CN112048114B - 利用tpo蒙皮再生料制备的汽车外饰专用料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用TPO蒙皮再生料制备的汽车外饰专用料及其制备方法。其采用的原料有：TPO蒙皮再生料、共聚PP、分子量调节剂、增韧剂、相容剂、耐候剂、填充剂、抗氧剂、着色剂；其制备方法包括将TPO蒙皮再生料及分子量调节剂混合搅拌，接着加入共聚PP、增韧剂、耐候剂、相容剂、抗氧剂、填充剂、着色剂继续混合搅拌，然后放入双螺杆挤出机中，进行挤出、冷却、干燥、切粒。本发明创造性地把TPO蒙皮再生料用于汽车挡泥板、轮罩等汽车外饰专用料的生产中，且完全可满足汽车挡泥板、轮罩等汽车外饰工况性能要求，从而取代高抗冲的PP或者PE材料，不仅可以缓解资源浪费和环境污染等问题还可以有效降低生产成本，提高企业的经济效益。

Description

利用TPO蒙皮再生料制备的汽车外饰专用料及其制备方法
技术领域
本发明涉及汽车零配件制造技术领域，尤其是一种汽车外饰专用料及其制备方法。
背景技术
汽车挡泥板、轮罩的工作条件极其恶劣，要求其材质具有耐寒、耐磨、耐应力开裂、耐大气老化、耐溶剂和耐化学药品腐蚀等性能，以适应抗飞石冲击、抗老化、防破碎等方面的要求，同时还要达到轻量化以及便于加工成型等条件。
目前，汽车挡泥板、轮罩外饰产品一般使用刚性、强度较低，高抗冲的PP或者PE材料。而TPO蒙皮再生料虽然具备有超高抗冲性能、耐寒、耐环境应力开裂、耐溶剂和耐化学药品腐蚀等性能，但由于TPO蒙皮再生料流动性比较差、注塑加工相对较为困难，且耐候性能不足、强度、刚性及耐热性能也较差。因此，未曾见有使用回收发泡TPO蒙皮再生材料——即TPO蒙皮再生料生产汽车挡泥板、轮罩外饰产品。
发明内容
本发明提供了一种利用TPO蒙皮再生料制备的汽车外饰专用料及其制备方法，该方法通过对TPO蒙皮再生料进行改性并制成汽车挡泥板、轮罩外饰等汽车外饰专用料，不仅可以缓解资源浪费和环境污染等问题，还可以有效降低原材料成本，提高企业的经济效益。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
它采用以下重量百分比的原料制成：
TPO蒙皮再生料 45%～75%；
共聚PP 10%～22%；
分子量调节剂 0.1～0.5%；
增韧剂 3%～10%；
相容剂 2%～4%；
耐候剂 0.2%～1%；
填充剂 8%～23%；
抗氧剂 0～1.5%；
着色剂 0.5%～3%；
其制备方法包括以下步骤：
A.按上述配比将TPO蒙皮再生料及分子量调节剂倒进可加热的高速混合机内，并在50℃～60℃的温度下高速混合搅拌；
B.接着，按上述配比将共聚PP、增韧剂、耐候剂、相容剂、抗氧剂、填充剂、着色剂倒入所述高速高混机中，继续高速混合搅拌，得到混合物；
C.接着，将所述混合物放入双螺杆挤出机中，进行挤出、冷却、干燥、切粒。
上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：各原料的重量百分比为：
TPO蒙皮再生料55%、共聚PP15.8%、分子量调节剂0.2%、增韧剂5%、相容剂3%、耐候剂0.5%、填充剂20%、抗氧剂0.2%、着色剂0.3%。
进一步的，所述TPO蒙皮再生料是由汽车内饰发泡TPO蒙皮材料经过分选、粉碎、分离、清洗、消泡反应挤出造粒制得。
进一步的，所述分子量调节剂为2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧基己烷。
进一步的，所述共聚PP为熔融指数范围为30g/10min～100g/10min（230℃，2.16kg）、悬臂梁缺口冲击≥6KJ/m2的高结晶高流动共聚PP。
进一步的，所述增韧剂为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物三者中的一种或者几种；
所述耐候剂是由受阻胺与受阻苯甲酸酯复配制得；
所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐，聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯三者中的一种或者几种；
所述抗氧剂是由受阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按质量比为3：1的比例复配制得；
所述填充剂是由滑石粉与活性碳酸钙按质量比为1:1的比例复配制得；其中，所述滑石粉为SiO2含量大于57%、平均粒径为2μm超细滑石粉，所述活性碳酸钙的粒径大小为3000目，且使用硬脂酸钙活化；
