CN107603006A - 汽车外覆盖件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种汽车外覆盖件及其制造方法，所述汽车外覆盖件的原料按重量份计包括：聚丙烯60～80份、无机填料28～33份、增韧剂4～6份、抗氧剂0.5～1.0份以及添加剂0.5～1.0份。本发明的汽车外覆盖件的力学性能例如弯曲模量和冲击强度均得到了较大的提高，材料的刚韧平衡性较好，能较好的应用在汽车的外覆盖件上，并可作为相应的强度支撑件。并且，上述技术方案中的汽车外覆盖件，制备工艺简单，无需特殊设备，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及高分子化学材料技术领域，尤其涉及一种汽车外覆盖件及其 制造方法。
背景技术
目前，常规的钣金车身汽车外覆盖件(如翼子板等零件)多采用金属材 料制造，密度为7.83g/cm3，厚度为0.65mm，这种翼子板存在零件质量重的缺 点，不符合轻量化需求。同时，安装时不符合人机工程要求、零件制作成本 较高，即便通过减薄钣金厚度和精简设计结构也已经不能满足轻量化需求。 而聚丙烯(Polypropylene，PP)是一种成本低、性能优异、用途广泛的高分 子材料，由于其很容易进行填充改性，在改性后提高力学性能，且耐腐蚀， 因此聚丙烯成为非常广泛的树脂材料，尤其在汽车制造领域使用广泛。
但是，目前作为汽车行业内的典型材料PP+EPDM-TD20材料，其材料的 刚性和韧性虽然达到了汽车内外饰件的使用要求，但是其刚韧平衡性还有待 得到进一步的改善。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种汽车外覆盖件及其制造方法，旨在提供一 种刚韧平衡性较好的汽车外覆盖件材料，以解决现有的汽车汽车外覆盖件零 件质量重以及安装不方便的问题。
为实现上述目的，本发明提出的汽车外覆盖件，所述汽车外覆盖件的原 料按重量份计包括聚丙烯60～80份、无机填料28～33份、增韧剂4～6份、抗 氧剂0.5～1.0份以及添加剂0.5～1.0份。
优选地，所述聚丙烯的重量份为60～70份。
优选地，所述无机填料包括碳酸钙、云母和滑石粉中的至少一种。
优选地，所述增韧剂为POE。
优选地，所述抗氧剂包括主抗氧剂，所述主抗氧剂包括抗氧剂3114、抗 氧剂1010以及DSTP中的至少一种。
优选地，所述抗氧剂还包括辅抗氧剂，所述辅抗氧剂包括抗氧剂618和 抗氧剂168中的至少一种。
优选地，所述添加剂包括耐热老化剂。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种汽车外覆盖件的制造方法， 所述汽车外覆盖件的制造方法包括以下步骤：
将按重量份计的聚丙烯60～80份、无机填料28～33份以及增韧剂4～6份 加入搅拌机中充分混合后，得到预混合料；
向预混合料中加入重量份为0.5～1.0份的抗氧剂以及0.5～1.0份的添加剂 混合后得到混合料；
向混合料中加入0.1～0.3份润滑剂后加入螺杆挤出机，经熔融挤出造粒得 到母粒；
将经过螺杆挤出机得到的母粒放入注塑机内经注塑成型得到汽车外覆盖 件。
优选地，在所述螺杆挤出机内熔融挤出造粒得到母粒的过程中，熔融温 度为200～230℃，整个挤出过程的时间为2～3分钟，压力为12～18MPa。
优选地，所述搅拌机的转速为200～400r/min。
本发明技术方案中，汽车外覆盖件的原料按重量份计包括：聚丙烯60～80 份、无机填料28～33份、增韧剂4～6份、抗氧剂0.5～1.0份以及添加剂0.5～1.0 份。本发明的PP材料的力学性能例如弯曲模量和冲击强度均得到了较大的提 高，材料的刚韧平衡性较好，能较好地应用在汽车的汽车外覆盖件上。并且， 上述技术方案中的汽车外覆盖件，制备工艺简单，无需特殊设备，适合工业 化生产。
具体实施例
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全 部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、 后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情 况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数 量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少 一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个， 三个等，除非另有明确具体的限定。
