CN108752730A - 汽车保险杆用pp塑料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车保险杆用PP塑料及制备方法，所述塑料的原料组成及重量份数比为：PP树脂100份、酚醛树脂10‑20份、丁腈橡胶15‑30份、纳米碳酸钠10‑20份、矿物纤维5‑10份、氮化硅纤维3‑5份、润滑剂0.5‑2份、抗氧化剂0.5‑1.5份、偶联剂1‑3份、稳定剂0.5‑1.5份、改性剂0.5‑2份和加工助剂1‑3份。本发明采用独特的原料配方及各组分的协调作用，相容性好，制备的PP塑料具有高强度、抗冲击性能强、拉伸强度高、弯曲强度大、耐磨、耐候、耐热、不易变形、稳定性好、不易老化、不易有裂痕等优点，可广泛应用于汽车保险杆材料。

Description

汽车保险杆用PP塑料及制备方法

技术领域

本发明属于塑料技术领域，具体是涉及一种汽车保险杆用PP塑料及制备方法。

背景技术

PP又名聚丙烯是一种半结晶性材料。它比聚乙烯（PE）塑料更坚硬并且有更高的熔点。PP树脂都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。因为塑料具有质轻、不锈蚀、绝缘性好等优点，是通用热塑性塑料中增长最快的品种之一。PP树脂在化工、建材、家电、汽车等领域的某些特殊要求，但由于PP有较大的球晶，球晶界面易出现晶界缺陷和裂纹，引起脆裂。PP具有模量低、冲击强度小及与无机填料的相容性较差等缺点，因此对PP树脂的同时增韧、增强改性也是当今急需解决的技术问题。

汽车在现代社会中已成为主要交通工具之一，是能源消耗大户，一般认为汽车部件减重1%，节油也近1%，因而降低汽车制件的重量对节能和环境保护均有重要意义，其中最重要的方法是以塑代钢，使得聚丙烯（PP）材料广泛用于保险杠、门板、仪表台、立柱护板等。但目前的PP汽车保险杠存在力学性能不足、不耐磨、易老化、耐热低等不足。

发明内容

本发明目的在于提供一种高强度、耐冲击、耐热耐候、不易老化的汽车保险杆用PP塑料。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种汽车保险杆用PP塑料，其其原料组成及重量份数比为：

PP树脂100份、酚醛树脂10-20份、丁腈橡胶15-30份、纳米碳酸钠10-20份、矿物纤维5-10份、氮化硅纤维3-5份、润滑剂0.5-2份、抗氧化剂0.5-1.5份、偶联剂1-3份、稳定剂0.5-1.5份、改性剂0.5-2份和加工助剂1-3份；所述改性剂由八苯基笼形倍半硅氧和聚氧乙烯硬脂酸酯组成。

进一步地，所述润滑剂为季戊四醇棕榈酸酯、椰油酸二乙醇酰胺、马来酸接枝PE蜡中的一种或多种组合物。

进一步地，所述偶联剂由1-3:1的甲基丙烯酸铝-锆偶联剂和稀土偶联剂组成。

进一步地，所述稳定剂由2-3:1六甲基环三硅氮烷和钙锌稳定剂组成。

进一步地，所述抗氧化剂为CA抗氧化剂、1010抗氧化剂和1076抗氧化剂中的一种或多种组合物。

进一步地，所述改性剂中八苯基笼形倍半硅氧和聚氧乙烯硬脂酸酯的质量比为1:1-3。

进一步地，所述加工助剂由质量比为1-3:1的氧化聚乙烯蜡和壬基酚聚氧化乙烯醚组成。

本发明汽车保险杆用PP塑料的制备方法，包括如下步骤：

（1）在纳米碳酸钠、矿物纤维、氮化硅纤维中加入改性剂，加入50-100份的水，搅拌20-30min进行表面改性，得改性混合物；

（2）在改性混合物中加入PP树脂、酚醛树脂、丁腈橡胶，搅拌混合均匀后，再加入润滑剂、抗氧化剂、偶联剂、稳定剂、改性剂和加工助剂，搅拌10-20min充分混合均匀，得混合料；

