PL109302B1 - Mixture for manufacturing motor vehicle bumper - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest mieszanina do wy- . twarzania zderzaka pojazdów samochodowych, po¬ siadajacego wystarczajacy modul sprezystosci po¬ dluznej i wysoka odpornosc na kruszenie w niskiej temperaturze. 5 Uzycie materialu polimerycznego w wytwarzaniu zderzaków do pojazdów samochodowych w miejsce konwencjonalnych materialów metalowych posiada kilka zalet takich jak calkowita odpornosc na ko¬ rozje spowodowana przez czynniki atmosferyczne, 10 lepsza zdolnosc pochlaniania energii podczas zde¬ rzenia przez uleganie elastycznym odksztalceniom, pod warunkiem, ze energia nie przekracza wytrzy¬ malosci materialu.W nawiazaniu do tych wlasciwosci jest bardzo 15 wazny modul sprezystosci podluznej materialu w stosunku do momentu bezwladnosci odcinka sta¬ wiajacego opór.Znany jest szczególny sklad konstrukcji zderza¬ ków, które maja powloke i plytke dokladnie pola- 20 czone ze soba, co pozwala na uzywanie materialu termoplastycznego.Materialy termoplastyczne, jakkolwiek wykazuja ujemne strony posiadanego modulu sprezystosci podluznej, który znacznie zmienia sie jako funkcja 25 temperatury i w szczególnosci stopien kruchosci znacznie wzrasta przy obnizajacej sie temperaturze.W szczególnosci przekonano sie, ze przy tempera¬ turach nizszych niz —10°C stopien kruchosci ma¬ terialu osiaga taka wartosc w konstrukcjach zde- 30 rzaka w ogóle i specjalnie przy podobnym skladzie konstrukcji jak zderzak powlokowo-plytkowy, który zostal opisany we wloskim zgloszeniu i nie nadawal sie do elastycznego pochlaniania energii uderzeniowej i w konsekwencji przedmiot lamal sie.Znanych jest szereg mieszanin polimerycznyeh o róznych zastosowaniach i wlasciwosciach.Znana jest z amerykanskiego opisu patentowego nr 3 964 647 mieszanina zawierajaca 100 czesci ko¬ polimeru kauczuku etyleno-propylenowego i 20—100 czesci kopolimeru blokowego etyleno-propylenowego zawierajacego mniej niz 10% wagowych wkopoli- meryzowanego etylenu. W zwiazku z tym, kopo¬ limer blokowy jest obecny w wymienionej miesza¬ ninie w ilosciach siegajacych od 16 do 50% mie¬ szanki z kopolimerem kauczuku.Mieszanina wedlug tego patentu ma zastosowanie przy elektro-statycznym malowaniu. Przy jej przy¬ gotowywaniu nie wspomina sie lepkosci ani o wskazniku plyniecia w stanie stopionym kauczuku i skladnika kopolimeru blokowego, które sa ko¬ nieczne dla osiagniecia wysokiej odpornosci na kru¬ szenie w niskiej temperaturze. Znana jest z fran¬ cuskiego opisu patentowego nr 2 011235 mieszanina kopolimerów blokowych etyleno-propylenowych, z polietylenem jest odporna na uderzenia i przez¬ roczysta.Z uwagi na brak etyleno-propylenowego sklad¬ nika kauczuku nie znalazla zastosowania przy pro- 1093023 109302 4 dukcji zderzaków. Natomiast z opisu patentowego RFN nr 2 640 850 znana jest termoplastyczna, ela¬ stomeryczna i dajaca sie regenerowac mieszanina polimeru zawierajaca od 30 do 9Q% wagowych po¬ limeru trójskladnikowego etyleno-prcpyleno-dwu- t cyklopentadidnowego gdzie stosunek wagowy ety¬ lenu do propylenu jest od 