CN105385043A - 一种汽车保险杠用聚丙烯复合物及其制备方法 - Google Patents

一种汽车保险杠用聚丙烯复合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车保险杠用聚丙烯复合物，包括以下组分及其重量百分数含量：聚丙烯26-65％，乙烯-辛烯无规共聚物15-25％，乙烯-辛烯嵌段共聚物10-25％，滑石粉10-20％，抗氧剂0-2％，加工助剂0-2％；本发明还公开了一种汽车保险杠用聚丙烯复合物的制备方法。与现有技术相比，本发明的复合物兼具良好的高温模量和低温模量，使得用该复合物生产的保险杠在高温和低温状态下的性能得到兼顾。

Description

一种汽车保险杠用聚丙烯复合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料及其成型加工领域，特别涉及一种汽车保险杠用聚丙烯复合物及其制备方法。
背景技术
聚丙烯材料由于其优异的性能价格比以及低密度在汽车轻量化的技术中发挥着重要作用。
汽车保险杠的作用一方面起装饰美观作用，另一方面在低速碰撞中保护车身，最主要的是对行人起最大的缓冲保护作用。因此，保险杠对材料的要求是必须要有足够高的高温模量和足够低的低温模量，这对汽车保险杠用聚丙烯材料提出了极高的要求。
目前汽车保险杠材料主要采用填充滑石粉增加刚性，添加乙烯-辛烯无规共聚物增加韧性，由于该乙烯-辛烯共聚物是无规共聚方法合成的，因此为保证高温状态下保险杠的高温模量，其添加量不能太多，而为保证低温模量，乙烯-辛烯无规共聚物的添加量必须足够高，因此，采用乙烯-辛烯无规共聚物改性聚丙烯，低温模量和高温模量不能兼顾。
所以，如何获得一种兼备低温模量和高温模量的聚丙烯材料是亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种汽车保险杠用聚丙烯复合物，该复合物兼具良好的高温模量和低温模量，使得用该复合物生产的保险杠在高温和低温状态下的性能得到兼顾。
本发明的另一个目的还在于提供了一种汽车保险杠用聚丙烯复合物的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案实施如下：
本发明的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物，其中，包括以下组分及其重量百分数含量：
上述的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物，其中，所述聚丙烯为熔体流动速率均为0.01-100g/10min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一种。
上述的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物，其中，所述乙烯-辛烯无规共聚物的流动速率为0.5-10g/10min。
上述的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物，其中，所述乙烯-辛烯嵌段共聚物的流动速率为0.5-10g/10min。
上述的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物，其中，所述抗氧剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类和杯芳烃类抗氧剂中的至少一种。
上述的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物，其中，所述加工助剂为低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类和酰胺类加工助剂中的至少一种。
上述的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物，其中，所述滑石粉的目数为3000-10000目。
本发明还提供了一种汽车保险杠用聚丙烯复合物的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照以下组分及其重量百分含量准备原材料：聚丙烯26-65％，乙烯-辛烯无规共聚物15-25％，乙烯-辛烯嵌段共聚物10-25％，滑石粉10-20％，抗氧剂0-2％，加工助剂0-2％；
步骤2：将聚丙烯、滑石粉、乙烯-辛烯无规共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、抗氧剂和加工助剂加入至双螺杆挤出机中熔融混合分散；
步骤3：将滑石粉通过失重式计量秤从侧喂料加入双螺杆挤出机，挤出造粒，得到最终的产品。
上述的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物的制备方法，其中，所述双螺杆挤出机的长径比为40:1。
上述的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物的制备方法，其中，所述双螺杆挤出机的各段温度设置在180-240℃。