（3）将混合料加热至180-200℃，经挤出机上熔融挤出造粒，冷却，即得汽车保险杆用PP塑料。

与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：

1、本发明采用独特的原料配方及各组分的协调作用，相容性好，制备的PP塑料具有高强度、抗冲击性能强、拉伸强度高、弯曲强度大、耐磨、耐候、耐热、不易变形、稳定性好、不易老化、不易有裂痕等优点，可广泛应用于汽车保险杆材料。

2、本发明用八苯基笼形倍半硅氧和聚氧乙烯硬脂酸酯改性纳米碳酸钠、矿物纤维、氮化硅无机颜料，由于八苯基笼形倍半硅氧烷分子含有硅和多个有机基团，可以通过形成共价键与基体表面结合，不仅可提高材料表面的耐热性、抗氧化性和耐磨性，同时可以提高无机颜料与PP树脂的相容性和分散性，进而提高塑料的抗压强度和抗冲击能力。使用聚氧乙烯硬脂酸酯处理无机颜料，在无机颜料表面引入性能稳定的碳氧键，可减缓塑料的老化速度，同时聚氧乙烯硬脂酸酯的亲水亲油平衡值（HLB）较低，也有利于塑料的耐候耐热性能。

3、本发明使用的增塑剂和加工助剂可以改善聚丙烯塑料的加工分散性和提高各组分的相容性，提高制品的光洁度和力学性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不限制本发明的范围及其应用。

实施例1

一种汽车保险杆用PP塑料，其原料组成及重量份数比为：PP树脂100份、酚醛树脂15份、丁腈橡胶20份、纳米碳酸钠12份、矿物纤维8份、氮化硅纤维4份、季戊四醇棕榈酸酯润滑剂1份、1010抗氧化剂0.5份、偶联剂2份、稳定剂1.2份、改性剂1.5份和加工助剂2份；所述改性剂由质量比为1:2的八苯基笼形倍半硅氧和聚氧乙烯硬脂酸酯组成。

所述偶联剂由2:1的甲基丙烯酸铝-锆偶联剂和稀土偶联剂组成。

所述稳定剂由2:1六甲基环三硅氮烷和钙锌稳定剂组成。

所述加工助剂由质量比为3:1的氧化聚乙烯蜡和壬基酚聚氧化乙烯醚组成。

所述汽车保险杆用PP塑料的制备方法，包括如下步骤：

（1）在纳米碳酸钠、矿物纤维、氮化硅纤维中加入改性剂，加入60份的水，搅拌25min进行表面改性，得改性混合物；

（2）在改性混合物中加入PP树脂、酚醛树脂、丁腈橡胶，搅拌混合均匀后，再加入润滑剂、抗氧化剂、偶联剂、稳定剂、改性剂和加工助剂，搅拌15min充分混合均匀，得混合料；

（3）将混合料加热至190℃，经挤出机上熔融挤出造粒，冷却，即得汽车保险杆用PP塑料。

实施例2

一种汽车保险杆用PP塑料，其原料组成及重量份数比为：PP树脂100份、酚醛树脂10份、丁腈橡胶25份、纳米碳酸钠18份、矿物纤维6份、氮化硅纤维5份、椰油酸二乙醇酰胺润滑剂1.5份、1076抗氧化剂1份、偶联剂1.5份、稳定剂1份、改性剂2份和加工助剂1.5份；所述改性剂由质量比为1:1的八苯基笼形倍半硅氧和聚氧乙烯硬脂酸酯组成。

