CN112175299A - 应用防鼠剂的车辆的管组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种应用防鼠剂的车辆的管组合物及其制备方法。更特别地，公开了一种包括选自包括聚丙烯共聚物、高结晶聚丙烯共聚物及其组合的组中的任意一种的基体树脂、防鼠剂和热稳定剂的车辆的波纹管组合物及其制备方法。

Description

应用防鼠剂的车辆的管组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种应用防鼠剂(anti-rodent agent)的车辆的管组合物及其制备方法。更具体地，本发明涉及一种包括选自包括聚丙烯共聚物、高结晶聚丙烯共聚物及其组合的组中的任意一种基体树脂、防鼠剂和热稳定剂的车辆的波纹管(corrugated tube)组合物及其制备方法。
背景技术
车辆中在以电线、电线束或燃料管包裹诸如发动机的受到热或振动等的干扰的电子设备的方式在车辆中对电线等进行布线时，使用波纹管来防止电线、燃料管等与车辆车身或其它电子设备的摩擦而磨损。这种波纹管不仅保护电子设备彼此免受干扰，而且还改善汽车的内部美观。
波纹管是形成凹凸结构的褶皱以便于拉伸和弯曲的管。波纹管可以分类为凹凸以螺旋状形成并连接的螺旋波纹管和多个圆形突起并排形成的圆形突起波纹管。
同时，在啮齿动物等频繁出现的区域，存在啮齿动物啃食电线和燃料管的问题。在这方面，虽然波纹管能够保护电线和燃料管免收车辆内部的电线和电子设备之间的干扰，但是难以保护燃料管等免受啮齿动物等的尖齿所导致的损坏。
提供本背景部分中所公开的上述信息仅是为了增强对本发明的背景的理解，因此上述信息可能包括不构成该国家的本领域的普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
提出本发明以解决上述与现有技术有关的问题。
本发明的一个目的是提供一种能够安全地保护车辆内部的燃料管免受啮齿动物的损坏的波纹管组合物。
本发明的另一个目的是提供一种几乎不受诸如车辆内部的高温的环境因素影响的波纹管组合物。
本发明的另一个目的是提供一种能够防止与啮齿动物和车辆有关的环境因素造成的损坏或变形的最佳组合物及其含量。
本发明的另一个目的是提供一种在制备过程中不释放任何可能影响人体的有害物质的波纹管组合物。
本发明的目的不限于上述目的。从以下描述中将清楚地理解本发明的目的，并且可以通过权利要求书及其组合所限定的方法来实现本发明的目的。
一方面，本发明提供一种管组合物。该管组合物包括：基体树脂，包括聚丙烯共聚物和高结晶聚丙烯共聚物；防鼠剂；以及热稳定剂。
防鼠剂可以包括地那铵(denatonium)。
管组合物可以进一步包括添加剂。
组合物可以包括89.5wt％至97.9wt％的基体树脂、0.95wt％至6.65wt％的辅助树脂、0.05wt％至0.35wt％的防鼠剂、0.2wt％至0.5wt％的热稳定剂和0.5wt％至3wt％的添加剂。
基于100重量份的管组合物，基体树脂的含量可以为89.5至97.9重量份，防鼠剂的含量可以为0.05至0.35重量份，以及热稳定剂的含量可以为0.2至0.5重量份。
基于100重量份的基体树脂，丙烯共聚物的含量可以为60至80重量份，并且高结晶丙烯共聚物的含量可以为20至40重量份。
另一方面，本发明提供一种管组合物的制备方法。该方法包括制备包括防鼠剂和辅助树脂的母料(masterbatch)以及将母料与基体树脂混合以制备混合物。
防鼠剂可以包括选自包括苯甲酸地那铵、地那铵糖及其组合的组中的一种。
母料可以进一步包括选自包括聚丙烯、聚乙烯及其组合的组中的一种。
基体树脂可以包括聚丙烯共聚物和高结晶聚丙烯共聚物。
管组合物中可以包括1wt％至7wt％的母料。
该方法可以进一步包括向混合物中添加热稳定剂和添加剂。
管组合物可以包括89.5wt％至97.9wt％的基体树脂、0.95wt％至6.65wt％的辅助树脂、0.05wt％至0.35wt％的防鼠剂、0.2wt％至0.5wt％的热稳定剂和0.5wt％至3wt％的添加剂。
另一方面，本发明提供一种包括管组合物的管。
根据ASTM D638，管的拉伸强度可以为30.6MPa至31.5MPa，根据ASTM D790，管的弯曲模量可以为1050MPa至1190MPa，根据ASTM D256，管的冲击强度可以为440J/m至605J/m，根据ASTM D648，管的热变形温度可以为108至114℃。
下文中讨论了本发明的其它方面和优选实施例。
附图说明
