CN108440846A - 一种汽车轻量化聚丙烯材料 - Google Patents

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张炜
宋文琦
谭彪
戴文增
王春
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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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

一种汽车轻量化聚丙烯材料
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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