本发明的有益效果如下：
1.乙烯-辛烯嵌段共聚物分子链由硬段和软段组成，硬段结构为聚乙烯嵌段，软段结构为乙烯-辛烯无规链段，这种嵌段结构的共聚物相比乙烯-辛烯无规共聚物，其低温韧性相当，而高温刚性则明显高于后者。所以，在现有技术的基础上添加一定量的乙烯-辛烯嵌段共聚物可以使得最终获得的聚丙烯复合物兼具高温模量和低温模量。
2.经过相关检测，采用本发明的聚丙烯材料制造的汽车保险杠满足汽车保险杠对制造原材料的要求。具体来说，本发明的聚丙烯材料具有以下的性能：拉伸强度≥13MPa，断裂延伸率≥200％，弯曲模量(-30℃)≤3000Mpa，弯曲模量(23℃)≥1500Mpa，弯曲模量(80℃)≥300Mpa，缺口冲击强度(23℃)≥50KJ/m2，缺口冲击强度(-30℃)≥5KJ/m2。
具体实施方式
下面将结合对比例和实施例，对本发明作进一步说明。
对比例1
将74kg聚丙烯、15kg乙烯-辛烯无规共聚物、0.2kg酚类抗氧剂、0.3kg亚磷酸酯类抗氧剂、0.5kg加工助剂加入至长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，再将10kg3000目滑石粉通过失重式计量秤从侧喂料加入双螺杆挤出机，挤出机各段温度设置在180-240℃，挤出造粒，最终得到产品。
对比例1的原料的型号和生产厂家见下表：
原料 型号 厂家
聚丙烯 BX3900 SK
乙烯-辛烯无规共聚物 DF610 三井化学
酚类抗氧剂 1010 汽巴
亚磷酸酯类抗氧剂 168 汽巴
加工助剂 EBS 花王
对比例1所获得的产品按照相应标准测试其性能，测试结果见下表：
性能 单位 测试标准 测试结果
拉伸强度 MPa ISO527/2-93 16.3
断裂伸长率 ％ ISO527/2-93 270
弯曲模量(-30℃) MPa ISO178/2-93 3550
弯曲模量(23℃) MPa ISO178/2-93 1590
弯曲模量(80℃) MPa ISO178/2-93 320
缺口冲击强度(23℃) KJ/m2 ISO179/2-93 53
缺口冲击强度(-30℃) KJ/m2 ISO179/2-93 5.1
对比例2
将64kg聚丙烯、25kg乙烯-辛烯无规共聚物、0.2kg酚类抗氧剂、0.3kg亚磷酸酯类抗氧剂、0.5kg加工助剂加入至长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，在将10kg3000目滑石粉通过失重式计量秤从侧喂料加入双螺杆挤出机，挤出机各段温度设置在180-240℃，挤出造粒，最终得到产品。
对比例2的原料的型号和生产厂家见下表：
原料 型号 厂家
聚丙烯 BX3900 SK
乙烯-辛烯无规共聚物 DF610 三井化学
酚类抗氧剂 1010 汽巴
亚磷酸酯类抗氧剂 168 汽巴
加工助剂 EBS 花王
对比例2所获得的产品按照相应标准测试其性能，测试结果见下表：
实施例1
将65kg聚丙烯、14kg乙烯-辛烯无规共聚物、10kg乙烯-辛烯嵌段共聚物、0.2kg酚类抗氧剂、0.3kg亚磷酸酯类抗氧剂、0.5kg加工助剂加入至长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，再将10kg3000目滑石粉通过失重式计量秤从侧喂料加入双螺杆挤出机，挤出机各段温度设置在180-240℃，挤出造粒，最终得到产品。
实施例1的原料的型号和生产厂家见下表：
原料 型号 厂家
聚丙烯 BX3900 SK
乙烯-辛烯无规共聚物 DF610 三井化学
乙烯-辛烯嵌段共聚物 Infuse 9507 陶氏化学
酚类抗氧剂 1010 汽巴
亚磷酸酯类抗氧剂 168 汽巴
加工助剂 EBS 花王
实施例1所获得的产品按照相应标准测试其性能，测试结果见下表：
性能 单位 测试标准 测试结果
拉伸强度 MPa ISO527/2-93 16.5
断裂伸长率 ％ ISO527/2-93 450
弯曲模量(-30℃) MPa ISO178/2-93 2760
弯曲模量(23℃) MPa ISO178/2-93 1641
弯曲模量(80℃) MPa ISO178/2-93 372
缺口冲击强度(23℃) KJ/m2 ISO179/2-93 57
缺口冲击强度(-30℃) KJ/m2 ISO179/2-93 5.8
实施例2
将58kg聚丙烯、10kg乙烯-辛烯无规共聚物、15kg乙烯-辛烯嵌段共聚物、0.5kg酚类抗氧剂、0.5kg亚磷酸酯类抗氧剂、1kg加工助剂硬脂酸锌加入至长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，再将15kg3000目滑石粉通过失重式计量秤从侧喂料加入双螺杆挤出机，挤出机各段温度设置在180-240℃，挤出造粒，最终得到产品。
实施例2的原料的型号和生产厂家见下表：
原料 型号 厂家
聚丙烯 BX3800 SK
乙烯-辛烯无规共聚物 7447 三井化学
乙烯-辛烯嵌段共聚物 Infuse 9517 陶氏化学
酚类抗氧剂 1010 汽巴
亚磷酸酯类抗氧剂 627A 汽巴
硬脂酸锌 花王
实施例2所获得的产品按照相应标准测试其性能，测试结果见下表：
