一種低線性膨脹係數聚丙烯複合物及其製備方法
2023-06-05 06:20:51 3
專利名稱：一種低線性膨脹係數聚丙烯複合物及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種低線性膨脹係數(CLTE)汽車保險槓專用聚丙烯複合物及其製備方法，屬於高分子材料技術領域。
背景技術：
汽車保險槓是吸收緩和外界衝擊力、防護車身前後部的安全裝置。目前汽車保險槓大部分都採用塑料製造，其中聚丙烯複合材料是製造保險槓的首選。隨著汽車工業的發展汽車保險槓作為一種重要的安全裝置也走向了革新的道路上。今天的轎車前後保險槓除了保持原有的保護功能外，還要追求與車體造型的和諧與統一。保險槓作為汽車外飾件，隨著外界環境溫度的劇烈變化，不能出現由於熱脹冷縮導致的 較大尺寸變化以及產品變形，因此保險槓要求材料具有低線性膨脹係數(CLTE)，避免由於外界環境溫度的劇烈變化導致尺寸出現異常，從而導致汽車保險槓出現「面差」，影響汽車美觀。傳統的保險槓用聚丙烯複合材料一般採用滑石粉填充增加剛性，同時為保證其韌性，添加大量的熱塑性彈性體，這種保險槓材料的線性膨脹係數極大，一方面導致一年之中不同季節尺寸變化大，影響保險槓裝配，同時也會造成「面差」，影響汽車美觀。
發明內容
本發明的目的是提供一種低線性膨脹係數汽車保險槓專用聚丙烯複合物及其製備方法，以克服現有技術存在的缺陷，滿足汽車保險槓材料發展的需要。為了達到上述目的，本發明提供了一種低線性膨脹係數聚丙烯複合物，其特徵在於，由以下以重量百分數計的原料製成聚丙烯40-65% ；熱穩定劑0-2% ；加工助劑0-2% ；增韌劑20-25% ；相容劑0-6% ；超細滑石粉5-10% ；短切扁平玻璃纖維 10-15%。優選地，所述的低線性膨脹係數聚丙烯複合物的線性膨脹係數為3.0
4.O X 10_5mm/mm/°C。優選地，所述的聚丙烯為均聚、共聚聚丙烯或兩者的混合物，其熔體流動速率為20-1000g/10min。優選地，所述的熱穩定劑為酚類熱穩定劑與磷酸酯類熱穩定劑和硫代酯類熱穩定劑中的一種或兩種的混合物。更優選地,所述的酹類熱穩定劑為抗氧化劑IrganoxlOlO或抗氧化劑1076。所述的亞磷酸酯類熱穩定劑為抗氧化劑Ultranox627A或Irganoxl68。所述的硫代酯類熱穩定劑為抗氧化劑DLTP。優選地，所述的加工助劑為聚乙烯蠟或石蠟。優選地，所述的增韌劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-α -乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物以及三元乙丙膠中的任意一種或兩種以上的混合物。
優選地，所述的相容劑為極性單體接枝聚合物。更優選地，所述的極性單體接枝聚合物為馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物、馬來酸酐接枝乙烯-α -乙烯-辛烯共聚物或其混合物。優選地，所述的短切扁平玻璃纖維(flat fiber)為聚丙烯專用無鹼短切玻璃纖維，其玻纖截面為扁平狀，截面寬厚比為2-10 I。本發明還提供了上述低線性膨脹係數聚丙烯複合物的製備方法，其特徵在於，具體步驟為將聚丙烯、熱穩定劑、加工助劑、增韌劑、超細滑石粉、相容劑混合後，加入長徑比為30-60 I的雙螺杆擠出機中熔融分散，同時將短切扁平玻璃纖維通過失重式計量秤從側餵料口餵入雙螺杆擠出機中，擠出造粒，得到低線性膨脹係數聚丙烯複合物。優選地，所述的雙螺杆擠出機的長徑比為40 1，該雙螺杆擠出機在擠出造粒時的各段溫度為190-240°C。本發明還提供了上述低線性膨脹係數聚丙烯複合物在生產汽車保險槓中的應用。本發明製備了一種低線性膨脹係數(CLTE)汽車保險槓專用聚丙烯複合物，該複合材料由於採用扁平玻璃纖維(flat fiber)替代了部分超細滑石粉，不僅顯著提高了聚丙烯複合材料剛性和耐熱性，同時大大降低了材料的線性膨脹係數(CLTE)。而且由於扁平玻璃纖維的截面呈現扁平狀，纖維整體呈現類似滑石粉的片狀結構，因此流動性遠遠高於通常的圓形截面玻璃纖維，製件表面沒有浮纖，而且注塑過程中在製件內部的分布趨向於各向同性，因此也不會產生一般玻纖增強材料所出現的翹曲變形現象。本發明採用短切扁平玻璃纖維(flat fiber)替代部分超細滑石粉，增加了材料剛性，顯著降低了材料的線性膨脹係數(CLTE)，同時扁平玻纖不會造成製件表面浮纖以及翹曲變形。此外，本發明中的熱穩定劑的作用是抑制加工過程中聚丙烯產生的降解；加工助劑的作用是促進共混物各成分之間的良好分散性；增韌劑的作用是增加材料在低溫狀態下的韌性，防止製件在極端低溫下發脆；相容劑的作用是增加聚丙烯和短切扁平玻璃纖維之間的界面相容性。本發明採用扁平玻璃纖維替代部分滑石粉，與現有技術相比，極大地降低了材料的線性膨脹係數，使保險槓隨溫度變化尺寸變化程度降低；此外，本發明所用扁平玻璃纖維不同於傳統玻璃纖維，由於截面為扁平狀，具有高流動性和各相同性的特點，克服了傳統玻璃纖維易翹曲和浮纖嚴重的缺點。
