CN102558803A - 汽车保险杠材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种汽车保险杠材料及其制备方法，其包含以下重量百分比的成分:聚丙烯:20％～45％,饱和乙烯一辛烯共聚物:8％～20％，硫酸钙晶须:15％～25％,聚丙烯接枝马来酸酐共聚物:8％～12％，不饱和聚酯树脂：32％～45％，植物纤维:6％～25％。其制备方法，先按照配比将硫酸钙晶须以外的物料在混合机中混合均匀，再加入硫酸钙晶须，将得到的物料挤出后冷却、切粒，通过对材料的改性，提高体系冲击强度，采用硫酸钙晶须作为增强材料，提高复合体强度的同时降低制品的成型收缩率，采用不饱和聚酯树脂和植物纤维浸润融合，减轻保险杠的重量，有效降低了保险杠废弃物对环境的污染。
Description
技术领域
本发明属于汽车保险杠领域，具体涉及一种聚丙烯、植物纤维改性材料及其制备方法。
背景技术
汽车保险杠是一种表面积大，形状复杂的薄壁大型结构部件，它不仅要求具有优异的高、低温冲击韧性、刚性、耐老化性、耐热性、耐寒性，还要具有耐油、润滑油、油漆等性能。其中最重要的是要具有较高的质量轻、冲击韧性和良好的加工流动性能。
聚丙烯（PP)以其低密度、易成型加工、可回收利用等优点，在汽车上的应用不断增大，特别是应用于制备汽车保险杠，是汽车用塑料中用量最大，发展速度最快的塑料品种。但是即的低温脆性差、成型收缩率大、耐冲击性能差，因此，用于汽车保险杠时需要对其改性。
玻璃纤维和聚酯树脂基体的玻璃钢材料虽然具有其它材料所无法比拟的优异性能，但是该玻璃钢材料制成品在废弃后，无法回收利用，玻璃纤维和聚酯树脂复合体又在长时间内无法分解，对再利用和环境造成很大的负面影响。
目前，PP汽车保险杠专用料的生产方法主要是机械共混法，即采用双螺杆挤出机将PP, PE,增韧剂、无机填料及其他助剂共混造粒，其中增韧剂大多采用三元乙丙橡胶(EPDM)、饱和乙烯一辛烯共聚物(POE)、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物等，填料包括滑石粉、云母、玻璃纤维、碳酸钙等。现有的保险杠专用料体系有PP/EPDMj滑石粉共混体系，PP/PE/POEjEPR共混体系，PP/CPP/POE/硅灰石共混改性体系等，其中玻璃纤维很难被降解，不可回收利用。
发明内容
本发明提供一种质量轻、冲击韧性和良好的加工流动性能的汽车保险杠材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:汽车保险杠材料包含以下重量百分比的成分:聚丙烯:20％～45％,饱和乙烯一辛烯共聚物:8％～20％，硫酸钙晶须:15％～25 ％,聚丙烯接枝马来酸酐共聚物:8％～12％，不饱和聚酯树脂：32％～45％，植物纤维:6％～25％。
采用上述技术方案，本发明中，采用饱和乙烯一辛烯共聚物对聚丙烯进行增韧，提高体系冲击强度，同时降低制品成型收缩率;采用硫酸钙晶须作为增强材料，提高复合体强度的同时降低制品的成型收缩率;采用聚丙烯接枝马来酸酐共聚物作为增容剂，提高硫酸钙晶须与基体树脂的相容性，使硫酸钙晶须的增强作用充分发挥;采用不饱和聚酯树脂和植物纤维浸润融合，减轻保险杠的重量，有效降低了保险杠废弃物对环境的污染。
进一步，上述的汽车保险杠材料的重量百分比的具体组分：聚丙烯:23%，饱和乙烯一辛烯共聚物:9%，硫酸钙品须:15% ,聚丙烯接枝马来酸酐共聚物:l0%，不饱和聚酯树脂；35％，植物纤维:8％。
进一步，所述硫酸钙晶须的长径大于35～80um，直径为3～5um，成本较低。
