CN109679180B - 一种注塑尿素箱专用料及其制备方法 - Google Patents

一种注塑尿素箱专用料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种注塑尿素箱专用料及其制备方法，该专用料按照重量配比的组分包括：高分子量高密度聚乙烯50‑70份、高密度聚乙烯10‑30份、线性低密度聚乙烯10‑40份、抗氧剂0.3‑0.5份、润滑剂0.3‑0.8份、成核剂0.05‑0.3份、光稳定剂0.1‑0.3份、炭黑0.3‑0.5份。本发明专用料流动性好，适用于注塑成型，解决了高分子量高密度聚乙烯难以通过注塑成型制备出合格的尿素箱制品的问题，极大提高了尿素箱制品的生产效率，同时减小了尿素溶液中金属离子对制品长期老化性的影响，所得制品刚性和低温冲击性能优异，耐环境应力开裂时间长，耐紫外老化，可以在高低温条件下长期使用。

Description

一种注塑尿素箱专用料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子材料，尤其涉及到一种注塑尿素箱专用料及其制备方法。
背景技术
尿素箱是车载SCR尾气后处理系统的组成部件，用于存储尿素溶液，一般由耐尿素腐蚀的不锈钢或塑料材质制成。尿素箱上要配置多种附件，需要设置多处开口，并且安装金属嵌件。此外尿素箱需满足80℃的周边工况要求，在这一温度下，尿素箱经常发生变软，变形，耐冷热交变性能不足的现象，长时间使用会发生破损、泄露等丧失使用功能的可能。目前，国内市场上供应的尿素箱，以塑料材质为主，普遍采用滚塑工艺和吹塑工艺进行生产。滚塑工艺生产效率较低，不适合大批量规模化生产；吹塑工艺生产效率较滚塑有了一定提升，但尿素箱在吹型成型后，需要对罐体进行开孔等二次加工，以保证各种附件能正常安装固定，钻孔过程降低了制品的生产效率，且残留的杂质会影响制品内部清洁度。
注塑成型可以通过模具设计制备出各种结构复杂和含金属嵌件的制品，且制品的生产效率高，适合大批量规模化生产。目前尚未有专门用于尿素箱制品的注塑料。普通的高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯难以满足尿素箱的性能需求。高分子量高密度聚乙烯具有良好的刚性、低温冲击性能和耐环境应力开裂性，是制备尿素箱的优选材料。但高分子量高密度聚乙烯熔指极低，难以通过注塑成型制备出合格的尿素箱制品。此外，尿素溶液中常含有少量铜、铁等金属离子，这些金属离子很容易加速催化聚乙烯的氧化降解反应，从而导致尿素箱制品过早出现性能下降，影响制品的长期使用。
发明内容
为解决上述提到的现有技术中存在的不足和问题，本发明提供一种注塑尿素箱专用料，按照重量配比的组分包括：
Figure BDA0001877948660000021
进一步地，所述高分子量高密度聚乙烯的熔融指数为0.04-0.2g/10min(2.16kg/190℃)，重均分子量为20-50万，拉伸屈服强度≥25MPa，简支梁缺口冲击强度≥90kJ/m2。
进一步地，所述高密度聚乙烯的熔融指数为1-4g/10min(2.16kg/190℃)，拉伸屈服强度≥20MPa。
进一步地，所述线性低密度聚乙烯为含有1-己烯或1-辛烯的共聚聚乙烯，其熔融指数为4-8g/10min(2.16kg/190℃)，拉伸屈服强度≥14MPa。
进一步地，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或其组合。
进一步地，所述成核剂为有机磷酸盐类成核剂或硬脂酸盐。
进一步地，所述光稳定剂为苯并三唑及其衍生物。
本发明还提供一种如上所述的注塑尿素箱专用料制备方法，包括以下步骤：
按重量配比称取高分子量高密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、抗氧剂、润滑剂、成核剂、光稳定剂和炭黑，然后加入高速混合机中共混5-8min；最后将所得混合物投入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到专用料。
进一步地，双螺杆挤出机的工艺参数为：温度170-210℃，转速400-500rpm，熔体压力≤10MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明采用高分子量高密度聚乙烯、高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯共混，体系的分子量分布变宽，对剪切的依赖性增大，同时中低分子量的聚乙烯在加热过程中首先熔融，并逐渐渗入高分子量聚乙烯的缠绕基团中，促使其分子链解缠，流动性增加，适用于注塑成型。
2、本发明采用的线性低密度聚乙烯为含有1-己烯或1-辛烯的共聚聚乙烯，共聚物中的侧链增强了晶区间的连接，提高了制品的耐环境应力开裂性能。
3、本发明中成核剂的加入，使制品结晶速度加快且球晶细化，提升了材料的力学性能，减小了制品的内应力，避免了不同组分间相容性差异造成的材料性能的下降。
4、本发明采用的苯并三唑及其衍生物不仅可以提高产品的耐紫外老化性，而且苯并三唑及其衍生物可以和尿素溶液中的铜离子或其他金属离子发生配位作用，形成络合物，避免了尿素箱被金属离子加速催化其氧化降解反应。
综上所述，本发明专用料流动性好，适用于注塑成型，解决了高分子量高密度聚乙烯难以通过注塑成型制备出合格的尿素箱制品的问题，极大提高了尿素箱制品的生产效率，同时减小了尿素溶液中金属离子对制品长期老化性的影响，所得制品刚性和低温冲击性能优异，耐环境应力开裂时间长，耐紫外老化，可以在高低温条件下长期使用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
