CN108440841A - 一种汽车车门护面用改性聚丙烯及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车车门护面用改性聚丙烯及其制作方法。所述一种汽车车门护面用改性聚丙烯，由以下重量份的原料制成：聚丙烯40‑45份、三元乙丙橡胶30‑60份、丁基橡胶20‑25份、纳米碳酸钙5‑10份、玻璃纤维4‑6份、云母4‑6份、棉纤维2‑4份、滑石粉16‑24份、酚醛树脂4‑6份、抗老化剂0.2‑0.4份、抗氧化剂0.2‑0.4份、相容剂1‑2份、硫化剂1‑2份、着色剂0.5‑1份。本发明具有以下有益效果：该种改性的聚丙烯具有优越的物理性能，强度和韧性均得到提高，舒适耐老化，隔音效果好。

Description

一种汽车车门护面用改性聚丙烯及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种材料及其制作方法，具体说是一种汽车车门护面用改性聚丙烯及其制作方法。
背景技术
目前，车辆的车门内护面板的材料包括木质纤维类、树脂复合材料类、或单一的树脂材料等，不同的用途的车辆或不同的配置的车辆会根据车辆的要求选用不同的材料。经过材料的对比的，可知，现有的木质纤维材料虽然较为高档，但是该种热成型的材料成型性较差，而且成本较高；而树脂复合材料的优异性能，能够满足材料的多种性能的需要，但是该种材料的吸音效果较差；对于单一组分的材料如PP-T20或ABS等材料虽然加工工艺简单成本较低，但是该种材料的弹性较差，而且吸音的效果也有待提高。
由于汽车车门护面距离车门玻璃较近的区域长期受到阳光的直射，因此，车门护面在选材时要优先的考虑耐热性、耐老化性等性能。此外车门护面的材料还要具有较好的韧性和强度，以备在车辆事故时对冲击力的吸收。
现有的车辆内护面一般只考虑其中某种性能，如美观、舒适、防晒、刚韧度等其中的一种或几种，而无法兼顾各方面的型，也由于材料本省的性能特点，因此会通过其他材料来弥补车护面的缺陷。
申请人产期致力于车门内护板面材料的研发，而且致力于研发一种间距多种优异性能的材料，而且在此过程中提出了很多中构思，经过反复的实验对比，申请人最终提出了一种新的技术方案，并提供了一种汽车车门内护面用改性聚丙烯及其制作方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车车门护面用改性聚丙烯及其制作方法，该种改性的聚丙烯具有优越的物理性能，强度和韧性均得到提高，舒适耐老化，隔音效果好。
为解决上述的技术问题，本发明从以下方面解决：（1）主料的选择：选用聚丙烯和三元乙丙橡胶作为主料：在一般条件下，二者的相容性较差，但是两者具有相近的熔融粘度时，二者共混较均匀，但是其中的一种熔融粘度较低时，可以被很好的分散，根据性能的要求，申请人通过多次的实验发现，当聚丙烯和三元乙丙橡胶的重量比为4:3~3:4范围出现较为明显的相转变，即出现连续相。随着三元乙丙橡胶的用量的增加，材料的低温冲击强度增加，而常温冲击强度先增加，当二者的比例为5:6时，反而略有下降，令人惊奇的是，此时材料的抗低温冲击强度却明显的高于常温抗冲击强度，解决的低温材料强度的技术难题。（2）材料韧性的提升：顺丁橡胶具有高弹性、良好的低温性能、耐磨性、耐挠曲型较好，而且顺丁橡胶与聚丙烯的溶解度相近，与聚丙烯的相容性好，起到了较好的增韧效果；而纳米碳酸钙的表面缺陷少、比表面积大，能够通过粒子效应改善聚丙烯的结晶行为、结晶结构以及界面区域聚丙烯的力学行为，从而达到了增韧的效果。（3）材料强度的提升：而纳米碳酸钙的表面缺陷少、比表面积大，能够通过粒子效应改善聚丙烯的结晶行为、结晶结构以及界面区域聚丙烯的力学行为，同时达到了材料的增强的效果；主要采用玻璃纤维和云母复合改善材料的强度，同时能够提高材料的耐热性，虽然会影响材料的弯曲量，但是通过与其他材料发挥协同作用，弥补了弯曲模量的影响，并与三元乙丙橡胶产生协同作用，提高材料的耐老化性能。