性能 单位 测试标准 测试结果
拉伸强度 MPa ISO527/2-93 16.1
断裂伸长率 ％ ISO527/2-93 520
弯曲模量(-30℃) MPa ISO178/2-93 2852
弯曲模量(23℃) MPa ISO178/2-93 1696
弯曲模量(80℃) MPa ISO178/2-93 381
缺口冲击强度(23℃) KJ/m2 ISO179/2-93 60
缺口冲击强度(-30℃) KJ/m2 ISO179/2-93 6.1
实施例3
将51.5kg聚丙烯、5kg乙烯-辛烯无规共聚物7467、20kg乙烯-辛烯嵌段共聚物Infuse9100、1kg酚类抗氧剂、1kg亚磷酸酯类抗氧剂627A、1.5kg加工助剂硬脂酸钙在长径比为40:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，20kg5000目滑石粉通过失重式计量秤从侧喂料加入双螺杆挤出机，挤出机各段温度设置在180-240℃，挤出造粒，最终得到产品。
实施例3的原料的型号和生产厂家见下表：
实施例3所获得的产品按照相应标准测试其性能，测试结果见下表：
性能 单位 测试标准 测试结果
拉伸强度 MPa ISO527/2-93 15.3
断裂伸长率 ％ ISO527/2-93 470
弯曲模量(-30℃) MPa ISO178/2-93 2720
弯曲模量(23℃) MPa ISO178/2-93 1739
弯曲模量(80℃) MPa ISO178/2-93 395
缺口冲击强度(23℃) KJ/m2 ISO179/2-93 58
缺口冲击强度(-30℃) KJ/m2 ISO179/2-93 5.6
由对比例1和2我们可以看出，传统的无规共聚型乙烯/辛烯共聚物无法同时兼顾高温模量和低温模量，满足了高温模量，低温模量就会偏高，而满足了低温模量，高温模量就会偏低。同时，通过实施例1-3以及对比例1-2之间的对比，我们可以看到，乙烯/辛烯嵌段共聚物可以同时满足高温模量和低温模量，做到保险杠材料高温性能和低温性能的平衡。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种汽车保险杠用聚丙烯复合物，其特征在于，包括以下组分及其重量百分数含量：
2.如权利要求1所述的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物，其特征在于，所述聚丙烯为熔体流动速率均为0.01-100g/10min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一种。
3.如权利要求1所述的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物，其特征在于，所述乙烯-辛烯无规共聚物的流动速率为0.5-10g/10min。
4.如权利要求1所述的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物，其特征在于，所述乙烯-辛烯嵌段共聚物的流动速率为0.5-10g/10min。
5.如权利要求1所述的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物，其特征在于，所述抗氧剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类和杯芳烃类抗氧剂中的至少一种。
6.如权利要求1所述的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物，其特征在于，所述加工助剂为低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类和酰胺类加工助剂中的至少一种。
7.如权利要求1所述的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物，其特征在于，所述滑石粉的目数为3000-10000目。
8.一种如权利要求1-7中的任意一项所述的汽车保险杠用聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：按照以下组分及其重量百分含量准备原材料：聚丙烯26-65％，乙烯-辛烯无规共聚物15-25％，乙烯-辛烯嵌段共聚物10-25％，滑石粉10-20％，抗氧剂0-2％，加工助剂0-2％；
步骤2：将聚丙烯、滑石粉、乙烯-辛烯无规共聚物、乙烯-辛烯嵌段共聚物、抗氧剂和加工助剂加入至双螺杆挤出机中熔融混合分散；
步骤3：将滑石粉通过失重式计量秤从侧喂料加入双螺杆挤出机，挤出造粒，得到最终的产品。
9.如权利要求8所述的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的长径比为40:1。
10.如权利要求8所述的一种汽车保险杠用聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的各段温度设置在180-240℃。
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