所述偶联剂由1:1的甲基丙烯酸铝-锆偶联剂和稀土偶联剂组成。

所述稳定剂由3:1六甲基环三硅氮烷和钙锌稳定剂组成。

所述加工助剂由质量比为2:1的氧化聚乙烯蜡和壬基酚聚氧化乙烯醚组成。

所述汽车保险杆用PP塑料的制备方法，包括如下步骤：

（1）在纳米碳酸钠、矿物纤维、氮化硅纤维中加入改性剂，加入100份的水，搅拌30min进行表面改性，得改性混合物；

（2）在改性混合物中加入PP树脂、酚醛树脂、丁腈橡胶，搅拌混合均匀后，再加入润滑剂、抗氧化剂、偶联剂、稳定剂、改性剂和加工助剂，搅拌20min充分混合均匀，得混合料；

（3）将混合料加热至200℃，经挤出机上熔融挤出造粒，冷却，即得汽车保险杆用PP塑料。

实施例3

一种汽车保险杆用PP塑料，其原料组成及重量份数比为：PP树脂100份、酚醛树脂20份、丁腈橡胶15份、纳米碳酸钠15份、矿物纤维10份、氮化硅纤维3份、马来酸接枝PE蜡润滑剂0.5份、CA抗氧化剂1.5份、偶联剂2.5份、稳定剂1.5份、改性剂1份和加工助剂3份；所述改性剂由质量比为1:2的八苯基笼形倍半硅氧和聚氧乙烯硬脂酸酯组成。

所述偶联剂由2:1的甲基丙烯酸铝-锆偶联剂和稀土偶联剂组成。

所述稳定剂由2:1六甲基环三硅氮烷和钙锌稳定剂组成。

所述加工助剂由质量比为1:1的氧化聚乙烯蜡和壬基酚聚氧化乙烯醚组成。

所述汽车保险杆用PP塑料的制备方法，包括如下步骤：

（1）在纳米碳酸钠、矿物纤维、氮化硅纤维中加入改性剂，加入80份的水，搅拌20min进行表面改性，得改性混合物；

（2）在改性混合物中加入PP树脂、酚醛树脂、丁腈橡胶，搅拌混合均匀后，再加入润滑剂、抗氧化剂、偶联剂、稳定剂、改性剂和加工助剂，搅拌15min充分混合均匀，得混合料；

（3）将混合料加热至180℃，经挤出机上熔融挤出造粒，冷却，即得汽车保险杆用PP塑料。

实施例4

一种汽车保险杆用PP塑料，其原料组成及重量份数比为：PP树脂100份、酚醛树脂15份、丁腈橡胶30份、纳米碳酸钠20份、矿物纤维8份、氮化硅纤维4份、季戊四醇棕榈酸酯润滑剂1.5份、1010抗氧化剂1份、偶联剂3份、稳定剂1份、改性剂1.5份和加工助剂2份；所述改性剂由质量比为1:1的八苯基笼形倍半硅氧和聚氧乙烯硬脂酸酯组成。

所述偶联剂由2:1的甲基丙烯酸铝-锆偶联剂和稀土偶联剂组成。

所述稳定剂由3:1六甲基环三硅氮烷和钙锌稳定剂组成。

所述加工助剂由质量比为3:1的氧化聚乙烯蜡和壬基酚聚氧化乙烯醚组成。

所述汽车保险杆用PP塑料的制备方法，包括如下步骤：

（1）在纳米碳酸钠、矿物纤维、氮化硅纤维中加入改性剂，加入60份的水，搅拌15min进行表面改性，得改性混合物；

（2）在改性混合物中加入PP树脂、酚醛树脂、丁腈橡胶，搅拌混合均匀后，再加入润滑剂、抗氧化剂、偶联剂、稳定剂、改性剂和加工助剂，搅拌10min充分混合均匀，得混合料；

（3）将混合料加热至190℃，经挤出机上熔融挤出造粒，冷却，即得汽车保险杆用PP塑料。

实施例5

一种汽车保险杆用PP塑料，其原料组成及重量份数比为：PP树脂100份、酚醛树脂12份、丁腈橡胶25份、纳米碳酸钠20份、矿物纤维5份、氮化硅纤维5份、椰油酸二乙醇酰胺润滑剂2份、1070抗氧化剂1.5份、偶联剂1.5份、稳定剂1.2份、改性剂2份和加工助剂1.5份；所述改性剂由质量比为3:1的八苯基笼形倍半硅氧和聚氧乙烯硬脂酸酯组成。