所述偶联剂是由铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂按质量比为1:1的比例复配制得。
进一步的，所述双螺杆挤出机为高扭矩、螺杆长径比为48:1的双螺杆挤出机；且该双螺杆挤出机工作时的各区温度为175℃～215℃，主机螺杆转速为400r/min～500r/min，喂料机频率为15Hz～25Hz，切料机频率为22Hz～28Hz。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.本发明创造性地把TPO蒙皮再生料用于汽车挡泥板、轮罩等外饰专用料的生产中，且所制的汽车挡泥板、轮罩等外饰专用料具有优异的韧性、抗老化性能、耐寒、耐环境应力开裂、耐溶剂和耐化学药品腐蚀等性能，其加工性能也非常优良，完全可满足汽车挡泥板、轮罩等外饰工况性能要求，从而取代高抗冲的PP或者PE材料，不仅可以缓解资源浪费和环境污染等问题，还可以有效降低生产成本，提高企业的经济效益。
2.综上所述，采用本发明的方法本发明通过分子量调节剂改善TPO蒙皮再生料的流动性能，极大改善其加工性能；通过添加高流动共聚PP，相容剂，提高其体系的综合性能；通过添加矿物填充增加材料体系的强度、刚性及耐热性能，使其在极端的环境不易出现变形情况；通过添加耐候剂提高其耐候性能，使其长时间在恶劣的环境使用。
3.相对于其他的分子量调节剂，本发明选择的2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧基己烷具有用量少，副反应少，可以用较高温度的加工，调节材料体系流动性能效果明显，且不会导致其它物理性能如：韧性、强度等下降太多的优点。
4.相对于其他的共聚PP，本发明选择高结晶高流动共聚PP，特别还是限定其熔融指数范围为30g/10min～100g/10min（230℃，2.16kg）、悬臂梁缺口冲击≥6KJ/m2以及用量比例可以在其韧性降低不大的情况比其他的共聚PP更加有效的改善TPO的强度、刚性、耐热及加工性能。
5.同理，相对于其他增韧剂，本发明选择乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物均为POE（聚烯烃弹性体），有优异的韧性又有良好的加工性；分子量分布窄，与聚烯烃材料相容性好，分散好，具有较佳的流动性；没有不饱和双键，增韧效果良好同其他物理性能依然保持较好，具有明显的成本与综合性能优势。
6.同理，相对于其他耐候剂，本发明选择由受阻胺与受阻苯甲酸酯复配制得的耐候剂具长期有效性好、添加量少、对配方体系性能影响小的复配型耐光稳定剂的优点。
7.同理，相对于其他相容剂，本发明选择的聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐，聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯能极大地提高整个配方体系的综合性能，降低不同聚合物的接触界面的阻力，减小分散相的粒径，增加分散相的表面积，提高分散相和连续相结合力，使体系中各相之间形成稳定的一个整体。
8.同理，相对于其他抗氧剂，本发明选择阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按质量比为3：1的比例进行复配，使二者起到协同作用，增加材料耐热氧老化性能，同时适当的降低了成本。
9.同理，相对于其他填充剂，本发明选择由滑石粉与活性碳酸钙按质量比1:1的比例复配制得；其中， 滑石粉主要作用是补强、降低成本，增加产品尺寸稳定性，同可作为成核剂改善材料结晶速度，SiO2含量越高，平均粒径越小则效果越好，添加量越大，对配方体系其他性能的影响也小；活性碳酸钙的作用同样是补强、进一步降低成本，粒径小的碳酸钙不经过活化，使用过程中易团聚，不好分散。同时还可以稍微增加配方体系的韧性；而由于滑石粉添加量增加导致体系的强度升高明显但韧性下降也明显，且TPO材料柔顺性能下降，影响产品使用，因此使用部分的活性碳酸钙取代滑石粉，保证TPO材料韧性、柔顺性、增加产品强度、刚性及尺寸稳定性，切能更进一步降低成本。
具体实施方式
以下结合实例，对本发明作进一步详述；
以下表1为实施例1-实施例6，表3为对比例1-对比例6的原料重量百分比组成，表2为实施例1-实施例6所得产物的性能检测数据，表4为对比例1-对比例6所得产物的性能检测数据。
其中，表1和表2中，涉及的TPO蒙皮再生料均是由汽车内饰发泡TPO蒙皮材料经过分选、粉碎、分离、清洗、消泡反应挤出造粒制得；
涉及的分子量调节剂均为2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧基己烷；
