CN112552591A - 一种无针眼缺陷、高性能聚丙烯薄壁保险杠材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无针眼缺陷、高性能聚丙烯薄壁保险杠材料及其制备方法，该改性聚丙烯复合材料按重量百分比计包括：聚丙烯40～90％、弹性体5～15％、无机填料0～30％、色母粒1‑3％、分散剂0.5‑3％、有机光稳定剂0.05～5％、抗氧剂0.1～1.5％、其他助剂0～2％组成。首先将弹性体、无机填料、色母粒、分散剂及特殊的聚丙烯高速搅拌均匀，再通过双螺杆共混挤出条状共混物经过循环水冷却后进入切粒机切粒得改性聚丙烯粒子。通过选取流动性好，且在高剪切速率下具有较高粘度的聚丙烯，此类聚丙烯既能够较好地浸润色粉，又由于具有较高的粘度，剪切作用在物料之间的传递会更强，从而能够使色粉分散更加均匀。因此能够降低针眼缺陷的存在。再配合加入少量的分散剂，将会避免针眼存在的风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种无针眼缺陷、高性能聚丙烯薄壁保险杠材料；本发明还给出了一种无针眼缺陷、高性能聚丙烯薄壁保险杠材料的制备方法。
背景技术
随着汽车工业的不断发展及全球对节能减排的要求进一步提高，零件薄壁化设计成为一个重要的发展趋势。作为汽车外饰用量较大的保险杠零件，对其进行薄壁化设计具有非常重要的意义。薄壁化保险杠能够降低材料的使用量，从而达到车身减重及节约资源的目的。
有些保险杠都会进行全喷漆处理，一般此类保险杠只需要做成普通黑的颜色即可，因此在生产聚丙烯时，只需要加入少量的黑母粒聚丙烯粒子进行着色。为了满足造型及生产效率的需求，有些保险杠会设计成上下段一体，且上段喷漆，下段皮纹，因此在生产聚丙烯是，需要加入多种色母粒对聚丙烯粒子进行着色。如果在保险杠在成型时，表面出现凹坑，类似针眼的缺陷，那么将会大大增加保险杠喷漆后的不良率，且有可能对漆膜附着力产生一定的影响。尤其是当色母粒含量增大时，针眼缺陷的不良率将会进一步增加。
通过选取流动性好，且在高剪切速率下具有较高粘度的聚丙烯，此类聚丙烯既能够较好地浸润色粉，又由于具有较高的粘度，剪切作用在物料之间的传递会更强，从而能够使色粉分散更加均匀。因此能够降低针眼缺陷的存在。再配合加入少量的分散剂，将会避免针眼存在的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种无针眼缺陷、高性能聚丙烯薄壁保险杠材料及其制备方法，以解决上述问题，克服现有技术存在的缺陷。
本发明的目的是通过以下技术方案实现。
一种无针眼缺陷、高性能聚丙烯薄壁保险杠材料，由以下按重量百分比计的原料组成：
高熔体强度聚丙烯40～90％，
弹性体5～15％，
无机填料0～30％，
色母粒1-3％，
分散剂0.5-3％，
有机光稳定剂0.05～5％，
抗氧剂0.1～1.5％，
其他助剂0～2％。。
其中，
所述的高熔体强度聚丙烯是指在230℃，2.16Kg条件下，熔体流动速率为10～95g/10min，且在高剪切速率下具有高熔体强度。
所述的弹性体为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的一种或者几种的混合物，密度为0.80～1.0g/cm3，熔体流动速率为0.5～10g/10min。
所述的无机填料为纳米海泡石、滑石粉、蒙脱土、硅灰石、云母中的一种或两种及以上的组合物。
所述的黑母粒为炭黑母粒、蓝母粒为酞菁蓝或群青母粒、红母粒为酞菁红或铁红母粒，一种或两种的组合物。
所述的分散剂为醋酸乙烯蜡、脂肪族酰胺类、均聚聚乙烯蜡类、氧化聚乙烯蜡或马来酸酐接枝蜡一种或两种及以上的组合物。
所述的有机光稳定剂为市面上一种或两种及以上的组合物。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010(四(β—3,5—二叔丁基—4—羟基苯基)季戊四醇脂)、抗氧剂168(三(2,4—二叔丁基苯基)亚磷酸酯和抗氧剂DSTP(硫代二丙酸双十八醇酯)中的一种或者几种混合物。
上述的这种无针眼缺陷、高性能聚丙烯薄壁保险杠材料及其制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量百分比称取各组分；
(2)将聚丙烯、弹性体、无机填料、色母粒、分散剂、有机光稳定剂、抗氧剂、其他助剂加入到高速混料机中混合均匀，得到预混料；
(3)预混料经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒。所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为150℃，185℃，205℃，205℃，210℃，220℃,225℃，225℃,230℃,230℃。主螺杆转速为500～550r/min，水槽温度30℃～60℃。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
通过选取流动性好，且在高剪切速率下具有较高粘度的聚丙烯，再配合加入少量的分散剂，能够避免针眼存在的风险。从而，有利于提高保险杠产品的合格率，减少资源浪费。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明内容。应该强调的是，这些实施例仅用于对本发明的进一步说明，而不能理解为对本发明保护范围的限制。此外应理解，在阅读了本发明所述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1～12及对比例1，2；
