一種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯,由以下重量分?jǐn)?shù)的原料組成：聚丙烯60?90份；高熔體強(qiáng)度聚丙烯6?12份；3000目剛玉粉1.2?1.8份；5000目藍(lán)晶石粉0.9?1.2份；8000目滑石粉8?16份；熱穩(wěn)定劑0.1?3份；增韌劑1?30份；碳酸氫鈉發(fā)泡劑0.5?8份。制備方法：在長徑比為42:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散,擠出造粒,最終得到產(chǎn)品。發(fā)明制得的微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯泡孔結(jié)構(gòu)的壁厚較大,破裂現(xiàn)象明顯減少。泡孔結(jié)構(gòu)均勻，發(fā)泡后密度低，耐高溫性能大大提高，熱形變溫度達(dá)280℃以上的高溫，拉伸強(qiáng)度為50?69MPa。
【專利說明】
一種汽車用微發(fā)泡増強(qiáng)改性聚丙烯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種汽車輕量化材料，一種微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯及其制備方法，屬 于高分子材料及其成型加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 大氣污染越來越嚴(yán)重，能源瀕臨枯竭，汽車環(huán)境法案也越來越嚴(yán)格，如歐洲要求到 2020年，汽車的C02排放要小于95g/km。在美國，奧巴馬政府出臺了CAFE法規(guī)(企業(yè)平均燃油 經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)），要求到2025年，新車的平均燃燒達(dá)到54.5mpg，幾乎是當(dāng)前燃燒效值得兩倍。 而在中國，"中國CAFE法"，《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012~2020年）》提出，到2015 年，當(dāng)年生產(chǎn)的乘用車平均燃料消耗量降至6.9升/百公里，節(jié)能型乘用車燃料消耗量降至 5.9升/百公里以下。到2020年，當(dāng)年生產(chǎn)的乘用車平均燃料消耗量降至5.0升/百公里，節(jié)能 型乘用車燃料消耗量降至4.5升/百公里以下。
[0003] 面對日益嚴(yán)格的汽車油耗法規(guī)，各大車企正在尋求多種路徑降低油耗，其中之一 就是為汽車減重。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，汽車車身自重約消耗70%的燃油，汽車整車質(zhì)量每減少 100公斤，百公里油耗可降低0.3~0.6升，同時汽車輕量化直接提高汽車的比功率，使汽車 的動力性能提高。因此，輕量化成為汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
[0004] 其中，汽車材料輕量化是實現(xiàn)整車輕量化的有效途徑。微發(fā)泡技術(shù)是汽車輕量化 的最有效途徑之一，將其引入汽車材料的制備技術(shù)中，在保證材料基本性能的前提下，顯著 減輕制件重量，有利于實現(xiàn)汽車輕量化。其中，具有輕量化特征的聚丙烯微發(fā)泡材料替代未 發(fā)泡材料，在性能滿足的情況下，零部件減重10 %以上。已在部分汽車部件，如儀表板、座 椅、后備箱蓋板等部件得到應(yīng)用，市場前景廣闊。
[0005] 微發(fā)泡技術(shù)有很多技術(shù)難點(diǎn)，如發(fā)泡劑的分散，制品表面的光滑度等等，然而國內(nèi) 這幾年在微發(fā)泡聚丙烯領(lǐng)域還是有些進(jìn)展。如專利CN 103788480 A，用ADC發(fā)泡劑進(jìn)行聚丙 烯發(fā)泡，該類發(fā)泡劑能在實驗級別取得較好的實驗效果，但是如果用于汽車門板或儀表板 的效果不得而知，另外ADC發(fā)泡劑的分解溫度較高，在210度以上，發(fā)泡難以控制。專利CN 104140591 A，研究了高填充下(40-70)的PP發(fā)泡情況，未對40以下的低填充進(jìn)行研究。該體 系只研究了最終產(chǎn)品的熔融指數(shù)在0.2~30范圍內(nèi)發(fā)泡材料的情況，未對30以上融融指數(shù) 的體系記性研究，而對實際工業(yè)化30以上的熔融指數(shù)更有實際意義。
[0006] 本發(fā)明旨在發(fā)明一種新型的輕量化填充發(fā)泡，用更新穎的發(fā)泡劑類型，組合，實現(xiàn) 微發(fā)泡。本發(fā)明在確保聚丙烯微發(fā)泡輕量化的前提下，并不影響其它物理性能，如抗拉強(qiáng) 度，抗彎強(qiáng)度，耐熱性能，沖擊強(qiáng)度等，甚至還有提高。本專利獲得了微發(fā)泡輕量化的高性能 聚丙烯材料，并提供該材料的制備方法，該方法工藝簡單，生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)工業(yè)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明針對【背景技術(shù)】存在的問題，提供一種新的 微發(fā)泡輕量化的高性能聚丙烯材料。發(fā)明制得的微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯泡孔結(jié)構(gòu)的壁厚較 大，破裂現(xiàn)象明顯減少。泡孔結(jié)構(gòu)均勻，發(fā)泡后密度低，耐高溫性能大大提高，熱形變溫度達(dá) 280°C以上的高溫，拉伸強(qiáng)度為50-69MPa。