涉及的共聚PP均为熔融指数范围为30g/10min～100g/10min（230℃，2.16kg）、悬臂梁缺口冲击≥6KJ/m2的高结晶高流动共聚PP——BX3920（爱思开）；
涉及的增韧剂：实施例1为乙烯-丁烯共聚物、实施例2为乙烯-辛烯共聚物、实施例3为乙烯-丙烯共聚物、实施例4为乙烯-丁烯共聚物、实施例5为烯-丙烯共聚物、实施例6为乙烯-辛烯共聚物；比较例1为乙烯-丁烯共聚物、比较例2为乙烯-辛烯共聚物、比较例3为乙烯-丙烯共聚物、比较例4为乙烯-丁烯共聚物、比较例5为乙烯-丙烯共聚物、比较例6为乙烯-辛烯共聚物；
涉及的耐候剂均是由受阻胺与受阻苯甲酸酯复配制得；
涉及的相容剂：实施例1为聚乙烯接枝马来酸酐、实施例2为聚丙烯接枝马来酸酐、实施例3为聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、实施例4为聚乙烯接枝马来酸酐、实施例5为烯-丙烯共聚物、实施例6为聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯；比较例1为聚乙烯接枝马来酸酐、比较例2为聚丙烯接枝马来酸酐、比较例3为聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、比较例4为聚乙烯接枝马来酸酐、比较例5为聚丙烯接枝马来酸酐、比较例6为聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯；
涉及的抗氧剂均是由受阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按质量比为3：1的比例复配制得；
涉及的填充剂均是由滑石粉与活性碳酸钙按质量比为1:1的比例复配制得；其中，所述滑石粉为SiO2含量大于57%、平均粒径为2μm超细滑石粉，所述活性碳酸钙的粒径大小为3000目，且使用硬脂酸钙活化。
表2和表4中涉及的检测项目的测试方法如下：
密度：按GB 1033 .1-2008中，方法A测试；
悬臂梁冲击性能：按GB/T1843-2008标准测试；
维卡软化点： 按GB/T 1633-2000 标准测试；
拉伸性能：按GB/T1040.2-2006标准进行，测试速率为5mm/min；
弯曲性能：按GB/T9341-2008标准进行，跨距为64mm，测试速率为2mm/min；
熔体流动速率；按ISO1133-1标准测试，测试条件为230℃、2.16Kg；
耐光老化性能：按GB/T 16422.2-2014标准测试。
表1和表3给出实施例1-实施例6、对比例1-对比例6的原料组成按以下步骤制备：
A.按上述配比将TPO蒙皮再生料及分子量调节剂倒进可加热的高速混合机内，并在50℃～60℃的温度下高速混合搅拌；
B.接着，按上述配比将共聚PP、增韧剂、耐候剂、相容剂、抗氧剂、填充剂、着色剂倒入所述高速高混机中，继续高速混合搅拌，得到混合物；
C.接着，将所述混合物放入双螺杆挤出机中，进行挤出、冷却、干燥、切粒。
表1
。
表2
。
表3
。
表4
。
通过上述实例及对比例可以发现：
1、随着分子量调节剂的增加，材料体系流动性有很大的提升，但是其他物理性能则有很大的下降；
2、通过添加分子量调节剂，虽然牺牲了一些韧性、强度、刚性。但可以极大的改善配方体系的流动性，提高其加工性能。若不添加分子量调节剂，虽然综合性能较好，但是则流动性较差，对于生产体积较大，结构较为复杂的产品比较困难；
3、不添加共聚PP及相容剂除韧性外其他物理性能均出现不同程度的下降，添加共聚PP及相容剂除改善材料体系的整体性能，弥补添加分子量调节剂带来的不利影响，还能增加再利用的次数；
4、不添加有耐候剂比添加耐候剂，易出现老化褪色并可能出现产品性能下降而导致产品丧失功能。
综上所述，采用本发明的方法所制的汽车挡泥板、轮罩等汽车外饰专用料具有优异的韧性、抗老化性能、耐寒、耐环境应力开裂、耐溶剂和耐化学药品腐蚀等性能，且其加工性能也非常优良，完全可满足汽车挡泥板、轮罩等外饰工况性能要求，从而取代高抗冲的PP或者PE材料，降低成本。

Claims (5)

1.一种利用TPO蒙皮再生料制备的汽车外饰专用料，其特征在于采用以下重量百分比的原料制成：
TPO蒙皮再生料 45%～75%；
共聚PP 10%～22%；
分子量调节剂 0.1～0.5%；
增韧剂 3%～10%；
相容剂 2%～4%；
耐候剂 0.2%～1%；
填充剂 8%～23%；
抗氧剂 0～1.5%；
着色剂 0.5%～3%；
其中，所述TPO蒙皮再生料是由汽车内饰发泡TPO蒙皮材料经过分选、粉碎、分离、清洗、消泡反应挤出造粒制得；