现在将参照在附图中示出的本发明的某些示例性实施例来详细描述本发明的上述和其它特征，在下文中仅以说明的方式给出示例性实施例，因此不限制本发明，并且其中：
图1是示出实施例1、实施例8和比较例6中制备的波纹管的高温稳定性随时间变化的曲线图。
具体实施方式
通过以下参照附图的优选实施例，将清楚地理解本发明的上述及其它目的、特征和优点。然而，本发明不限于实施例，并且可以以不同的形式体现。提出实施例仅是为了提供对所公开上下文的透彻且完整的理解，并且向本领域技术人员充分传达本发明的技术构思。
在整个附图的描述中，相同的附图标记表示相同的元件。在附图中，为了清楚起见，夸大了结构的尺寸。将理解的是，尽管本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应被解释为受这些术语的限制，这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在本发明所限定的范围内，“第一”元件可以被称为“第二”元件，并且类似地，“第二”元件可以被称为“第一”元件。除非上下文明确地另外指出，否则单数形式也旨在包括复数形式。
将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“具有”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件、组件或其组合的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件或其组合的存在或添加。此外，将理解的是，当诸如层、膜、区域或衬底的元件被称为在另一元件“之上”时，其可以直接在另一元件之上，或者也可以存在中间元件。还将理解的是，当诸如层、膜、区域或衬底的元件被称为在另一元件“之下”时，其可以直接在另一元件之下，或者也可以存在中间元件。
除非上下文明确地另外指出，否则本说明书中所使用的表示成分、反应条件、聚合物组合物和混合物的量的所有数字、数值和/或表达均为反映了在获得这些数值时本质发生的影响测量的各种不确定性的近似值。为此，应当理解的是，在所有情况下应理解为由术语“约”来修饰所有数字、数值和/或表达。此外，当在说明书中公开数值范围时，除非另外定义，否则这些范围是连续的，并且包括每个范围内从最小值到最大值、包括最小值和最大值的所有数值。此外，当范围是整数时，除非另外定义，否则包括范围内从最小值到最大值、包括最小值和最大值的所有整数。
本发明涉及一种应用防鼠剂的车辆的管组合物及其制备方法。
本发明的管组合物的制备方法的特征在于包括母料的制备步骤和混合物的制备步骤。
下面将详细描述每个步骤。
母料制备步骤
本步骤是制备包括防鼠剂和辅助树脂的母料(masterbatch)的步骤。具体地，在该步骤中，通过将防鼠剂和辅助树脂混合后挤压来制备母料。
如本文所使用的术语“母料”是通过在制备树脂组合物时预先分散高浓度的防鼠剂而获得的物质，并且通过制备这种母料，可以提高母料中防鼠剂在辅助树脂中的分散性，因此可以在本发明的管组合物的整个区域上实现均匀的防鼠效果。
此时，可以将母料制成球状、颗粒状等，然后在随后的步骤中可以将母料与基体树脂混合。
防鼠剂是在与啮齿动物等的舌头接触时产生苦味的物质，并且优选包括地那铵(denatonium)。更具体地，本发明包括选自包括苯甲酸地那铵(denatonium benzoate)、地那铵糖(denatonium saccharide)及其组合的组中的任意一种。
辅助树脂是将防鼠剂母料化(masterbatching)所必需的树脂，并且不影响本发明的管的物理性质。
辅助树脂包括选自包括聚丙烯、聚乙烯及其组合的组中的一种。
防鼠剂在母料中的含量优选为5wt％，并且可以通过控制母料的供应量来控制本发明的管组合物中的防鼠剂的含量。
混合物制备步骤
本步骤是通过向本发明的管组合物的基体树脂中添加预先制备的母料、热稳定剂和添加剂来制备混合物的步骤。
基体树脂是影响由本发明的组合物制成的管的物理性质的重要成分。
基体树脂优选包括聚丙烯共聚物和高结晶聚丙烯共聚物。此时，可以通过控制聚丙烯共聚物与高结晶聚丙烯共聚物的含量比，调节管的拉伸强度、热变形温度、冲击强度和弯曲模量(flexural modulus)。
与聚丙烯均聚物相比，聚丙烯共聚物通常具有较差的机械物理性质，例如拉伸强度、弯曲强度、弹性模量和热变形温度，但是具有较高的冲击强度和柔韧性，因此适用于管。