（4）在材料的耐老化性方面，加入二氧化钛或氧化锌的一种或组合，申请人发现，将化妆品中使用的防晒作用的二氧化钛加入配方中，可起到优越的防紫外线作用，提高了材料的耐老化性。（5）隔音和舒适度等感官效果：顺丁橡胶具有较好的低温性能溶解度与聚丙烯也相近，而且其高弹性增加了材料的舒适性；而丁基橡胶具有高阻尼性，使成为减弱振动的阻尼层，在震动的过程中波形改变并削弱，达到高效隔音的目的。（6）耐老化等性能的考虑：三元乙丙橡胶的选用还主要考虑其自身的耐候性，即提高了材料的耐老化性；酚醛树脂具有较好的耐酸性能、力学性能，同时具有较好的耐热性能，在材料的选取上，组合三元乙丙橡胶、云母等，在整体上提高材料的耐热性，进而提高了材料的防老化性。（7）pp-g-mah相容剂的添加，进一步的提升了材料的韧性。（8）本发明还提供了上述的制备方法，该制备方法针对配方原料的特性而专门的设置，并经过不断的改进后最终提供了本发明的制备工艺。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种汽车车门护面用改性聚丙烯，由以下重量份的原料制成：聚丙烯40-45份、三元乙丙橡胶30-60份、丁基橡胶20-25份、纳米碳酸钙5-10份、玻璃纤维4-6份、云母4-6份、棉纤维2-4份、滑石粉16-24份、酚醛树脂4-6份、抗老化剂0.2-0.4份、抗氧化剂0.2-0.4份、相容剂1-2份、硫化剂1-2份、着色剂0.5-1份。
进一步的，所述聚丙烯与三元乙丙橡胶的重量份比为4:3-3:4。
作为优选，所述聚丙烯与三元乙丙橡胶的重量份比为5:6。
进一步的，所述相容剂为PP-g-MAH。
进一步的，所述抗老化剂为二氧化钛或氧化锌。
进一步的，抗氧化剂为2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚。
上述的一种汽车车门护面用改性聚丙烯的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按重量份称取各原料，备用；（2）将三元乙丙橡胶和丁基橡胶加入开炼机中塑炼15-25分钟，机温小于35℃，辊距0.8-1.2mm，然后加入纳米碳酸钙、玻璃纤维、云母、棉纤维、滑石粉、酚醛树脂、抗老化剂、相容剂、硫化剂、着色剂混炼8-10分钟，得到组合物A，开炼机的辊速控制在17-18转/分钟，辊距控制在4-6mm，（3）将聚丙烯、抗氧剂、滑石粉在210-220℃的高温环境下充分混合，得到混合物B；（4）将混合物B加入步骤（2）中，继续混炼5-8min得到可塑度为0.35-0.4之间组合物C，然后压延出胶片；（5）将制备的胶片在蒸汽压为1-2kg，油压160-180kg的条件下进行硫化，硫化速度为1-2米/小时，最后将硫化的胶片冷却至常温后腹膜、卷筒。
作为优选的技术方案，所述一种汽车车门护面用改性聚丙烯，由以下重量份原料制成：聚丙烯40-45份、三元乙丙橡胶30-60份、丁基橡胶20-25份、纳米碳酸钙5-10份、玻璃纤维4-6份、云母4-6份、棉纤维2-4份、滑石粉16-24份、酚醛树脂4-6份、抗老化剂0.2-0.4份、抗氧化剂0.2-0.4份、相容剂1-2份、硫化剂1-2份、着色剂0.5-1份；本发明具有以下有益效果：该种改性的聚丙烯具有优越的物理性能，强度和韧性均得到提高，舒适耐老化，隔音效果好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步地说明。
实施例1
一种汽车车门护面用改性聚丙烯，由以下重量份原料制成：聚丙烯40份、三元乙丙橡胶30份、丁基橡胶20份、纳米碳酸钙5份、玻璃纤维4份、云母4份、棉纤维2份、滑石粉16份、酚醛树脂4份、抗老化剂0.2份、抗氧化剂0.2份、相容剂1份、硫化剂1份、着色剂0.5。