并且，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以 本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无 法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范 围之内。
下面结合一些实施例与对比例对本发明作进一步说明。以下实施例只是 本发明的典型例，本发明的保护范围并不局限于此。
本发明提供一种汽车外覆盖件及其制造方法，旨在提供一种刚韧平衡性 较好的汽车外覆盖件材料以解决现有的汽车外覆盖件零件质量重以及安装不 方便的问题。
本发明提供的一种汽车外覆盖件，所述汽车外覆盖件的原料按重量份计 包括：
聚丙烯60～80份、无机填料28～33份、增韧剂4～6份、抗氧剂0.5～1.0份 以及添加剂0.5～1.0份。利用本发明制备得到的聚丙烯复合材料，刚韧平衡性 较好，其刚性得到较大的提升，同时也体现出较好的韧性，可很好的充当汽 车上的汽车外覆盖件。
其中，无机填料包括包括碳酸钙、云母和滑石粉中的至少一种，通过加 入无机填料，能够增加聚丙烯复合材料的刚性和韧性。增韧剂为POE，加入 POE作为聚丙烯复合材料的增韧剂，以降低复合材料脆性和提高复合材料抗 冲击性能。优选地，该POE为线形乙烯-辛烯共聚物
进一步地，抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂的一种或两种混合，其中 的主抗氧剂为英国ICE公司产的DSTP，商品牌号为Negonox DSTP，化学名 称为硫代二丙酸十八酯，或Ciba公司产的抗氧剂3114，商品牌号为Irganox 3114，化学名称为3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯，或者抗氧剂3114中 的一种或是几种组合。辅抗氧剂为Ciba公司产的抗氧剂168，商品牌号为 Irgafos 168，化学名称为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯或者是抗氧剂618 中的一种或是两种。增韧剂POE为线性乙烯-辛烯共聚物，其密度为 0.86～0.90g/cm3，在190℃，2.16kg的测试条件下，熔融指数为0.5～10g/l0min。
进一步地，本实施例中的添加剂包括耐热老化剂，以提高材料的耐热老 化性能。当然，在其他实施例中，添加剂还包括润滑剂、偶联剂等等。具体 可根据需要进行添加。
另外，本发明还提高一种汽车外覆盖件的制造方法，汽车外覆盖件的制 造方法包括以下步骤：
将按重量份计的聚丙烯60～80份、无机填料28～33份以及增韧剂4～6份 加入搅拌机中充分混合后，得到预混合料；
向预混合料中加入重量份为0.5～1.0份的抗氧剂以及0.5～1.0份的添加剂 混合后得到混合料；
向混合料中加入0.1～0.3份润滑剂后加入螺杆挤出机，经熔融挤出造粒得 到母粒；
将经过螺杆挤出机得到的母粒放入注塑机内经注塑成型得到汽车外覆盖 件。
本实施例中的螺杆挤出机优选为双螺杆挤出机，所用到的润滑剂为白油。
进一步地，在所述螺杆挤出机内熔融挤出造粒得到母粒的过程中，熔融 温度为200～230℃，整个挤出过程的时间为2～3分钟，压力为12～18MPa。
优选地，所选用的双螺杆挤出机的工艺参数依次为：一区200～210℃， 二区210～220℃，三区220～230℃，四区215～225℃。
其中，搅拌机的转速为200～400r/min。
以下将通过多个实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明。若无说 明，所有原料等均可从市场购得或是本行业常用的。
以下实施例中，汽车外覆盖件材料的机械性能和热性能采用以下的测试 方法测试得到：材料的各个组分的灰分采用GB/T 9345.1-2008塑料-灰分测量 方法检测，材料的各个组分的密度采用GB/T 1033.1-2008的方法测量得到， 拉伸屈服应力以及断裂拉伸应变均采用GB/T 1040.1/2-2006测试方法检测，弯 曲强度和弯曲模量采用GB/T 9341-2008检测，悬梁臂缺口冲击强度采用 GB/T1843-2008检测，负荷变形温度采用GB/T 1634.1/2-2004检测，熔体质量 流动速率采用GB/T 3682-2000检测。具体地可参见表1中所述的各个性能的 测试方法和测试条件。