无论防鼠剂的含量是否增加，由本发明的组合物制成的管可能经受来自啮齿动物等的至少一次物理冲击。换句话说，防鼠剂可以防止来自先前已施加过物理冲击的啮齿动物的二次物理冲击，但是无法防止来自啮齿动物的首次冲击。因此，为了最小化管的损坏，管的物理性质，特别是冲击强度应该高。因此，控制聚丙烯共聚物与高结晶聚丙烯的含量比很重要。
与聚丙烯共聚物相比，高结晶聚丙烯共聚物具有更高的结晶度，因此添加高结晶聚丙烯共聚物以增强在高温环境下物理性质逐渐劣化的塑料的固有特性。
由本发明的组合物制成的管仅在弯曲模量为1000至1200Mpa时才可以获得作为波纹管的适当水平的物理性质。
管组合物中优选添加1wt％至7wt％的母料，其中基于管组合物，防鼠剂的含量为0.05wt％至0.35wt％。当母料的含量小于1wt％时，可能无法保持防鼠剂在管组合物中的均匀分散。
基于100重量份的基体树脂，丙烯共聚物的含量为60至80重量份，并且高结晶丙烯共聚物的含量为20至40重量份。在这种情况下，当丙烯共聚物的含量小于60重量份时，冲击强度可能显著降低，当高结晶丙烯共聚物的含量小于20重量份时，弯曲模量和热变形温度可能显著降低。
相对于总的管组合物，基体树脂的含量为89.5wt％至97.9wt％。
如上所述，防鼠剂在管组合物中的含量优选为0.05wt％至0.35wt％。更优选地，防鼠剂的含量为0.15wt％至0.25wt％。当防鼠剂的含量小于0.05wt％时，苦味不能适当地传递给啮齿动物，而当防鼠剂的含量超过0.35wt％时，与效果相比，效率可能降低。
添加热稳定剂以防止由于塑料长时间暴露于高温中所造成的氧化、物理性质降低而导致的劣化和破损，并且热稳定剂优选为选自酚醛热稳定剂、磷热稳定剂及其组合的组中的一种。
热稳定剂在管组合物中的含量优选为0.2wt％至0.5wt％。
添加剂可以包括选自包括抗氧化剂、阻燃剂、抗冲改性剂、增塑剂、增容剂、光稳定剂、颜料、染料、无机物、填充剂、粘度调节剂及其组合的组中的一种。可以根据管的目的和要求进行选择。
添加剂在管组合物中的含量为0.5wt％至3wt％。
本发明的管组合物包括：基体树脂，包括聚丙烯共聚物和高结晶聚丙烯共聚物；防鼠剂；以及热稳定剂，其中基于100重量份的管组合物，基体树脂的含量为89.5至97.9重量份，防鼠剂的含量为0.05至0.35重量份，并且热稳定剂的含量为0.2至0.5重量份。
在本发明中，可以制造包括管组合物的管。优选将其应用于波纹管以保护暴露于高温环境中的车辆内部的燃料管。
下文中，将参照实施例更详细地描述本发明。然而，提供这些实施例仅用于示出本发明，而不应解释为限制本发明的范围。
实施例1至实施例4和比较例1
利用下面表1所示的组合物制造五种不同的波纹管。此时，使用苯甲酸地那铵作为防鼠剂。
[表1]
Figure BDA0002553343730000081
实施例5至实施例7和比较例2至比较例5
除了如表2所示改变了基体树脂中聚丙烯共聚物和高结晶聚丙烯共聚物的含量以外，以与实施例2的组合物相同的方式制造根据实施例5至实施例7和比较例2至比较例5的波纹管。
[表2]
Figure BDA0002553343730000082
实施例8和比较例6
除了如表3所示改变了热稳定剂的含量以外，以与实施例2的组合物相同的方式制造根据实施例8和比较例6的波纹管。
[表3]
Figure BDA0002553343730000091
实验例1
将实施例1至实施例4和比较例1的管与两只小鼠一起放置45天，并将管的破裂程度量化并在下面表4中示出。为了更客观地确定破损的程度，对每只小鼠进行4次相同的实验，并且对剩余面积和损坏(破损)面积进行平均。
[表4]
Figure BDA0002553343730000092
从表4中可以看出，由包括本发明的防鼠剂的组合物制成的波纹管的破裂小于10％。特别地，当组合物包括3wt％的母料(即，防鼠剂在组合物中的含量为0.15wt％)时，超过99％的波纹管保持完好，这意味着保护了波纹管免受啮齿动物的损坏。参照这一点，可以预期的是，当母料的含量为2wt％至4wt％时，有极高的可能性来保护管免受啮齿动物啃咬。
实验例2
测量了实施例5至实施例7和比较例2至比较例5中制造的波纹管的拉伸强度(TS)、热变形温度(HDT)、冲击强度(IMP)和弯曲模量(FM)，并在下面表5中所示该结果。
[表5]
Figure BDA0002553343730000101
从表5中可以看出，随着聚丙烯共聚物含量的增加，冲击强度增加，但是弯曲模量和热变形温度降低。当弯曲模量过低时，无法实现保护燃料管的功能。
实验例3
将实施例1、实施例8和比较例6的管连续暴露于150℃的温度环境中，观察物理性质的变化并在图1所示该结果。
