CN108440846A - 一种汽车轻量化聚丙烯材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车轻量化聚丙烯材料,包括如下的组分:聚丙烯、滑石粉、硅酸钙、空心玻璃微珠、润滑剂、石墨烯、抗氧剂、脱模剂、吸附剂,其中聚丙烯是均聚聚丙烯和共聚聚丙烯混合组成。本发明提供一种汽车轻量化聚丙烯材料,采用石墨烯和硅酸钙填充的可以降低聚丙烯材料的密度,提高聚丙烯复合物的综合力学性能,满足汽车部件的轻量化发展要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚合物材料,特别是涉及一种汽车轻量化聚丙烯材料。
背景技术
聚丙烯是一种成本低廉、力学性能优异的通用塑料,保险杠、导流板等汽车外饰件大多采用聚丙烯复合物制成。目前,对聚丙烯改性的主要方法是通过添加滑石粉以实现所需刚性,这导致聚丙烯复合物的最终密度都比较高,约为0.98-1.02g/cm3。随着国家对机动车排放以及单位重量能耗制定标准并逐步实施,整车轻量化势在必行,较高的聚丙烯复合物密度无法满足汽车外饰件的制造需求,不符合汽车部件的轻量化发展趋势。
为进一步降低重量,塑料件薄壁化设计是国内外各主机厂车型的新研究运用点;同时在薄壁化进程中,还需要满足汽车个性化设计的要求,在此基础上,需要一款优异的综合性能复合改性聚丙烯材料,同时满足以上两点要求。
现有技术中,中国发明申请CN102492221A公开了一种空心玻璃微珠填充低密度聚丙烯复合物,其包括聚丙烯、热稳定剂、润滑剂、增韧剂、界面相容剂、滑石粉等多种成分,通过填充空心玻璃微珠将其密度降低至0.95g/cm3以下,然而,该聚丙烯复合物的综合力学性能不佳,特别是在韧性方面是无法满足汽车保险杠等外饰件的应用需求。
发明内容
针对上述不足之处,本发明的目的是提供一种石墨烯和硅酸钙填充的轻量化聚丙烯材料,进一步降低聚丙烯复合物的密度,提高聚丙烯改性材料的综合力学性能,满足汽车部件的轻量化发展要求。
本发明的技术方案概述如下:一种汽车轻量化聚丙烯材料,包括如下重量份数的组分:
进一步的,所述聚丙烯由均聚聚丙烯和共聚聚丙烯混合组成,所述均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的占比为(0.2~1):1,共聚聚丙烯,其韧性和耐冲击性较好;均聚聚丙烯,其强度、刚性和耐热性较好。
进一步的,所述均聚聚丙烯的熔融指数是50~100g/10min。
进一步的,所述共聚聚丙烯的熔融指数是10~50g/10min。
进一步的,所述滑石粉的目数为2000~5000目。
进一步的,所述硅酸钙的目数为1000~2000目。
进一步的,所述空心玻璃微珠的密度为0.45-0.60g/cm3。空心无机粒子具有封闭的中空结构,通过其在基体树脂聚丙烯中的良好分散,可以实现最终获得的塑料制品的多重功能,如降低聚丙烯的密度,提高材料对噪声的阻隔和吸收能力等,同时它也可以达到作为无机填料的基本功能,如增加聚丙烯材料的刚性和降低其收缩率。在所述所述堆积密度范围内的空心玻璃微珠具有很好的抗剪切能力,能够很好地保障挤出改性过程不被破坏,使空心结构得以保留,同时也可起到一定的增韧效果,且能获得较好的减重效果。
进一步的,所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙,硬脂酸锌、戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
进一步的,所述吸附剂为活性炭、多孔二氧化硅、多孔氧化铝、多孔分子筛的一种或多种。
进一步的,所述抗氧剂为为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、金属钝化剂中的任一种或两种以上的混合物。
本发明的有益效果是:
(1)本发明选择两种不同的填料复合使用,滑石粉和硅酸钙,同时配合少量的石墨烯的使用,可以提高材料的模量。
(2)本发明聚丙烯材料本身出发,进行合理有效的筛选,选择共聚聚丙烯和均聚聚丙烯,提高材料的高抗冲性能。
(3)本发明配合空心玻璃微珠,能够很好地保障挤出改性过程不被破坏,且能获得较好的减重效果。
(4)本发明通过合理的设置聚丙烯料的生产配方,在含有滑石粉及硅酸钙等填充物的情况下,也大大降低了聚丙烯材料的密度和单位面积的重量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可应用于其他实施方案,变形方案,改进方案,等同方案以及其他未背离本发明精神和范围的其他方案。
