CN114015208A - 环保型保险杠外壳、其制备方法及带有该外壳的保险杠 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型保险杠外壳、其制备方法及带有该外壳的保险杠，属于汽车配件技术领域。环保型保险杠外壳按照质量百分比计，原料包括50%～70%的生物降解树脂和30%～50%的填充材料，所述填充材料包括增强材料和降解促进材料，所述增强材料包括玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或云母中的一种或多种，所述降解促进材料包括淀粉、秸秆粉、竹粉、木粉或棉麻纤维中的一种或多种。本发明的环保型保险杠外壳具备良好的机械强度和生物降解性，产品质量稳定，有利于简化保险杠的整体加工工序，改善保险杠生产和使用的环保性和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及环保型保险杠外壳、其制备方法及带有该外壳的保险杠，属于汽车配件技术领域。
背景技术
保险杠是用于吸收和减缓外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。随着汽车行业的不断发展，在保险杠原有的保护功能的基础上，进一步追求保险杠与车体造型的和谐与统一，追求保险杠本身的轻量化。目前，对于保险杠的外观和造型塑造，通常通过对保险杠外表面进行涂装实现，使保险杠从外观上与车体浑然一体地结合。对保险杠表面的涂装工艺包括表面预处理、预加热、底漆喷涂、干燥打磨、色漆预处理、色漆喷涂及晾干、清漆喷涂及晾干、烘烤等一系列过程，工序复杂，对操作精度要求高，不仅会提高保险杠加工和制造的成本，尤其是人工成本，而且易因喷漆造成环境污染。
同时，保险杠作为汽车保护功能的重要配件，在汽车行驶中经常会遇到碰撞、刮擦等情况，保险杠表面的漆层极易因碰撞或刮擦等情况而掉落，严重影响汽车整体的美观性，为消除漆层掉落而带来的影响，往往需要对整个保险杠进行重新喷涂或局部，维护成本高，局部喷涂易出现色差，维护效果不理想。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种环保型保险杠外壳、其制备方法及带有该外壳的保险杠。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：环保型保险杠外壳，按照质量百分比计，原料包括50％～70％的生物降解树脂和30％～50％的填充材料，所述填充材料包括增强材料和降解促进材料，所述增强材料包括玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或云母中的一种或多种，所述降解促进材料包括淀粉、秸秆粉、竹粉、木粉或棉麻纤维中的一种或多种。
进一步的，所述生降解树脂包括聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯、聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯，所述聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯、聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯的质量比为(7～9)：1:(0.8～1.2)。
进一步的，所述填充材料还包括补充材料，所述补充材料包括碳酸钙或滑石粉中的至少一种。
进一步的，按照质量百分比计，所述填充材料中增强材料的含量为原料的5％～30％。
进一步的，所述增强材料包括占原料总质量5％～15％的玻璃纤维。
进一步的，按照质量百分比计，所述降解促进材料中增强材料的含量为原料的15％～30％。
进一步的，所述填充材料还包括色粉。
本发明还提供一种环保型保险杠外壳的制备方法，包括以下步骤：将生物降解树脂按比例混合均匀，加入填充材料混合均匀后挤出造粒，得到颗粒物料，将颗粒物料挤出成3～5mm厚的片材，将片材压制成型，得到环保型保险杠外壳。
本发明另外提供一种保险杠，包括外壳层和内部增强层，所述外壳层为上述的环保型保险杠外壳。
本发明的有益效果是：
1)通过利用生物降解树脂和填充材料制备可降解的保险杠外壳，一方面，利用填充材料中的增强材料与降解促进材料复配加入生物降解树脂中，能够改善保险杠外壳材料的强度，提高保险杠外壳材料生物降解的可控性，实现该材料在保险杠外壳上的应用。另一方面，利用增强材料中的玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或云母材料与降解促进材料中的淀粉、秸秆粉、竹粉、木粉或棉麻纤维复配，在强化材料强度性能的同时提高材料韧性，改善材料在制备过程中的加工性能，进而降低对加工工艺的要求，有利于提高环保型保险杠外壳的产品质量稳定性。