[0008] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0009] -種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯，由以下重量分?jǐn)?shù)的原料組成：
[0010] 聚丙烯 60-90份 高熔體強(qiáng)度聚丙烯 6-12份 3000 Π 剛下.粉 1 :)-U8份 5000目藍(lán)晶石粉 0.9-1.2份
[0011] 8000 Π 滑心粉 8-16 份 熱穩(wěn)定劑 0.1-3份 增初劑 1-30份 碳酸氫鈉發(fā)泡劑 0. 5-8份
[0012] 所述一種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯的制備方法為：
[0013] 在長徑比為42:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在200°C、 220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C，擠出造粒，最終得到產(chǎn)品。
[0014] 現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)有人詳細(xì)研究過滑石粉等無機(jī)粉末粒子的加入對聚丙烯發(fā)泡體系 的影響，本發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，加入微量的，一定比例的，特定粒徑下的藍(lán)晶石粉和白剛玉細(xì) 粉，會顯著提升聚丙烯發(fā)泡體系的性能。
[0015] 藍(lán)晶石是典型區(qū)域變質(zhì)礦物之一，多由泥質(zhì)巖變質(zhì)而成。它要形成于中級變質(zhì)作 用壓力較高的條件下。存在于：區(qū)域變質(zhì)片巖和片麻巖和相關(guān)結(jié)晶花崗巖及石英巖脈;與石 榴石、十字石、云母和石英共生。天然產(chǎn)出的藍(lán)晶石，往往接近于理想成分。藍(lán)晶石高溫下體 積膨脹，當(dāng)溫度降低時，體積變化很小，即系有不可逆性轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的體積膨脹特性;穩(wěn)定性： 藍(lán)晶石生產(chǎn)的耐火材料穩(wěn)定性比粘土質(zhì)耐火材料高1.5倍;耐火度高:一般粘土質(zhì)耐火材料 耐火度為1670~1770°C，而藍(lán)晶石耐火材料通常大于1790°C，還具有較好的抗化學(xué)腐蝕特 性。由于藍(lán)晶石礦物的特性，故用來制造優(yōu)良的高級耐火材料，耐火砂漿，水泥及鑄造耐制 品，以及塑料搗打混合料，技術(shù)陶瓷，汽車發(fā)動機(jī)的火花塞，絕緣體，球磨機(jī)球體，試驗器皿， 耐震物品等，并可用電熱法煉制硅鋁合金，應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、火車、船舶的部件上。
[0016] 本發(fā)明的有益之處在于：
[0017] 本發(fā)明制得的微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯泡孔結(jié)構(gòu)的壁厚較大，破裂現(xiàn)象明顯減少。 泡孔結(jié)構(gòu)均勻，泡孔直徑平均6-8μπι，閉孔率大于95%，泡孔密度也非常大，大于8.9 X108 個/cm3。發(fā)泡后密度低至1.12-1.13g/cm3,耐高溫性能大大提高，熱形變溫度達(dá)280 °C以上的 高溫，拉伸強(qiáng)度為50-69MPa。
【附圖說明】
[0018] 圖1為最終的發(fā)泡制品截面圖，最終的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為類三明治結(jié)構(gòu)，光潔層-發(fā)泡層-光潔層。
【具體實施方式】
[0019] 實施例1:
[0020] -種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯，由以下重量分?jǐn)?shù)的原料組成： 聚丙烯 60份 高熔體強(qiáng)度聚丙烯 12份 3000目剛玉粉 1.2份 5000:目藍(lán)晶石粉 1.2份
[0021] 8000目滑石粉 8份 熱穩(wěn)定劑 ?分 增鈿劑 ：1份 碳酸氫鈉發(fā)泡劑 8份
[0022] 所述高熔體強(qiáng)度聚丙烯為購買得到:HMSPP: 1684,巴塞爾化工公司。
[0023]所述汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯的制備方法為：
[0024]在長徑比為42:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在200°C、 220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C，擠出造粒，最終得到產(chǎn)品。
[0025]本實施例制得的微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯泡孔結(jié)構(gòu)的壁厚較大，破裂現(xiàn)象明顯減 少。
[0026] 實施例2:
[0027] -種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯，由以下重量分?jǐn)?shù)的原料組成： 聚丙烯 90份 高熔體強(qiáng)度聚丙烯 6份 3000目剛玉粉 L8份 5000目藍(lán)晶石粉 0.9份