实施例1~3
实施例1~3的各组分配方见表1,性能指标见表2。
对比例1~4
对比例1~4的各组分配方见表1,性能指标见表2
表1实施例1~3和对比例1~4的各组分配比表(按重量份数计)
各组分名称 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 |
共聚聚丙烯 | 30 | 40 | 50 | 40 | 40 | 30 | 30 |
均聚聚丙烯 | 10 | 20 | 30 | 0 | 10 | 10 | 10 |
增韧剂 | 5 | 10 | 15 | 10 | 10 | 5 | 5 |
滑石粉 | 5 | 8 | 10 | 5 | 8 | 5 | 5 |
硅酸钙 | 3 | 4 | 5 | 3 | 0 | 3 | 3 |
空心玻璃微珠 | 3 | 4 | 5 | 3 | 3 | 3 | 0 |
润滑剂 | 0.5 | 1 | 2 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
石墨烯 | 0.5 | 0.8 | 1 | 0.5 | 0.5 | 0 | 0.5 |
抗氧剂 | 0.5 | 0.7 | 1 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
脱模剂 | 0.5 | 0.6 | 1 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
吸附剂 | 3 | 4 | 5 | 3 | 3 | 3 | 3 |
其中,上述实施例1~3和对比例1~4的各组分中均聚聚丙烯的熔融指数是50~100g/10min,共聚聚丙烯的熔融指数是10~50g/10min,滑石粉的目数为2000~5000目,硅酸钙的目数为1000~2000目,空心玻璃微珠的玻璃微珠的密度为0.45-0.60g/cm3。
将得到的汽车轻量化聚丙烯材料,采用德国MILACRON公司生产的K-TEC85型注射成型机,制备测试试样。按照相应国家标准测试方法来测试性能:熔体质量流动速率(MER):按GB/T 3682-2000进行,砝码2.16kg,温度230℃;拉伸性能按照GB/T 1040-2006测试,采用1A型试样,拉伸速度50mm/min;悬臂梁缺口冲击强度按照GB/T 1043-2008测试;弯曲性能按照GB/T 9341-2008测试;密度按ISO 1183执行。
表2实施例1~3和对比例1~4的的基本性能数据表
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节。
Claims (10)
1.一种汽车轻量化聚丙烯材料,其特征在于,包括如下重量份数的组分:
2.如权利要求1所述的汽车轻量化聚丙烯材料,其特征在于,所述聚丙烯由均聚聚丙烯和共聚聚丙烯混合组成,所述均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的占比为(0.2~1):1。
3.如权利要求2所述的汽车轻量化聚丙烯材料,其特征在于,所述均聚聚丙烯的熔融指数是50~100g/10min。
4.如权利要求2所述的汽车轻量化聚丙烯材料,其特征在于,所述共聚聚丙烯的熔融指数是10~50g/10min。
5.如权利要求1所述的汽车轻量化聚丙烯材料,其特征在于,所述滑石粉的目数为2000~5000目。
6.如权利要求1所述的汽车轻量化聚丙烯材料,其特征在于,所述硅酸钙的目数为1000~2000目。
7.如权利要求1所述的汽车轻量化聚丙烯材料,其特征在于,所述空心玻璃微珠的密度为0.45-0.60g/cm3。
8.如权利要求1所述的汽车轻量化聚丙烯材料,其特征在于,所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙,硬脂酸锌、戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
9.如权利要求1所述的汽车轻量化聚丙烯材料,其特征在于,所述吸附剂为活性炭、多孔二氧化硅、多孔氧化铝、多孔分子筛的一种或多种。
10.如权利要求1所述的汽车轻量化聚丙烯材料,其特征在于,所述抗氧剂为为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、金属钝化剂中的任一种或两种以上的混合物。
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