从图1中可以看出，当将管暴露于高温环境中500小时以上时，在热稳定剂被处理为0.1wt％的情况下，与常规管相比，物理性质降低了约60％。可以看出，为了使波纹管保持其形状，热稳定剂优选被处理为0.2wt％以上。此外，即使在热稳定剂的含量超过0.5wt％时，也没有观察到机械物理性质的显著改善。
从前述内容显而易见的是，根据本发明，可以提供一种可以保护车辆内部的燃料管免受啮齿动物的损坏的波纹管组合物。
根据本发明，可以提供一种几乎不受诸如车辆内部的高温的环境因素影响的波纹管组合物。
根据本发明，可以提供一种能够防止与啮齿动物和车辆有关的环境因素造成的损坏或变形的最佳组合物及其含量。
根据本发明，可以提供一种在制备过程中不释放任何可能影响人体的有害物质的波纹管组合物。
本发明的效果不限于上述效果。应当理解的是，本发明的效果包括可以从本发明的描述中推断出的所有效果。
已经参照本发明的优选实施例详细描述了本发明。然而，本领域技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求书及其等同方案中限定范围的本发明的宗旨和思想的情况下，可以对这些实施例进行改变。

Claims (15)

1.一种管组合物，包括：
基体树脂，包括聚丙烯共聚物和高结晶聚丙烯共聚物；
防鼠剂；以及
热稳定剂。
2.根据权利要求1所述的管组合物，其中，
所述防鼠剂包括地那铵。
3.根据权利要求1所述的管组合物，其中，
进一步包括添加剂。
4.根据权利要求3所述的管组合物，其中，
所述组合物包括：
基于所述管组合物的量的89.5wt％至97.9wt％的所述基体树脂；
0.95wt％至6.65wt％的辅助树脂；
0.05wt％至0.35wt％的所述防鼠剂；
0.2wt％至0.5wt％的所述热稳定剂；以及
0.5wt％至3wt％的所述添加剂。
5.根据权利要求1所述的管组合物，其中，
基于100重量份的所述管组合物，所述基体树脂的含量为89.5至97.9重量份，所述防鼠剂的含量为0.05至0.35重量份，以及所述热稳定剂的含量为0.2至0.5重量份。
6.根据权利要求1所述的管组合物，其中，
基于100重量份的所述基体树脂，所述丙烯共聚物的含量为60至80重量份，以及所述高结晶丙烯共聚物的含量为20至40重量份。
7.一种管组合物的制备方法，包括：
制备包括防鼠剂和辅助树脂的母料；以及
将所述母料与基体树脂混合以制备混合物。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，
所述防鼠剂选自包括苯甲酸地那铵、地那铵糖及其组合的组中的一种。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，
所述母料进一步包括选自包括聚丙烯、聚乙烯及其组合的组中的一种。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，
所述基体树脂包括聚丙烯共聚物和高结晶聚丙烯共聚物。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，
基于所述管组合物的量，所述管组合物中包括1wt％至7wt％的所述母料。
12.根据权利要求7所述的方法，其中，
进一步包括向所述混合物中添加热稳定剂和添加剂。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，
所述管组合物包括：
基于所述管组合物的量的89.5wt％至97.9wt％的所述基体树脂；
0.95wt％至6.65wt％的所述辅助树脂；
0.05wt％至0.35wt％的所述防鼠剂；
0.2wt％至0.5wt％的所述热稳定剂；以及
0.5wt％至3wt％的所述添加剂。
14.一种包括根据权利要求1所述的管组合物的管。
15.根据权利要求14所述的管，其中，
根据ASTM D638，所述管的拉伸强度为30.6MPa至31.5MPa，根据ASTM D790，所述管的弯曲模量为1050MPa至1190MPa，根据ASTM D790，所述管的冲击强度为440至605J/m，根据ASTMD648，所述管的热变形温度为108℃至114℃。
CN202010583617.6A 2019-07-01 2020-06-23 应用防鼠剂的车辆的管组合物及其制备方法 Pending CN112175299A (zh)

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