70/30 do 85/15 i od 70 \ do 10% wagowych kopolimeru blokowego etyleno- propylenowego.Z uwagi na fakt zastosowania wiecej niz 70%i *• -kopolimeru blokowego i ze skladnik kauczukowy jest trójskladnikowy, nie byla wykorzystywana przy wytwarzaniu zderzaków. Znana równiez z opisu patentowego RFN nr 2 433 779 mieszanina wskazuje na zwiazek z mieszaninami polimeru trójskladni¬ kowego etyleno-propyleno-dienów z kauczukiem, butylowym chlorowanym albo bromowanym. Mie¬ szaniny te posiadaja lepsze wlasciwosci przylegania do powlok, i sa stosowane przy wytwarzaniu arty¬ kulów wulkanizowanych.Celem wynalazku jest opracowanie mieszaniny na bazie polimerów, która nadawac sie bedzie do wytwarzania zderzaków pojazdów samochodowych, wykazujacych szczególnie wysoki modul sprezy¬ stosci podluznej w szerokim zakresie temperatury i posiadajace wysoka odpornosc na kruszenie sie w niskiej temperaturze, w konsekwencji wieksza wytrzymalosc uderzeniowa. Cel ten zostal zreali¬ zowany wedlug wynalazku przez opracowanie mie¬ szaniny do wytwarzania zderzaka pojazdów samo¬ chodowych na bazie mieszaniny termoplastycznego kopolimeru blokowego etyleno-propylenowego i ela¬ stomerycznego kopolimeru etyleno-propylenowego, charakteryzujacej sie tym, ze zawiera a) jedno¬ rodna mieszanine skladajaca sie z 95—80%. wago¬ wych termoplastycznego kopolimeru blokowego etyleno-propylenowego zawierajacego od 3 do 20% wagowych kopolimeru etylenu wykazujacego wskaznik plyniecia w stanie stopionym, mierzony przy 230°C zgodnie z normami ASTM 1238 wa¬ runek L, wynoszacy od 0,2 do 1, a modul sprezy¬ stosci podluznej przy 23°C wynoszacy co najmniej 1100MN/m2 i b) z 5 do 20%. wagowych elastome¬ rycznego kopolimeru etyleno-propylenowego, zawie¬ rajacego 50 do 70% kopolimeryzatu etylenowego i majacego lepkosc wedlug Mooney'a (ML+4) w temperaturze 100°C wynoszaca od 50 do 100, oraz ewentualnie (c) obojetne, mineralne wypelniacze proszkowe.Okreslenie „termoplastyczny kopolimer blokowy" oznacza produkty polimeryzacji, które otrzymano przez polimeryzacje propylenu przeprowadzona przy uzyciu katalizatorów Ziegler-Natta i taka po¬ limeryzacje kontynuowano pod wplywem dodatku etylenu albo mieszaniny etylenu i propylenu. Na przyklad sposoby polimeryzacji tego typu opisano w angielskim opisie patentowym Nr 915 622 i ame¬ rykanskim opisie patentowym Nr 3 629 368.Przygotowanie mieszaniny ze skladników (a) i (b) jak zdefiniowano powyzej i w ilosciach podanych powyzej, polega na mieszaniu tych skladników ze soba w stanie stopionym, dodaniu dowolnego, obo¬ jetnego, mineralnego wypelniacza w proszku, na¬ stepnie przez stosowanie powyzej omówionej mie¬ szaniny jednorodnej jako materialu wtryskowego formujacego zgodnie ze stosowanymi tradycyjnymi technologiami zderzak, który poddaje sie obróbce cieplnej w temperaturze od 130°C do 143°C w okre¬ sie czasu, który jest konieczny do uzyskania stabi¬ lizacji termicznej wytworzonego artykulu.Mieszanie skladników polimeru (a) i (b) ze soba uzyskuje sie przez stosowanie tych skladników w stanie stopionym, korzystnie w obecnosci przeciw- utleniajacych czynników