2)本发明的保险杠外壳制备方法简单，由原料挤出造粒、制成片材后直接压制成型即可，无需对其外表面进行繁复的装饰加工，有利于降低保险杠加工制备的人工成本，减小其加工和使用对环境的影响。
3)通过以环保型保险杠外壳和内部增强层组成保险杠结构，环保型保险杠外壳为保险杠提供良好的防腐性能和美观性，内部增强层为保险杠提供可靠支撑，提高保险杠整个部件的承力能力。整个保险杠的制备过程工艺简单，无需对保险杠表面进行繁复的喷漆过程，保险杠外壳结构本身具有优异的外观效果，且保险杠外壳结构相较于现有的漆层更加稳定，不会因碰撞、刮擦等原因脱落，产生明显影响保险杠外观的瑕疵，在使用中更加稳定，有利于降低保险杠的造价成本和使用维护成本。同时，保险杠外壳对内部的增强层结构有优异的防护作用，在车辆报废时，可直接对保险杠的内部增强层进行回收再利用，保险杠外壳结构则可以自行降解，明显提高保险杠的环保性和经济效果。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。
本发明提供一种环保型保险杠外壳，按照质量百分比计，原料包括50％～70％的生物降解树脂和30％～50％的填充材料，这里的填充材料包括增强材料和降解促进材料，其中，增强材料可以是玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或云母中的一种或多种，增强材料的含量为原料的5％～30％。优选的，增强材料包括占原料总质量5％～15％的玻璃纤维。降解促进材料可以是淀粉、秸秆粉、竹粉、木粉或棉麻纤维中的一种或多种，填充材料中降解促进材料的含量为原料的15％～30％。生降解树脂可以为聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯、聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯，聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯、聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯的质量比为(7～9)：1:(0.8～1.2)。同时，填充材料中还可以进一步包括补充材料，补充材料可以是碳酸钙或滑石粉中的至少一种。为改善保险杠外壳的外观，填充材料还可包括色粉，这里的色粉可采用高光泽金属粉末、云母。
本发明还提供一种环保型保险杠外壳的制备方法，包括以下步骤：将生物降解树脂按比例投入高速混料机中混合均匀，再加入填充材料混合均匀后通过双螺杆挤出机在120～140℃下挤出造粒，得到颗粒物料，将颗粒物料用挤出片材机挤出成3～5mm厚的片材，将片材经过裁剪后置于阴模上，通过140～170℃的高温干燥空气加热后阴模内抽真空吸附成型，得到环保型保险杠外壳。
本发明另外提供一种保险杠，包括外壳层和内部增强层，外壳层为上述的环保型保险杠外壳，将该外壳层卡接在内部增强层的外部，即形成保险杠结构。这里的内部增强层可采用金属材质制作，如采用钢片或不锈钢片材机械压制成型，然后将外壳层与内部增强层通过卡扣连接，即完成两者的固定，卡扣连接的具体方式为现有技术，再次不作赘述。
实施例一
本实施例提供一种环保型保险杠外壳，该环保型保险杠外壳的制备包括以下步骤：称取40份的聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯、5份的聚乳酸和5份的聚丁二酸丁二醇酯投入高速混料机中混合均匀，继续投入10份的玻璃纤维、5份的碳纤维、5份的云母、10份的秸秆粉、10份的竹粉和10份的棉麻纤维混合均匀，然后将混合物料投入双螺杆挤出机中在130℃下挤出造粒，得到颗粒物料。然后将颗粒物料投入挤出片材机中，挤出得到3mm厚的片材，根据所加工保险杠尺寸裁剪片材，然后将片材置于阴模上，经过150℃的高温干燥空气加热后，阴模内抽真空吸附成型，得到环保型保险杠外壳。
实施例二
本实施例与实施例一的区别主要在于：本实施例的环保型保险杠外壳由56.25份聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯、6.25份的聚乳酸和7.5份的聚丁二酸丁二醇酯混合后，加入5份的玻璃纤维、5份的碳纤维、5份的玄武岩纤维、3份的淀粉、5份的木粉、10份的竹粉和7份的棉麻纤维混合挤出制备得到。
实施例三