进一步，所述聚丙烯接枝马来酸酐共聚物中马来酸酐的接枝率为1%,熔体流动速率大于100g/lOmin，在此范围内可以更好的提高硫酸钙晶须与基体树脂的相容性，加工的流动性好。
进一步，所述的不饱和聚酯树脂选自邻苯型聚酯树脂、间苯型聚酯树脂、双酚A型聚酯树脂和乙烯基酯树脂。
进一步，所述的植物纤维为麻纤维和竹纤维，国内资源丰富，成本低。
进一步，所述的植物纤维利用氢氧化钠溶液进行表面处理，处理后的植物纤维可以和不饱和聚酯树脂浸润、融合。
本发明汽车保险杠材料的制备方法，其特征在于:包括以下步骤：
①将植物纤维放入氢氧化钠溶液进行表面处理；
②原料混合均匀:按照配比将聚丙烯、饱和乙烯一辛烯共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、不饱和聚酯树脂和处理后的植物纤维在混合机中混合均匀;
③添加硫酸钙晶须:将硫酸钙晶须从双螺杆挤出机的侧向添加口加入;
④在双螺杆挤出机内混炼:将步骤②得到的混合物加入双螺杆挤出机内混炼，双螺杆挤出机的温度设定在180～200℃之间，双螺杆挤出机转速为330r/min;
⑤将得到的物料挤出后冷却、切粒，即得到汽车保险杠材料。
具体实施方式
汽车保险杠材料包含以下重量百分比的成分:聚丙烯:20％～45％,饱和乙烯一辛烯共聚物:8％～20％，硫酸钙晶须:15％～25 ％,聚丙烯接枝马来酸酐共聚物:8％～12％，不饱和聚酯树脂：32％～45％，植物纤维:6％～25％。
作为优选，汽车保险杠材料的重量百分比具体组分：聚丙烯:23%，饱和乙烯一辛烯共聚物:9%，硫酸钙品须:15% ,聚丙烯接枝马来酸酐共聚物:l0%，不饱和聚酯树脂；35％，植物纤维:8％。其中硫酸钙晶须的长径大于35～80um，直径为3～5um，聚丙烯接枝马来酸酐共聚物中马来酸酐的接枝率为1%,熔体流动速率大于100g/lOmin，不饱和聚酯树脂选自邻苯型聚酯树脂、间苯型聚酯树脂、双酚A型聚酯树脂和乙烯基酯树脂，植物纤维为麻纤维和竹纤维，植物纤维利用氢氧化钠溶液进行表面处理。
汽车保险杠材料的制备方法，其特征在于:包括以下步骤：
①将植物纤维放入氢氧化钠溶液进行表面处理，其中的竹纤维是将竹材进行机械挤压、筛选得到的粗竹纤维；
②原料混合均匀:按照配比将聚丙烯、饱和乙烯一辛烯共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、不饱和聚酯树脂（邻苯型聚酯树脂、间苯型聚酯树脂、双酚A型聚酯树脂和乙烯基酯树脂，在这四种树脂中任意选取其中一种或者任意几种混合）和处理后的植物纤维（麻纤维和竹纤维，在这两种纤维中任意选取其中一种或者两种按照比例混合）在混合机中混合均匀;
③添加硫酸钙晶须:将硫酸钙晶须从双螺杆挤出机的侧向添加口加入;
④在双螺杆挤出机内混炼:将步骤②得到的混合物加入双螺杆挤出机内混炼，双螺杆挤出机的温度设定在180～200℃之间，双螺杆挤出机转速为330r/min;
⑤将得到的物料挤出后冷却、切粒，即得到汽车保险杠材料。
在制备过程中还需要加入成核剂、抗氧剂、润滑剂、固化剂等。
实施例1
将聚丙烯23份，饱和乙烯一辛烯共聚物9份，聚丙烯接枝马来酸酐共聚物l0份，不饱和聚酯树脂35份，植物纤维8份在混合机中混合均匀，15份硫酸钙晶须从双螺杆挤出机的侧向添加加入，其中硫酸钙晶须的长径为50um，直径为4um，聚丙烯接枝马来酸酐共聚物中马来酸酐的接枝率为1%,熔体流动速率大于100g/lOmin，聚酯树脂为双酚A型聚酯树脂和乙烯基酯树脂，比例为：1:1，植物纤维为麻纤维和竹纤维，比例为：1:1，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼，双螺杆挤出机的温度设定为190℃，转速为330r/min，挤出造粒，最终得到汽车保险杠专用材料。