i/albo termicznych sta¬ bilizatorów i uzywajac tych metod i urzadzen jakie stosowano konwencjonalnie do otrzymywania polio- lefinowych materialów plastycznych takich jak, na przyklad, mieszalniki srubowe albo mieszalniki wirnikowe typu Banbury.Ulepszenie wlasnosci materialu podczas stopnio¬ wego wtrysku formujacego, w szczególnosci przez zmniejszenie sie zjawiska kurczenia sie i dowolne¬ go wzrostu sztywnosci artykulów moze byc spowo¬ dowane dodaniem obojetnego mineralnego wypel¬ niacza w stanie sproszkowanym do obydwu sklad¬ ników (a) i (b). Czynnosc ksztaltowania sklada sie z przygotowania jednorodnej mieszaniny do wlasci¬ wego wytopu zgodnie z konwencjonalnymi techno¬ logiami stosowanymi w tego rodzaju ksztaltowaniu.Uformowany produkt jest nastepnie poddany obróbce cieplnej (C), która sklada sie z przeniesie¬ niem go do temperatury 130°C do 143°C i utrzy¬ muje go w tej temperaturze przez okres czasu, który jest stosowany przed przeniesieniem go do stalej temperatury. Te czynnosci maja miejsce w piecu. Otrzymany wyrób jest nastepnie przekazy¬ wany do ochlodzenia do temperatury pokojowej i nastepnie jest gotów do stosowania go. Zderzaki bedace przedmiotem tego wynalazku wykazuja cie¬ zar, grubosc i budowe podobna do zderzaków z pla¬ stycznego materialu, które sa znane z tym, ze maja wyzsza odpornosc na kruszenie sie, uderzenia, gdyz maja wysoki modul sprezystosci podluznej ponad szeroki zakres temperatur i szczególnie w tempe¬ raturach od —30°C do +60°C.Sposób wedlug wynalazku umozliwia uzyskanie lzejszego i w konsekwencji bardziej ekonomicznego zderzaka zdolnego do spelniania tej samej roli co spelniaja konwencjonalne zderzaki z materialów metalowych albo plastycznych. Podane ponizej przyklady ilustruja obecny wynalazek.Przyklad 1. Dokladnie jednorodna mieszanine w stanie stopionym przygotowywano z nastepujacych skladników: a) 95 czesci wagowych kopolimeru blokowego ety¬ leno-propylenowego, przygotowanego zgodnie z angielskim opisem patentowym nr 915 622, za¬ wierajacym 5% wagowych kopolimeru etylenu, wykazujacego wskaznik plyniecia w stanie sto¬ pionym mierzony przy 230°C zgodnie z normami ASTM(1238) warunek L, wynoszacy 0,7 i modul sprezystosci podluznej przy 23°C wynoszacy 1300MN/m2, b) 5 czesci wagowych elastomerycznego kopolimeru etyleno-propylenowego, zawierajacego 50% wa¬ gowych kopolimeryzatu etylenowego i majacego lepkosc wedlug Mooney'a (ML+4) w 100°C wy¬ noszaca 90.W przypadku homogenizacji, polaczenie sklad¬ ników (a) i (b) nastepuje wedlug znanych tech¬ nologii w stanie stopionym, przy czym dodaje sie 0,3 czesci wagowych 2,6-dwu-trzy-butylo- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60109302 -parakrezolu (BHT) jako czynnika przeciwutle- niajacego. Otrzymany produkt nastepnie granu¬ lowano i wykorzystywano do otrzymania zde¬ rzaków, w szczególnosci zderzaków typu opisa¬ nego we wloskim zgloszeniu Nr 67, 688 A/76 za pomoca formowania wtryskowego. Otrzymany tak produkt wyjmowano z formy i wkladano do pieca w temperaturze 140°C na okres okolo 2 godzin.Po chlodzeniu, zderzak poddawano praktyczne¬ mu czolowemu