按重量百分比称取表1和表2中实施例1～12及对比例1，2所示的组分：聚丙烯(PP1高融指，高熔体强度；PP2融指与PP1相当，低熔体强度；PP3融指低于PP1，高熔体强度；PP4融指与PP3相当，低熔体强度；PP5融指低于PP3，高熔体强度，PP6融指与PP5相当，低熔体强度)、弹性体、无机填料、色母粒、分散剂、有机光稳定剂、抗氧剂、其他助剂。使用高速混料机将这些组分混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融挤出。
性能评价方式及实行标准
将按实施例1～12及对比例1，2的方法造粒所得的干燥粒子，用注塑机注塑成型制样。
表观针眼缺陷评价，试样尺寸为150*100*3.2mm；缺口冲击性能测试按照GB/T1843进行，试样尺寸为80*10*4mm；拉伸性能测试按照GB/T 1040进行，试样尺寸为170*10*4mm；弯曲性能按照GB/T 9341进行，试样尺寸为80*10*4mm。
材料的综合力学性能通过测试所得缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度的数值进行评判。材料表观麻点缺陷的评价通过对比50*100*3.2mm光板上面针眼缺陷的大小及数量进行评判(观察10块板子，然后取平均值)。针眼缺陷越小，数量越少，表示材料越不容易产生针眼缺陷。实施例1～12及对比例1、2各项性能测试结果见表2。
表1实施例1-5及对比例1材料配方表(重量％)
表2实施例1-5及对比例1材料性能表
从实施例1-5与对比例1的对比可以发现，色粉更容易分散在融指高，且熔体强度大的聚丙烯中。是由于聚丙烯的融指越高，其浸润色粉的能力越强；熔体强度越高，剪切作用在物料之间的传递会更强，因此，色粉更容易分散在聚丙烯中。
表3实施例6-12及对比例2材料配方表(重量％)
表4实施例6-12及对比例2材料性能表
从实施例6-12与对比例2的对比可以发现，几个实施例的力学性能比较接近，都适合作为薄壁保险杠材料进行使用。对于针眼缺陷而言，不同的基材组合有着明显的差别。
实施例1是选取了三个熔体强度比较大的基材，未在光板表面发现针眼，是由于：1.聚丙烯的融指越高，其浸润色粉的能力越强；2.熔体强度越高，剪切作用在物料之间的传递会更强；3.分散剂可以在色粉的周围形成一个防护罩，使受剪切作用分散开的色粉不再轻易再聚集。
Claims (9)
1.一种无针眼缺陷、高性能聚丙烯薄壁保险杠材料，其特征在于：由以下按重量百分比计的原料组成：
高熔体强度聚丙烯40～90％，
弹性体5～15％，
无机填料0～30％，
色母粒1-3％，
分散剂0.5-3％，
有机光稳定剂0.05～5％，
抗氧剂0.1～1.5％，
其他助剂0～2％。。
2.根据权利要求1所述的一种无针眼缺陷、高性能聚丙烯薄壁保险杠材料，其特征在于：所述的高熔体强度聚丙烯是指在230℃，2.16Kg条件下，熔体流动速率为10～95g/10min，且在高剪切速率下具有高熔体强度。
3.根据权利要求1所述的一种无针眼缺陷、高性能聚丙烯薄壁保险杠材料，其特征在于：所述的弹性体为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的一种或者几种的混合物，密度为0.80～1.0g/cm3，熔体流动速率为0.5～10g/10min。
4.根据权利要求1所述的一种无针眼缺陷、高性能聚丙烯薄壁保险杠材料，其特征在于：所述的无机填料为纳米海泡石、滑石粉、蒙脱土、硅灰石、云母中的一种或两种及以上的组合物。
5.根据权利要求1所述的一种无针眼缺陷、高性能聚丙烯薄壁保险杠材料，其特征在于：所述的黑母粒为炭黑母粒、蓝母粒为酞菁蓝或群青母粒、红母粒为酞菁红或铁红母粒中的一种或两种的组合物。
6.根据权利要求1所述的一种无针眼缺陷、高性能聚丙烯薄壁保险杠材料，其特征在于：所述的分散剂为醋酸乙烯蜡、脂肪族酰胺类、均聚聚乙烯蜡类、氧化聚乙烯蜡或马来酸酐接枝蜡中一种或两种及以上的组合物。
7.根据权利要求1所述的一种无针眼缺陷、高性能聚丙烯薄壁保险杠材料，其特征在于：所述的有机光稳定剂为市面上一种或两种及以上的组合物。
8.根据权利要求1所述的一种无针眼缺陷、高性能聚丙烯薄壁保险杠材料，其特征在于：所述的抗氧剂为抗氧剂1010(四(β—3,5—二叔丁基—4—羟基苯基)季戊四醇脂)、抗氧剂168(三(2,4—二叔丁基苯基)亚磷酸酯和抗氧剂DSTP(硫代二丙酸双十八醇酯)中的一种或者几种混合物。
9.根据权利要求1-8任意之一所述无针眼缺陷、高性能聚丙烯薄壁保险杠材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)按重量百分比称取各组分；
(2)将聚丙烯、弹性体、无机填料、色母粒、分散剂、有机光稳定剂、抗氧剂、其他助剂加入到高速混料机中混合均匀，得到预混料；
(3)预混料经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒。所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为150℃，185℃，205℃，205℃，210℃，220℃,225℃，225℃,230℃,230℃。主螺杆转速为500～550r/min，水槽温度30℃～60℃。
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2020
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