实施例2
将聚丙烯20份，饱和乙烯一辛烯共聚物19份，聚丙烯接枝马来酸酐共聚物8份，不饱和聚酯树脂32份，植物纤维6份在混合机中混合均匀，15份硫酸钙晶须从双螺杆挤出机的侧向添加加入，其中硫酸钙晶须的长径为50um，直径为4um，聚丙烯接枝马来酸酐共聚物中马来酸酐的接枝率为1%,熔体流动速率大于100g/lOmin，聚酯树脂为邻苯型聚酯树脂、间苯型聚酯树脂，比例为：1:1，植物纤维为麻纤维，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼，双螺杆挤出机的温度设定为200℃，转速为330r/min，挤出造粒，最终得到汽车保险杠专用材料。
实施例3
将聚丙烯25份，饱和乙烯一辛烯共聚物8份，聚丙烯接枝马来酸酐共聚物10份，不饱和聚酯树脂32份，植物纤维6份在混合机中混合均匀，19份硫酸钙晶须从双螺杆挤出机的侧向添加加入，其中硫酸钙晶须的长径为80um，直径为5um，聚丙烯接枝马来酸酐共聚物中马来酸酐的接枝率为1%,熔体流动速率大于100g/lOmin，聚酯树脂为邻苯型聚酯树脂、双酚A型聚酯树脂和乙烯基酯树脂，比例为：1:1:1，植物纤维为竹纤维，然后将共混物在双螺杆挤出机中混炼，双螺杆挤出机的温度设定为200℃，转速为330r/min，挤出造粒，最终得到汽车保险杠专用材料。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (8)
1.汽车保险杠材料，其特征在于：包含以下重量百分比的成分:聚丙烯:20％～45％,饱和乙烯一辛烯共聚物:8％～20％，硫酸钙晶须:15％～25 ％,聚丙烯接枝马来酸酐共聚物:8％～12％，不饱和聚酯树脂：32％～45％，植物纤维:6％～25％。
2.根据权利要求1所述的汽车保险杠材料，其特征在于：其重量百分比的具体组分：聚丙烯:23%，饱和乙烯一辛烯共聚物:9%，硫酸钙品须:15% ,聚丙烯接枝马来酸酐共聚物:l0%，不饱和聚酯树脂；35％，植物纤维:8％。
3.根据权利要求1或2所述的汽车保险杠材料，其特征在于:所述硫酸钙晶须的长径大于35～80um，直径为3～5um。
4.根据权利要求1或2所述的汽车保险杠材料，其特征在于:所述聚丙烯接枝马来酸酐共聚物中马来酸酐的接枝率为1%,熔体流动速率大于100g/lOmin。
5.根据权利要求1或2所述的汽车保险杠材料，其特征在于:所述的不饱和聚树脂选自邻苯型聚酯树脂、间苯型聚酯树脂、双酚A型聚酯树脂和乙烯基酯树脂。
6.根据权利要求1或2所述的汽车保险杠材料，其特征在于:所述的植物纤维为麻纤维和竹纤维。
7.根据权利要求1或2所述的汽车保险杠材料，其特征在于:所述的植物纤维利用氢氧化钠溶液进行表面处理。
8.权利要求上所述的汽车保险杠材料的制备方法，其特征在于:包括以下步骤：
①将植物纤维放入氢氧化钠溶液进行表面处理；
②原料混合均匀:按照配比将聚丙烯、饱和乙烯一辛烯共聚物、聚丙烯接枝马来酸酐共聚物、不饱和聚酯树脂和处理后的植物纤维在混合机中混合均匀;
③添加硫酸钙晶须:将硫酸钙晶须从双螺杆挤出机的侧向添加口加入;
④在双螺杆挤出机内混炼:将步骤②得到的混合物加入双螺杆挤出机内混炼，双螺杆挤出机的温度设定在180～200℃之间，双螺杆挤出机转速为330r/min;
⑤将得到的物料挤出后冷却、切粒，即得到汽车保险杠材料。
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