具體實施例方式為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，作詳細說明如下。實施例I
第一步將64公斤聚丙烯PP BX3800、0. 2公斤酹類熱穩定劑IrganoxlOlO (MI =30g/10min)、0. 3公斤熱穩定劑DLTP、0. 3公斤加工助劑聚乙烯蠟CH-6A (江陰賽諾化工有限公司)、10公斤乙烯-醋酸乙烯共聚物(臺灣臺塑，7240M)、10公斤乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物Elvaloy PTW、0. 2公斤馬來酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物HS4-112A(廣州市合誠化學有限公司生產)、5公斤3000目超細滑石粉採用高混機充分混合；第二步將第一步得到的混合物以90公斤/小時的速率輸送到長徑比為60 I的雙螺杆擠出機中熔融分散，同時將10公斤短切無鹼扁平玻璃纖維NITT0B0CSG3PA-870 (橫截面軸的長徑比為=2)通過失重式計量秤從側餵料口以10公斤/小時的速率加入，擠出造粒，擠出機的各段溫度設為190°C，得到低線性膨脹係數聚丙烯複合物，用於生產汽車保險槓。所得的低線性膨脹係數聚丙烯複合物經測試，其性能如下表I
權利要求
1.一種低線性膨脹係數聚丙烯複合物，其特徵在於，由以下以重量百分數計的原料製成 聚丙烯40-65% ； 熱穩定劑0-2% ； 加工助劑0-2% ； 增韌劑20-25% ； 相容劑0-6% ； 超細滑石粉5-10% ； 短切扁平玻璃纖維 10-15%。
2.如權利要求I所述的低線性膨脹係數聚丙烯複合物，其特徵在於，其線性膨脹係數為 3. 0-4. O X 10 5mm/mm/°C。
3.如權利要求I所述的低線性膨脹係數聚丙烯複合物，其特徵在於，所述的聚丙烯為均聚、共聚聚丙烯或兩者的混合物，其熔體流動速率為20-1000g/10min。
4.如權利要求I所述的低線性膨脹係數聚丙烯複合物，其特徵在於，所述的熱穩定劑為酚類熱穩定劑與磷酸酯類熱穩定劑和硫代酯類熱穩定劑中的一種或兩種的混合物。
5.如權利要求I所述的低線性膨脹係數聚丙烯複合物，其特徵在於，所述的加工助劑為聚乙烯蠟或石蠟。
6.如權利要求I所述的低線性膨脹係數聚丙烯複合物，其特徵在於，所述的增韌劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-a-乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物以及三元乙丙膠中的任意一種或兩種以上的混合物。
7.如權利要求I所述的低線性膨脹係數聚丙烯複合物，其特徵在於，所述的相容劑為極性單體接枝聚合物。
8.如權利要求I所述的低線性膨脹係數聚丙烯複合物，其特徵在於，所述的短切扁平玻璃纖維為聚丙烯專用無鹼短切玻璃纖維，其玻纖截面為扁平狀，截面寬厚比為2-10 I。
9.權利要求I所述的低線性膨脹係數聚丙烯複合物的製備方法，其特徵在於，具體步驟為將聚丙烯、熱穩定劑、加工助劑、增韌劑、超細滑石粉、相容劑混合後，加入長徑比為30-60 I的雙螺杆擠出機中熔融分散，同時將短切扁平玻璃纖維通過失重式計量秤從側餵料口餵入雙螺杆擠出機中，擠出造粒，得到低線性膨脹係數聚丙烯複合物。
10.權利要求I所述的低線性膨脹係數聚丙烯複合物在生產汽車保險槓中的應用。
全文摘要
本發明公開了一種低線性膨脹係數汽車保險槓專用聚丙烯複合物及其製備方法。所述的低收縮率汽車保險槓專用聚丙烯複合物其特徵在於，由以重量百分數計聚丙烯40-65％，熱穩定劑0-2％，加工助劑0-2％，增韌劑20-25％，相容劑0-6％，超細滑石粉5-10％和短切扁平玻璃纖維10-15％組成。製備方法為將各原料混合後，加入長徑比為30-60∶1的雙螺杆擠出機中熔融分散，同時將短切扁平玻璃纖維從側餵料口餵入雙螺杆擠出機中，擠出造粒，得到產品。本發明提供的材料具有高流動性、高剛性、高耐熱、高尺寸穩定性、高衝擊，低線性膨脹係數，滿足汽車保險槓材料發展的要求。
文檔編號C08L23/16GK102924806SQ20121046068
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月15日 優先權日2012年8月23日
發明者陳延安, 孫剛, 李國明, 程文超, 李志平, 周英輝, 丁超 申請人:上海金髮科技發展有限公司, 金髮科技股份有限公司