本实施例中的聚丙烯均是采用市面上常用的聚丙烯材料。实施例1～实施 例5均是以聚丙烯A为原料制备的聚丙烯复合材料，仅仅只是改变了在汽车 外覆盖件的原料中聚丙烯的配比。为了进一步验证不同的聚丙烯原材料对用 于制作汽车外覆盖件的聚丙烯复合材料性能的影响，采用不同厂家的聚丙烯 进行了实施例6～实施例7的实验，不同厂家的聚丙烯分别是聚丙烯B以及聚 丙烯C，并测量得到相应的聚丙烯复合材料的性能数据。由实施例2、实施例 6以及实施例7作为三组对比实验，以测试不同的聚丙烯材料对得到的聚丙烯 复合材料的性能的影响。
下面实施例中所选用的双螺杆挤出机的工艺参数依次为：一区210℃，二 区220℃，三区230℃，四区225℃；整个挤出过程的停留时间为2分钟，压 力为16MPa。
表1实施例1～实施例7的测试方法和条件
实施例1
(1)称取60份的聚丙烯A，33.5份的碳酸钙以及5份的增韧剂POE加 入到高速搅拌机中充分混合1～2分钟，得到预混合料，其中，原料按重量份 计；
(2)向预混合料中加入重量配比为0.6份的抗氧剂以及0.7份的添加剂 混合3～4分钟得到混合料；
(3)向混合料中加入0.2份的白油后加入双螺杆挤出机，经熔融挤出造 粒得到成品，其工艺控制条件为：一区210℃，二区220℃，三区230℃，四 区225℃；整个挤出过程的停留时间为2分钟，压力为16MPa。
实施例2
(1)称取65份的聚丙烯A，28.5份的碳酸钙以及5份的增韧剂POE加 入到高速搅拌机中充分混合1～2分钟，得到预混合料，其中，原料按重量份 计；
(2)向预混合料中加入重量配比为0.6份的抗氧剂以及0.7份的添加剂 混合3～4分钟得到混合料；
(3)向混合料中加入0.2份的白油后加入双螺杆挤出机，经熔融挤出造 粒得到成品，其工艺控制条件为：一区210℃，二区220℃，三区230℃，四 区225℃；整个挤出过程的停留时间为2分钟，压力为16MPa。
实施例3
(1)称取70份的聚丙烯A，23.5份的碳酸钙以及5份的增韧剂POE加 入到高速搅拌机中充分混合1～2分钟，得到预混合料，其中，原料按重量份 计；
(2)向预混合料中加入重量配比为0.6份的抗氧剂以及0.7份的添加剂 混合3～4分钟得到混合料；
(3)向混合料中加入0.2份的白油后加入双螺杆挤出机，经熔融挤出造 粒得到成品，其工艺控制条件为：一区210℃，二区220℃，三区230℃，四 区225℃；整个挤出过程的停留时间为2分钟，压力为16MPa。
实施例4
(1)称取75份的聚丙烯A，18.5份的碳酸钙以及5份的增韧剂POE加 入到高速搅拌机中充分混合1～2分钟，得到预混合料，其中，原料按重量份 计；
(2)向预混合料中加入重量配比为0.6份的抗氧剂以及0.7份的添加剂 混合3～4分钟得到混合料；
(3)向混合料中加入0.2份的白油后加入双螺杆挤出机，经熔融挤出造 粒得到成品，其工艺控制条件为：一区210℃，二区220℃，三区230℃，四 区225℃；整个挤出过程的停留时间为2分钟，压力为16MPa。
对得到的PP材料进行性能测试，得到的结果如表2所示。
实施例5
(1)称取80份的聚丙烯A，13.5份的碳酸钙以及5份的增韧剂POE加 入到高速搅拌机中充分混合1～2分钟，得到预混合料，其中，原料按重量份 计；
(2)向预混合料中加入重量配比为0.6份的抗氧剂以及0.7份的添加剂 混合3～4分钟得到混合料；
(3)向混合料中加入0.2份的白油后加入双螺杆挤出机，经熔融挤出造 粒得到成品，其工艺控制条件为：一区210℃，二区220℃，三区230℃，四 区225℃；整个挤出过程的停留时间为2分钟，压力为16MPa。
对得到的PP材料进行性能测试，得到的结果如表2所示。
实施例6
(1)称取65份的聚丙烯B，28.5份的碳酸钙以及5份的增韧剂POE加 入到高速搅拌机中充分混合1～2分钟，得到预混合料，其中，原料按重量份 计；
(2)向预混合料中加入重量配比为0.6份的抗氧剂以及0.7份的添加剂 混合3～4分钟得到混合料；
(3)向混合料中加入0.2份的白油后加入双螺杆挤出机，经熔融挤出造 粒得到成品，其工艺控制条件为：一区210℃，二区220℃，三区230℃，四 区225℃；整个挤出过程的停留时间为2分钟，压力为16MPa。
对得到的PP材料进行性能测试，得到的结果如表2所示。
实施例7
(1)称取65份的聚丙烯C，28.5份的碳酸钙以及5份的增韧剂POE加 入到高速搅拌机中充分混合1～2分钟，得到预混合料，其中，原料按重量份 计；
(2)向预混合料中加入重量配比为0.6份的抗氧剂以及0.7份的添加剂 混合3～4分钟得到混合料；
(3)向混合料中加入0.2份的白油后加入双螺杆挤出机，经熔融挤出造 粒得到成品，其工艺控制条件为：一区210℃，二区220℃，三区230℃，四 区225℃；整个挤出过程的停留时间为2分钟，压力为16MPa。
对通过上述实施例得到的聚丙烯复合材料进行性能测试，得到的结果如 表2所示。
表2实施例1～实施例7的性能测试数据