zderzeniu na samochodzie, jako test odpornosci, przy energii kinetycznej wyzszej niz 1000 N.M., przy szybkosci samochodu 5 km/h i w temperaturze —30°C. W wyniku tego testu stwierdzono, ze zderzak pochlania uderzenie, bez lamania sie i nie odpryskuje.Przyklad 2. Mieszanine, korzystnie jednorodna w stanie stopionym przygotowywano z nastepujacych skladników: (a) 85 czesci wagowych termoplastycznego kopoli¬ meru blokowego etyleno-propylenowego przy¬ gotowywanego zgodnie z amerykanskim opisem patentowym nr 3,629, 368, zawierajacym 5% wa¬ gowych laczonego etylenu i wykazujacego wskaznik plyniecia w stanie stopionym, mie¬ rzony w 230°C zgodnie z normami AST 1238 warunek L, wynoszacy 1, i modul sprezystosci podluznej przy 23°C wynoszacy 1200 MN/m2, (b) 15 czesci wagowych elastomerycznego kopoli¬ meru etyleno-propylenowego, zawierajacego 70% wagowych laczonego etylenu i majacego lepkosc 6 wedlug Mooney'a (ML 1+4) w 100°C równa 80.Podczas homogenizacji mieszaniny w stanie sto¬ pionym dodano 0,3 czesci wagowych BHT. Nastep¬ nie wytworzono podobne modele zderzaków jak 5 w przykladzie 1, w szczególnosci zderzaki — które po 2 godzinach utrzymywania w temperaturze 140°C poddano praktycznemu testowi odpornosci na zde¬ rzenie w warunkach takich, jak opisano w przy¬ kladzie 1; zderzaki te pochlanialy uderzenie bez 10 lamania sie i nie odpryskiwaly.Zastrzezenie patentowe Mieszanina do wytwarzania zderzaka pojazdów samochodowych na bazie mieszaniny termopla¬ stycznego kopolimeru blokowego etyleno-propyle¬ nowego i elastomerycznego kopolimeru etyleno-pro¬ pylenowego, znamienna tym, ze zawiera jednorodna mieszanine skladajaca sie z 95—80% wagowych termoplastycznego kopolimeru blokowego etyleno- -propylenowego zawierajacego od 3 do 20%: wago¬ wych kopolimeru etylenu wykazujacego wskaznik plyniecia w stanie stopionym, mierzony przy 230°C zgodnie z normami ASTM 1238 warunek L, wyno¬ szacy od 0,2 do 1, a modul sprezystosci podluznej 25 przy 23°C wynoszacy co najmniej 1100 MN/m2 i z 5 do 20% wagowych elastomerycznego kopolimeru etylenowego i majacego lepkosc wedlug Mooney'a (ML+4) w temperaturze 100°C wynoszaca od 50 do 100, oraz ewentualnie obojetne, mineralne wypel- 30 niacze proszkowe. 20 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Mieszanina do wytwarzania zderzaka pojazdów samochodowych na bazie mieszaniny termopla¬ stycznego kopolimeru blokowego etyleno-propyle¬ nowego i elastomerycznego kopolimeru etyleno-pro¬ pylenowego, znamienna tym, ze zawiera jednorodna mieszanine skladajaca sie z 95—80% wagowych termoplastycznego kopolimeru blokowego etyleno- -propylenowego zawierajacego od 3 do 20%: wago¬ wych kopolimeru etylenu wykazujacego wskaznik plyniecia w stanie stopionym, mierzony przy 230°C zgodnie z normami ASTM 1238 warunek L, wyno¬ szacy od 0,2 do 1, a modul sprezystosci podluznej 25 przy 23°C wynoszacy co najmniej 1100 MN/m2 i z 5 do 20% wagowych elastomerycznego kopolimeru etylenowego i majacego lepkosc wedlug Mooney'a (ML+4) w temperaturze 100°C wynoszaca od 50 do 100, oraz ewentualnie obojetne, mineralne wypel- 30 niacze proszkowe. 20 PL