[0028] 8000 Π 滑心粉 丨6份 熱穩(wěn)定劑 0. 1份 增鈿劑 3Q份 碳酸氫鈉發(fā)泡劑 0. 5份
[0029] 所述高熔體強(qiáng)度聚丙烯為購買得到:HMSPP: 1684,巴塞爾化工公司。
[0030] 所述汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯的制備方法為：
[0031] 在長徑比為42:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在200°C、 220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C，擠出造粒，最終得到產(chǎn)品。
[0032] 本實施例制得的微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯泡孔結(jié)構(gòu)的壁厚較大，破裂現(xiàn)象明顯減 少。
[0033] 實施例3:
[0034] -種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯，由以下重量分?jǐn)?shù)的原料組成： 聚丙烯 70份
[0035] 高熔體強(qiáng)度聚丙烯 10份 3000目剛玉粉 1.5份 5000目藍(lán)晶石粉 1. 1份 8000 Π 滑心'粉 13份
[0036] 熱穩(wěn)定劑 2份 增軔劑 16份 碳酸氫鈉發(fā)泡劑 7份
[0037] 所述高熔體強(qiáng)度聚丙烯為購買得到:HMSPP: 1684,巴塞爾化工公司。
[0038]所述一種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯的制備方法為：
[0039]在長徑比為42:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在200°C、 220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C，擠出造粒，最終得到產(chǎn)品。
[0040]本實施例制得的微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯泡孔結(jié)構(gòu)的壁厚較大，破裂現(xiàn)象明顯減 少。
[0041 ] 實施例4:
[0042] -種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯，由以下重量分?jǐn)?shù)的原料組成： 聚丙烯 80份 高熔體強(qiáng)度聚丙烯 7份 3000目剛玉粉 1. 7份 5000目藍(lán)晶石粉 1 0份
[0043] 8000 Η滑心粉 15份 熱穩(wěn)定劑 2. 8份 增韌劑 20份 碳酸氫鈉發(fā)泡劑 3份
[0044] 所述高熔體強(qiáng)度聚丙烯為購買得到:HMSPP: 1684,巴塞爾化工公司。
[0045] 所述一種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯的制備方法為：
[0046]在長徑比為42:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在200°C、 220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C，擠出造粒，最終得到產(chǎn)品。
[0047]本實施例制得的微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯泡孔結(jié)構(gòu)的壁厚較大，破裂現(xiàn)象明顯減 少。
[0048] 實施例5:
[0049] -種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯，由以下重量分?jǐn)?shù)的原料組成： 聚丙烯 69份 高熔體強(qiáng)度聚丙烯 11份 3000目剛玉粉 1. 4份 5000目藍(lán)晶石粉 0.9份
[0050] 8000 Π 滑心粉 10份 熱穩(wěn)定劑 0. 9份 增鈿劑 5份 碳酸氫鈉發(fā)泡劑 6份
[0051] 所述高熔體強(qiáng)度聚丙烯為購買得到:HMSPP: 1684,巴塞爾化工公司。
[0052]所述一種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯的制備方法為：
[0053]在長徑比為42:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在200°C、 220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C，擠出造粒，最終得到產(chǎn)品。
[0054]本實施例制得的微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯泡孔結(jié)構(gòu)的壁厚較大，破裂現(xiàn)象明顯減 少。
[0055] 實施例6:
[0056]對比例1:不加藍(lán)晶石粉和剛玉粉：
[0057] 所述高熔體強(qiáng)度聚丙烯為購買得到:HMSPP: 1684,巴塞爾化工公司。
[0058] 一種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯，由以下重量分?jǐn)?shù)的原料組成： 聚丙烯 78份 高熔體強(qiáng)度聚丙烯 8汾 3000目剛玉粉 1, 3份