所述分子量调节剂为2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧基己烷；
所述共聚PP在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为30g/10min～100g/10min、悬臂梁缺口冲击≥6KJ/m2的高结晶高流动共聚PP；
所述增韧剂为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物三者中的一种或者几种；
所述耐候剂是由受阻胺与受阻苯甲酸酯复配制得；
所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐，聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯三者中的一种或者几种；
所述抗氧剂是由受阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按质量比为3：1的比例复配制得；
所述填充剂是由滑石粉与活性碳酸钙按质量比为1:1的比例复配制得；其中，所述滑石粉为SiO2含量大于57%、平均粒径为2μm超细滑石粉，所述活性碳酸钙的粒径大小为3000目，且使用硬脂酸钙活化。
2.根据权利要求书1所述的利用TPO蒙皮再生料制备的汽车外饰专用料，其特征在于各原料的重量百分比为：
TPO蒙皮再生料55%、共聚PP15.8%、分子量调节剂0.2%、增韧剂5%、相容剂3%、耐候剂0.5%、填充剂20%、抗氧剂0.2%、着色剂0.3%。
3.一种利用TPO蒙皮再生料制备的汽车外饰专用料的制备方法，其特征在于：
采用以下重量百分比的原料：
TPO蒙皮再生料 45%～75%；
共聚PP 10%～22%；
分子量调节剂 0.1～0.5%；
增韧剂 3%～10%；
相容剂 2%～4%；
耐候剂 0.2%～1%；
填充剂 8%～23%；
抗氧剂 0～1.5%；
着色剂 0.5%～3%；
其中，所述TPO蒙皮再生料是由汽车内饰发泡TPO蒙皮材料经过分选、粉碎、分离、清洗、消泡反应挤出造粒制得；
所述分子量调节剂为2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧基己烷；
所述共聚PP在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为30g/10min～100g/10min、悬臂梁缺口冲击≥6KJ/m2的高结晶高流动共聚PP；
所述增韧剂为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物三者中的一种或者几种；
所述耐候剂是由受阻胺与受阻苯甲酸酯复配制得；
所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐，聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯三者中的一种或者几种；
所述抗氧剂是由受阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂按质量比为3：1的比例复配制得；
所述填充剂是由滑石粉与活性碳酸钙按质量比为1:1的比例复配制得；其中，所述滑石粉为SiO2含量大于57%、平均粒径为2μm超细滑石粉，所述活性碳酸钙的粒径大小为3000目，且使用硬脂酸钙活化；
其制备方法包括以下步骤：
A.按上述配比将TPO蒙皮再生料及分子量调节剂倒进可加热的高速混合机内，并在50℃～60℃的温度下高速混合搅拌；
B.接着，按上述配比将共聚PP、增韧剂、耐候剂、相容剂、抗氧剂、填充剂、着色剂倒入所述高速高混机中，继续高速混合搅拌，得到混合物；
C.接着，将所述混合物放入双螺杆挤出机中，进行挤出、冷却、干燥、切粒。
4.根据权利要求书3所述的一种利用TPO蒙皮再生料制备的汽车外饰专用料的制备方法，其特征在于各原料的重量百分比为：
TPO蒙皮再生料55%、共聚PP15.8%、分子量调节剂0.2%、增韧剂5%、相容剂3%、耐候剂0.5%、填充剂20%、抗氧剂0.2%、着色剂0.3%。
5.根据权利要求书3或4所述的一种利用TPO蒙皮再生料制备的汽车外饰专用料的制备方法，其特征在于：
所述双螺杆挤出机为高扭矩、螺杆长径比为48:1的双螺杆挤出机；且该双螺杆挤出机工作时的各区温度为175℃～215℃，主机螺杆转速为400r/min～500r/min，喂料机频率为15Hz～25Hz，切料机频率为22Hz～28Hz。
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