所述偶联剂由1:1的甲基丙烯酸铝-锆偶联剂和稀土偶联剂组成。

所述稳定剂由2:1六甲基环三硅氮烷和钙锌稳定剂组成。

所述加工助剂由质量比为1:1的氧化聚乙烯蜡和壬基酚聚氧化乙烯醚组成。

所述汽车保险杆用PP塑料的制备方法，包括如下步骤：

（1）在纳米碳酸钠、矿物纤维、氮化硅纤维中加入改性剂，加入100份的水，搅拌10min进行表面改性，得改性混合物；

（2）在改性混合物中加入PP树脂、酚醛树脂、丁腈橡胶，搅拌混合均匀后，再加入润滑剂、抗氧化剂、偶联剂、稳定剂、改性剂和加工助剂，搅拌20min充分混合均匀，得混合料；

（3）将混合料加热至200℃，经挤出机上熔融挤出造粒，冷却，即得汽车保险杆用PP塑料。

将实施例1-5制备的汽车保险杆用PP塑料用注塑方法加工成型样条，样条尺寸（mm）:长：150±3，宽：10±2，厚度3±0.2，按照常规方法测定样条的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、简支梁冲击强度、吸水率和热变形温度，测试结果如表1所示。

表1：本发明汽车保险杆用PP塑料的性能测试结果

从上述测试结果得知，本发明制备的PP塑料具有较高的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度和热变形温度，可广泛应用于汽车保险杆材料。

Claims (8)

1.一种汽车保险杆用PP塑料，其特征在于：其原料组成及重量份数比为：

PP树脂100份、酚醛树脂10-20份、丁腈橡胶15-30份、纳米碳酸钠10-20份、矿物纤维5-10份、氮化硅纤维3-5份、润滑剂0.5-2份、抗氧化剂0.5-1.5份、偶联剂1-3份、稳定剂0.5-1.5份、改性剂0.5-2份和加工助剂1-3份；所述改性剂由八苯基笼形倍半硅氧和聚氧乙烯硬脂酸酯组成。

2.根据权利要求1所述汽车保险杆用PP塑料，其特征在于：所述润滑剂为季戊四醇棕榈酸酯、椰油酸二乙醇酰胺、马来酸接枝PE蜡中的一种或多种组合物。

3.根据权利要求1所述汽车保险杆用PP塑料，其特征在于：所述偶联剂由1-3:1的甲基丙烯酸铝-锆偶联剂和稀土偶联剂组成。

4.根据权利要求1所述汽车保险杆用PP塑料，其特征在于：所述稳定剂由2-3:1六甲基环三硅氮烷和钙锌稳定剂组成。

5.根据权利要求1所述汽车保险杆用PP塑料，其特征在于：所述抗氧化剂为CA抗氧化剂、1010抗氧化剂和1076抗氧化剂中的一种或多种组合物。

6.根据权利要求1所述汽车保险杆用PP塑料，其特征在于：所述改性剂中八苯基笼形倍半硅氧和聚氧乙烯硬脂酸酯的质量比为1:1-3。

7.根据权利要求1所述汽车保险杆用PP塑料，其特征在于：所述加工助剂由质量比为1-3:1的氧化聚乙烯蜡和壬基酚聚氧化乙烯醚组成。

8.如权利要求1所述汽车保险杆用PP塑料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）在纳米碳酸钠、矿物纤维、氮化硅纤维中加入改性剂，加入50-100份的水，搅拌20-30min进行表面改性，得改性混合物；

（2）在改性混合物中加入PP树脂、酚醛树脂、丁腈橡胶，搅拌混合均匀后，再加入润滑剂、抗氧化剂、偶联剂、稳定剂、改性剂和加工助剂，搅拌10-20min充分混合均匀，得混合料；

（3）将混合料加热至180-200℃，经挤出机上熔融挤出造粒，冷却，即得汽车保险杆用PP塑料。