[0059] 熱穩(wěn)定劑 1. 3份 增初劑 13份 碳酸氫鈉發(fā)泡劑 5汾
[0060] 所述高熔體強(qiáng)度聚丙烯為購買得到:HMSPP: 1684,巴塞爾化工公司。
[0061] 所述一種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯的制備方法為：
[0062]在長徑比為42:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在200°C、 220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C，擠出造粒，最終得到產(chǎn)品。
[0063]本實施例制得的微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯泡孔結(jié)構(gòu)的壁厚較薄，破裂現(xiàn)象明顯。 [0064]對比例2:用不同粒度的藍(lán)晶石粉和剛玉粉：
[0065] -種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯，由以下重量分?jǐn)?shù)的原料組成： 聚丙烯 85份 高熔體強(qiáng)度聚丙烯 9份 300:0目剛玉粉 1.5份
[0066] 500:0目藍(lán)晶石粉 1. 2份 8000 Π 沿心粉 11份 熱穩(wěn)定劑 0. 9份 增鋪剤 2份
[0067] 碳酸氫鈉發(fā)泡劑 0. 6份
[0068] 所述高熔體強(qiáng)度聚丙烯為購買得到:HMSPP: 1684,巴塞爾化工公司。
[0069] 所述一種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯的制備方法為：
[0070] 在長徑比為42:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在200°C、 220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C，擠出造粒，最終得到產(chǎn)品。
[0071 ]本實施例制得的微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯泡孔結(jié)構(gòu)的壁厚較厚，泡孔結(jié)構(gòu)均勻泡孔 結(jié)構(gòu)均勻破裂現(xiàn)象明顯減少。
[0072] 對實施例1-5以及對比例1-2的各項性能進(jìn)行檢測，初始測試結(jié)果如表1所示：
[0073] 表 1
[0074]
[0075] 由此可見，發(fā)明制得的微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙烯泡孔結(jié)構(gòu)的壁厚較大，破裂現(xiàn)象明 顯減少。泡孔結(jié)構(gòu)均勻，泡孔直徑平均6-8μπι，閉孔率大于95%，泡孔密度也非常大，大于8.9 X 108個/cm3。發(fā)泡后密度低至1.12-1.13g/cm3,耐高溫性能大大提高，熱形變溫度達(dá)280°C 以上的高溫，拉伸強(qiáng)度為50-69MPa。
[0076] 此外，即使是加入不同的藍(lán)晶石粉和白剛玉粉都不會提升改性聚丙烯泡孔結(jié)構(gòu)性 能，推斷在特定粒徑和比例下加入藍(lán)晶石粉和白剛玉粉可以在整個體系中起到協(xié)同作用， 促進(jìn)晶體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。
[0077]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其 發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙締，由W下重量分?jǐn)?shù)的原料組成： 聚丙帰 60-90份 高烙體強(qiáng)度聚丙蹄 6-12份 3000 η 神 Π ;粉 1.2 -1.8 撥 5000目藍(lán)晶石粉 0.9-1. 2份 8000 Π 巧?!-粉 8-i6 份 熱穩(wěn)定劑 0. 1-3份 增初劑 1-30份 碳酸氨鋼發(fā)泡劑 0.日-8份2. 權(quán)利要求1所述的汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙締，其特征在于： 所述高烙體強(qiáng)度聚丙締為歷SPP: 1684，己塞爾化工公司。3. 權(quán)利要求2所述的汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙締，其特征在于： 所述一種汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙締的制備方法為：4. 權(quán)利要求1-3所述的汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙締的制備方法： 在長徑比為42:1的雙螺桿擠出機(jī)中烙融混合分散，擠出造粒，最終得到產(chǎn)品。5. 權(quán)利要求3所述的汽車用微發(fā)泡增強(qiáng)改性聚丙締的制備方法，其特征在于： 擠出機(jī)各段溫度設(shè)置在200 °C、220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C。
【文檔編號】C08L23/12GK106084453SQ201610403140
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】徐承軍
【申請人】上海光大高科技股份有限公司