本实施例与实施例一的区别主要在于：本实施例的环保型保险杠外壳由43.75份聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯、6.25份的聚乳酸和5份的聚丁二酸丁二醇酯混合后，加入10份的玻璃纤维、5份的碳纤维、5份的玄武岩纤维、6份的秸秆粉、5份的竹粉、4份的棉麻纤维、3份的碳酸钙、4份的滑石粉和3份的色粉混合挤出制备得到。
实施例四
本实施例与实施例一的区别主要在于：本实施例的环保型保险杠外壳由48份聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯、6份的聚乳酸和6份的聚丁二酸丁二醇酯混合后，加入7份的玻璃纤维、5份的碳纤维、5份的云母、2份的淀粉、6份的木粉、7份的竹粉、6份的碳酸钙和2份的色粉混合挤出制备得到。
实施例五
本实施例提供一种环保型保险杠，采用钢片压制成型的内部增强层与实施例一直播的环保型保险杠外壳层卡接扣合，形成保险杠。
产品检测
根据国家标准GB/T 2951.11-2008和GB/T19277.1-2011的方法对实施例一至四制备的环保型保险杠外壳的物理机械性能和降解性能进行检测，检测结果如表1所示。
表1各实施例的机械性能和降解性能检测结果
| 组别 | 拉伸强度/MPa | 拉伸断裂伸长率/％ | 生物降解百分率/％ |
| 实施例一 | 28.3 | 8.4 | ≥70 |
| 实施例二 | 32.7 | 9.7 | ≥75 |
| 实施例三 | 33.5 | 7.3 | ≥70 |
| 实施例四 | 25.2 | 9.5 | ≥75 |
由表1可见，本发明制备的环保型保险杠外壳具有良好的机械性能和生物降解性能，在保险杠使用中，环保型保险杠外壳能够为内部增强层提供良好的防护保护性能，提升保险杠的外观美观度，无需对保险杠表面进行繁复的喷涂加工装饰过程，有利于降低保险杠的生产成本和维护成本，使用后的保险杠外壳具有生物降解性，内部增强层则可以回收再利用，有利于提高保险杠的环保型和经济性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.环保型保险杠外壳，其特征在于：按照质量百分比计，原料包括50%～70%的生物降解树脂和30%～50%的填充材料，所述填充材料包括增强材料和降解促进材料，所述增强材料包括玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或云母中的一种或多种，所述降解促进材料包括淀粉、秸秆粉、竹粉、木粉或棉麻纤维中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的环保型保险杠外壳，其特征在于：所述生降解树脂包括聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯、聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯，所述聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯、聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯的质量比为7～9：1:0.8～1.2。
3.根据权利要求1所述的环保型保险杠外壳，其特征在于：所述填充材料还包括补充材料，所述补充材料包括碳酸钙或滑石粉中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的环保型保险杠外壳，其特征在于：按照质量百分比计，所述填充材料中增强材料的含量为原料的5%～30%。
5.根据权利要求1所述的环保型保险杠外壳，其特征在于：所述增强材料包括占原料总质量5%～15%的玻璃纤维。
6.根据权利要求1所述的环保型保险杠外壳，其特征在于：按照质量百分比计，所述填充材料中降解促进材料的含量为原料的15%～30%。
7.根据权利要求1所述的环保型保险杠外壳，其特征在于：所述填充材料还包括色粉。
8.环保型保险杠外壳的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将生物降解树脂按比例混合均匀，加入填充材料混合均匀后挤出造粒，得到颗粒物料，将颗粒物料挤出成片材，将片材压制成型，得到环保型保险杠外壳。
9.保险杠，其特征在于：包括外壳层和内部增强层，所述外壳层为权利要求1至7中任意一项所述的环保型保险杠外壳。
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