从以上的实施例1～实施例7的实验数据可看出，本发明制备出的聚丙烯 复合材料，综合性能优异，其刚性和韧性较高，材料的刚韧性均达到较为平 衡的状态，完全可以用来制作高端奢华的汽车中的汽车外覆盖件。
但从实施例1～实施例5这三个互为对比的实施例中可看出，在聚丙烯的 重量份为60～80份的范围内，改变汽车外覆盖件的原料中聚丙烯的配比，材 料仍能体现较好的刚韧平衡性能，刚性和韧性均能达到汽车外覆盖件的使用 要求。但是，在改变聚丙烯的种类时，即使用不同厂家的聚丙烯为原材料， 所对应的数据为表2中的实施例2、实施例6和实施例7。从上述数据可看出， 以聚丙烯A为原料的聚丙烯复合材料的性能最为优异，其材料的刚韧平衡性 最好。将实施例1～实施例7数据结合起来对比，可得到在以聚丙烯A为原材 料且其比重为65份时，所得到的聚丙烯复合材料的性能最为优异。
本发明实施例所得到的聚丙烯复合材料的密度为1.10～1.16g/cm3，将本实 施例中得到的聚丙烯复合材料应用在高端汽车的汽车外覆盖件上，有效减轻 了汽车零件的重量，实现了汽车的轻量化，相比于金属零件重量约减轻了 31.6％～35.2％。同时，将本实施例中得到的聚丙烯复合材料应用在汽车的汽车 外覆盖件上，解决了安装面容易产生反弹，而导致的汽车前脸尺寸链精度差， 翼子板与前脸匹配差，间隙段差不易控制，外观感知以及质量差的问题。同 时，还解决了金属成型性不好，很多造型特征无法实现，对造型限制大等的 问题。另外，相对于现有的PA/PPO或者PPO材料，本发明实施例中的聚丙 烯复合材料耐无机酸、碱、耐芳香烃、卤代烃、油类等性能更好，且零件不 易发生溶胀或应力开裂。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围， 凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书所作的等效结构变换，或直 接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种汽车外覆盖件，其特征在于，所述汽车外覆盖件的原料按重量份计包括聚丙烯60～80份、无机填料28～33份、增韧剂4～6份、抗氧剂0.5～1.0份以及添加剂0.5～1.0份。
2.根据权利要求1所述的汽车外覆盖件，其特征在于，所述聚丙烯的重量份为60～70份。
3.根据权利要求1所述的汽车外覆盖件，其特征在于，所述无机填料包括碳酸钙、云母和滑石粉中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的汽车外覆盖件，其特征在于，所述增韧剂为POE。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的汽车外覆盖件，其特征在于，所述抗氧剂包括主抗氧剂，所述主抗氧剂包括抗氧剂3114、抗氧剂1010以及DSTP中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的汽车外覆盖件，其特征在于，所述抗氧剂还包括辅抗氧剂，所述辅抗氧剂包括抗氧剂618和抗氧剂168中的至少一种。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的汽车外覆盖件，其特征在于，所述添加剂包括耐热老化剂。
8.一种汽车外覆盖件的制造方法，其特征在于，所述汽车外覆盖件的制造方法包括以下步骤：
将按重量份计的聚丙烯60～80份、无机填料28～33份以及增韧剂4～6份加入搅拌机中充分混合后，得到预混合料；
向预混合料中加入重量份为0.5～1.0份的抗氧剂以及0.5～1.0份的添加剂混合后得到混合料；
向混合料中加入0.1～0.3份润滑剂后加入螺杆挤出机，经熔融挤出造粒得到母粒；
将经过螺杆挤出机得到的母粒放入注塑机内经注塑成型得到汽车外覆盖件。
9.根据权利要求8所述的汽车外覆盖件的制造方法，其特征在于，在所述螺杆挤出机内熔融挤出造粒得到母粒的过程中，熔融温度为200～230℃，整个挤出过程的时间为2～3分钟，压力为12～18MPa。
10.根据权利要求8所述的汽车外覆盖件的制造方法，其特征在于，所述搅拌机的转速为200～400r/min。
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| CN201710379102.2A CN107603006A (zh) | 2017-05-25 | 2017-05-25 | 汽车外覆盖件及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180119 |
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