂1680.12份，光稳定剂9440.1份，硬脂酸酰胺1份放入高速混合机中混合6min，得到以上诸组分混合物；将所得到的混合物通过主喂料料斗加入到双螺杆挤出机中，进行塑化；同时，将碳酸钙13.7份通过侧喂料口加入到双螺杆挤出机料筒中，经过挤出、牵条、风干、造粒等程序，得到无缝气囊仪表台用聚丙烯材料；其中，双螺杆挤出机料筒温度为I区：180℃、II区：210℃、III区：225℃、IV区：220℃、V区：220℃、VI区：220℃、VII区:220℃、VIII区:215℃、IX区：210℃，螺杆转速400r/min。
实施例3
将熔融指数为20g/10min的共聚聚丙烯70份，分散系数为6且熔体强度为36cN的高熔体强度聚丙烯13份，乙烯-辛烯共聚物6份，抗氧剂10100.2份、抗氧剂1680.3份，光稳定剂7700.3份，硅酮0.2份放入高速混合机中混合7min，得到以上诸组分混合物；将所得到的混合物通过主喂料料斗加入到双螺杆挤出机中，进行塑化；同时，将云母10份通过侧喂料口加入到双螺杆挤出机料筒中，经过挤出、牵条、风干、造粒等程序，得到无缝气囊仪表台用聚丙烯材料；其中，双螺杆挤出机料筒温度为I区：165℃、II区：210℃、III区：220℃、IV区：220℃、V区：220℃、VI区：215℃、VII区:215℃、VIII区:215℃、IX区210℃，螺杆转速400r/min。
实施例4
将熔融指数为30g/10min的共聚聚丙烯63份，分散系数为5且熔体强度为29cN的高熔体强度聚丙烯10份，乙烯-丙烯-二烯类三元共聚物5份，抗氧剂10100.4份、抗氧剂1680.6份，光稳定剂38080.5份，硬脂酸钙0.5份放入高速混合机中混合3min，得到以上诸组分混合物；将所得到的混合物通过主喂料料斗加入到双螺杆挤出机中，进行塑化；同时，将滑石粉20份通过侧喂料口加入到双螺杆挤出机料筒中，经过挤出、牵条、风干、造粒等程序，得到无缝气囊仪表台用聚丙烯材料；其中，双螺杆挤出机料筒温度为I区：165℃、II区：205℃、III区：215℃、IV区：220℃、V区：215℃、VI区：215℃、VII区:215℃、VIII区:200℃、IX区200℃，螺杆转速400r/min。
对上述实施例的聚丙烯合金材料产品进行检测，检测结果如表1所示。
表1 本发明产品实施例性能表
从上表中，可以看出，四个实施例产品均具有超高延伸率，低温冲击强度均超过8kJ/m2，超过了GMW15340低温冲击要求，同时，体系具有优异的刚性和耐热变形性。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无缝气囊仪表台用聚丙烯材料，其特征在于：包括以下重量份数的组分：
共聚聚丙烯50-70份，
高熔体强度聚丙烯5-15份，
聚烯烃热塑性弹性体3-10份，
填充剂10-30份，
抗氧剂0.2-1份，
光稳定剂0.1-0.5份，
润滑剂0.2-1份；
所述共聚聚丙烯为乙烯-丙烯共聚物，熔融指数为5-30g/10min；
所述高熔体强度聚丙烯具有长支链结构且多分散性系数大于4，熔体强度大于等于20cN；
所述填充剂为1250-3000目滑石粉。
2.根据权利要求1所述无缝气囊仪表台用聚丙烯材料，其特征在于：所述聚烯烃热塑性弹性体为乙烯-丁烯共聚物，乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯类三元共聚物中的一种。
3.根据权利要求1所述无缝气囊仪表台用聚丙烯材料，其特征在于：所述抗氧剂分为主抗氧剂和辅抗氧剂，按照2：3的重量比例添加，所述主抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂和硫酯类抗氧剂中的一种；辅抗氧剂选自亚磷酸盐类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种。
4.根据权利要求3所述无缝气囊仪表台用聚丙烯材料，其特征在于：所述主抗氧剂为1010；所述辅抗氧化剂为168。
5.根据权利要求1所述无缝气囊仪表台用聚丙烯材料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮、硬脂酸酰胺、聚乙烯蜡中的一种。
6.根据权利要求1所述无缝气囊仪表台用聚丙烯材料，其特征在于：所述光稳定剂为光稳定剂3808、光稳定剂770、光稳定剂944中的一种。
7.根据权利要求1-6任一项所述无缝气囊仪表台用聚丙烯材料，其特征在于：所述的无缝气囊仪表台用聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一:按照重量份数将共聚聚丙烯50-70份，高熔体强度聚丙烯5-15份，聚烯烃热塑性弹性体3-10份，抗氧剂0.2-1份，光稳定剂0.1-0.5份，润滑剂0.2-1份放入高速混合机中混合4-7min，得到以上诸组分混合物；
步骤二：将步骤一中所得到的混合物通过主喂料料斗加入到双螺杆挤出机中，进行塑化；同时，将填充剂10-30份通过侧喂料口加入到双螺杆挤出机料筒中，经过挤出、牵条、风干、造粒程序，得到无缝气囊仪表台用聚丙烯材料。
8.根据权利要求7所述无缝气囊仪表台用聚丙烯材料，其特征在于：所述步骤二中，双螺杆挤出机料筒温度为I区：160-180℃、II区：200-210℃、III区：215-225℃、IV区：210-220℃、V区：210-220℃、VI区：210-220℃、VII区:210-220℃、VIII区:200-215℃、IX区200-210℃，螺杆转速400r/min。
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