上述的制作方法，包括以下步骤：（1）按重量份称取各原料，备用；（2）将三元乙丙橡胶和丁基橡胶加入开炼机中塑炼15-25分钟，机温小于35℃，辊距0.8-1.2mm，然后加入纳米碳酸钙、玻璃纤维、云母、棉纤维、滑石粉、酚醛树脂、氧化锌、PP-g-MAH、硫磺、着色剂混炼8-10分钟，得到组合物A，开炼机的辊速控制在17-18转/分钟，辊距控制在4-6mm，（3）将聚丙烯、2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚、滑石粉在210-220℃的高温环境下充分混合，得到混合物B；（4）将混合物B加入步骤（2）中，继续混炼5-8min得到可塑度为0.35-0.4之间组合物C，然后压延出胶片；（5）将制备的胶片在蒸汽压为1-2kg，油压160-180kg的条件下进行硫化，硫化速度为1-2米/小时，最后将硫化的胶片冷却至常温后腹膜、卷筒。
实施例2
一种汽车车门护面用改性聚丙烯，由以下重量份原料制成：聚丙烯42份、三元乙丙橡胶50.4份、丁基橡胶22份、纳米碳酸钙7份、玻璃纤维5份、云母5份、棉纤维3份、滑石粉23.1份、酚醛树脂5份、抗老化剂0.3份、抗氧化剂0.3份、相容剂1.5份、硫化剂1.2份、着色剂0.7份。
上述的制作方法，包括以下步骤：（1）按重量份称取各原料，备用；（2）将三元乙丙橡胶和丁基橡胶加入开炼机中塑炼15-25分钟，机温小于35℃，辊距0.8-1.2mm，然后加入纳米碳酸钙、玻璃纤维、云母、棉纤维、滑石粉、酚醛树脂、二氧化钛、PP-g-MAH、硫磺、着色剂混炼8-10分钟，得到组合物A，开炼机的辊速控制在17-18转/分钟，辊距控制在4-6mm，（3）将聚丙烯、2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚、滑石粉在210-220℃的高温环境下充分混合，得到混合物B；（4）将混合物B加入步骤（2）中，继续混炼5-8min得到可塑度为0.35-0.4之间组合物C，然后压延出胶片；（5）将制备的胶片在蒸汽压为1-2kg，油压160-180kg的条件下进行硫化，硫化速度为1-2米/小时，最后将硫化的胶片冷却至常温后腹膜、卷筒。
实施例3
一种汽车车门护面用改性聚丙烯，由以下重量份原料制成：聚丙烯45份、三元乙丙橡胶60份、丁基橡胶25份、纳米碳酸钙10份、玻璃纤维6份、云母6份、棉纤维4份、滑石粉24份、酚醛树脂6份、抗老化剂0.4份、抗氧化剂0.4份、相容剂2份、硫化剂2份、着色剂1份。
上述的制作方法，包括以下步骤：（1）按重量份称取各原料，备用；（2）将三元乙丙橡胶和丁基橡胶加入开炼机中塑炼15-25分钟，机温小于35℃，辊距0.8-1.2mm，然后加入纳米碳酸钙、玻璃纤维、云母、棉纤维、滑石粉、酚醛树脂、二氧化钛、PP-g-MAH、硫磺、着色剂混炼8-10分钟，得到组合物A，开炼机的辊速控制在17-18转/分钟，辊距控制在4-6mm，（3）将聚丙烯、2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚、滑石粉在210-220℃的高温环境下充分混合，得到混合物B；（4）将混合物B加入步骤（2）中，继续混炼5-8min得到可塑度为0.35-0.4之间组合物C，然后压延出胶片；（5）将制备的胶片在蒸汽压为1-2kg，油压160-180kg的条件下进行硫化，硫化速度为1-2米/小时，最后将硫化的胶片冷却至常温后腹膜、卷筒。
实验数据
将实施例1-3制得的改性聚丙烯进行实验，将现有常用的燕山石化K9026、辽宁华锦的EPT30M分别作为对照组1和对照组2，其实验数据如下：
表一
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 对照组1 对照组2
灰分（%） 22.5 22.3 20.5 20.1 20.3
密度（g/cm³） 1.080 1.082 1.079 1.031 0.985
拉伸强度（Mpa） 67 80 75 65 68
断裂伸长率（%） 136 140 135 125 128
弯曲强度（Mpa） 36 40 42 31 35