本发明提供实施例1-6与对比例1-4。
表1：实施例与对比例物料组成与配比
Figure BDA0001877948660000041
其中，优选地，高分子量高密度聚乙烯选用熔融指数为0.04-0.2g/10min(2.16kg/190℃)，重均分子量为20-50万，拉伸屈服强度≥25MPa，简支梁缺口冲击强度≥90kJ/m2。
优选地，高密度聚乙烯选用熔融指数为1-4g/10min(2.16kg/190℃)，拉伸屈服强度≥20MPa。
优选地，线性低密度聚乙烯选用含有1-己烯或1-辛烯的共聚聚乙烯，其熔融指数为4-8g/10min(2.16kg/190℃)，拉伸屈服强度≥14MPa。
优选地，润滑剂选用乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或其组合。
优选地，抗氧剂选用抗氧剂1010、抗氧剂168一种或其组合。
优选地，成核剂选用有机磷酸盐类成核剂或硬脂酸盐。
优选地，光稳定剂选用苯并三唑及其衍生物。
上述实施例和对比例的制备方法包括：
按表1所述称量高分子量高密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、抗氧剂、润滑剂、成核剂、光稳定剂和炭黑；然后加入高速混合机中共混5min；之后将所得混合物投入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到专用料。其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：温度170-210℃，转速400-500rpm，熔体压力≤10MPa。
表1所示的实施例和对比例得到的各组测试样品在相同检测条件下进行如下实验：
熔体流动速率：按照ISO-1133标准测试；
拉伸性能测试：按照ISO-527标准测试；
弯曲性能测试：按照ISO-178标准测试；
简支梁缺口冲击强度：按照ISO-179标准测试；
邵氏硬度：按照ISO-868标准测试；
负荷变形温度：按照ISO-75标准测试；
耐环境应力开裂时间：按照ISO-22088标准测试；
制品外观测试：将各配方材料通过注塑成型尿素箱制品，观察制品外观；注塑机温度220-250℃；
耐尿素腐蚀时间：将尿素箱注满车用尿素至MAX线，放置于恒温箱内保持60℃环境温度；每隔10h检查一次尿素箱内外部有无溶解，破裂现象。
表2实施例1-6与对比例1-4的测试结果
Figure BDA0001877948660000061
从表2中可以看出，实施例材料流动性好，刚性和低温冲击性能优异，耐环境应力开裂时间长。且注塑成型制品外观和性能良好，可极大提高尿素箱制品的生产效率。对比例中，仅添加高密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯都会导致材料流动性的降低，不利于注塑成型。而在不添加光稳定剂的情况下，制品盛满尿素溶液后容易发生开裂。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种注塑尿素箱专用料，其特征在于，按照重量配比的组分包括：
高分子量高密度聚乙烯 50-70份
高密度聚乙烯 10-30份
线性低密度聚乙烯 10-40份
抗氧剂 0.3-0.5份
润滑剂 0.3-0.8份
成核剂 0.05-0.3份
光稳定剂 0.1-0.3份
炭黑 0.3-0.5份；
所述线性低密度聚乙烯为含有1-己烯或1-辛烯的共聚聚乙烯，其在2.16kg的砝码重量和190℃的温度下的熔融指数为4-8g/10min，拉伸屈服强度≥14MPa；
所述的光稳定剂为苯并三唑及其衍生物；
所述高分子量高密度聚乙烯在2.16kg的砝码重量和190℃的温度下的的熔融指数为0.04-0.2g/10min，重均分子量为20-50万，拉伸屈服强度≥25MPa，简支梁缺口冲击强度≥90kJ/m 2 ；
所述高密度聚乙烯在2.16kg的砝码重量和190℃的温度下的的熔融指数为1-4g/10min，拉伸屈服强度≥20MPa。
2.根据权利要求1所述的注塑尿素箱专用料，其特征在于，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或其组合。
3.根据权利要求1所述的注塑尿素箱专用料，其特征在于，所述成核剂为有机磷酸盐类成核剂或硬脂酸盐。
4.一种如权利要求1所述的注塑尿素箱专用料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按重量配比称取高分子量高密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、抗氧剂、润滑剂、成核剂、光稳定剂和炭黑，然后加入高速混合机中共混5-8min；最后将所得混合物投入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到专用料。
5.根据权利要求4所述注塑尿素箱专用料制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机的工艺参数为：温度170-210℃，转速400-500rpm，熔体压力≤10MPa。
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