冲击（KJ/m²） 147 152 151 139 132
耐刮擦10N，≤4.0 1.3 1.2 1.0 1.2 1.1
疝气灯耐老化500h 无明显变化 无明显变化 无明显变化 轻微变化 无明显变化
收缩率23℃，% 0.12 0.15 0.12 0.15 0.20
上述测试方法分别采用GB/T9345、GB1033、GB/T40、GB/T9341、GB/T1843、Q/FT、GB/T250、GB/T15585。
上述各组的材料还进行专门的抗老化试验，分别将各组的材料经过人工加速老化28天后测试其外观的变化，发现，实施例1-3测试表面无粉化，平均色差只有0.78，均小于标准安全值3.0，变色评级均为4-5级（5级为无变色），结果均优于对照组约20%-25%。
此外，经过耐老化28天后，实施例1-3冲击保持率为55%-65%，均优于对照组。
在感官评价上，本发明的材料制得的产品均优于现有的木质、纤维材料，优于树脂复合材料，表面舒适，具有较好的隔音效果。
本发明中用到的设备均为本领域的常用设备，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种汽车车门护面用改性聚丙烯，其特征在于，由以下重量份的原料制成：聚丙烯40-45份、三元乙丙橡胶30-60份、丁基橡胶20-25份、纳米碳酸钙5-10份、玻璃纤维4-6份、云母4-6份、棉纤维2-4份、滑石粉16-24份、酚醛树脂4-6份、抗老化剂0.2-0.4份、抗氧化剂0.2-0.4份、相容剂1-2份、硫化剂1-2份、着色剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种汽车车门护面用改性聚丙烯，其特征在于：所述聚丙烯与三元乙丙橡胶的重量份比为4:3-3:4。
3.根据权利要求1所述的一种汽车车门护面用改性聚丙烯，其特征在于：所述聚丙烯与三元乙丙橡胶的重量份比为5:6。
4.根据权利要求1所述的一种汽车车门护面用改性聚丙烯，其特征在于：所述相容剂为PP-g-MAH。
5.根据权利要求1所述的一种汽车车门护面用改性聚丙烯，其特征在于：所述抗老化剂为二氧化钛或氧化锌。
6.根据权利要求1所述的一种汽车车门护面用改性聚丙烯，其特征在于：所述抗氧化剂为2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚。
7.根据权利要求1所述的一种汽车车门护面用改性聚丙烯，其特征在于，由以下重量份的原料制成：聚丙烯42份、三元乙丙橡胶50.4份、丁基橡胶22份、纳米碳酸钙7份、玻璃纤维5份、云母5份、棉纤维3份、滑石粉23.1份、酚醛树脂5份、抗老化剂0.3份、抗氧化剂0.3份、相容剂1.5份、硫化剂1.2份、着色剂0.7份。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种汽车车门护面用改性聚丙烯的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按重量份称取各原料，备用；（2）将三元乙丙橡胶和丁基橡胶加入开炼机中塑炼15-25分钟，机温小于35℃，辊距0.8-1.2mm，然后加入纳米碳酸钙、玻璃纤维、云母、棉纤维、滑石粉、酚醛树脂、抗老化剂、相容剂、硫化剂、着色剂混炼8-10分钟，得到组合物A，开炼机的辊速控制在17-18转/分钟，辊距控制在4-6mm，（3）将聚丙烯、抗氧剂、滑石粉在210-220℃的高温环境下充分混合，得到混合物B；（4）将混合物B加入步骤（2）中，继续混炼5-8min得到可塑度为0.35-0.4之间组合物C，然后压延出胶片；（5）将制备的胶片在蒸汽压为1-2kg，油压160-180kg的条件下进行硫化，硫化速度为1-2米/小时，最后将硫化的胶片冷却至常温后腹膜、卷筒。
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