专利名称：一种硬质无缝气囊材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种硬质无缝气囊材料及其制备方法，用于制作汽车仪表板的硬质无缝气囊，属于汽车材料技术领域。
背景技术：
改性聚丙烯材料是迄今为止适用性最强的汽车非金属材料之一，被广泛应用于制造汽车各零部件。尤其是对于材料的低温韧性有相当高要求的部件，如保险杠、无缝气囊、 仪表板材料等，更为重要。汽车受到车外意外冲击能量时，需要保证仪表板及时将安全气囊爆开，用以保护司乘人员受到的损伤减到最小，同时不能因为破坏产生碎片或者锐角使司乘人员受到伤害。因此在受到冲击时，材料的低温韧性成为汽车内饰和仪表板用材料中，特别是硬质仪表板设计中优先考虑的性能。现有技术改善材料的低温韧性的方法主要是选择不同的弹性体类型和增加弹性体的含量，用以达到低温增韧效果，但是与此同时材料丧失常温刚性。目前为了制备高刚性高韧性改性聚丙烯，主要用聚丙烯、弹性体、填料等组分组成，弹性体主要有POE、EVA、EPDM等，填料主要是普通滑石粉等。这种方法可以制备出一定刚性和韧性的改性聚丙烯，但是较难满足-30°C低温下多轴冲击韧性大于f^kj/ Hf，且常温刚性好(弯曲模量大于ISOOMPa)等性能要求。因此解决聚丙烯同时满足常温高刚性和在-30°C低温下多轴冲击韧性改性聚丙烯材料的技术难题，是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种低温韧性好且常温刚性优良的硬质无缝气囊材料及其制备方法。为了达到上述目的，本发明提供了一种硬质无缝气囊材料，其特征在于，其原料包括聚丙烯阳 70重量份、填充母粒20 30重量份、相容剂5 15重量份、抗氧剂0. 1 1重量份和加工助剂0. 1 0. 5重量份。优选地，所述的聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一种。更优选地，所述的聚丙烯为SP179、M2600R、7033N、YPJ1215C、K9017、K9026, BX3900、K7100和K77^H中的一种或多种的混合物。优选地，所述的填充母粒由20 50重量份的聚烯烃弹性体，40 79重量份的高目数粉体填料，0. 2 1重量份的抗氧剂和0. 2 0. 6重量份的加工助剂混合熔融造粒而成。更优选地，所述的熔融造粒的温度为160 250°C。所述的熔融造粒使用的设备为密炼机、开炼机、单螺杆挤出机或者螺杆数大于等于2的挤出机。更优选地，所述的聚烯烃弹性体为Hifax 7271 XEP,Hifax CA 207 A,Hifax BC 72 G和Hifax BR 1149 A/M中的一种或者几种的组合物。更优选地，所述的高目数粉体填料为平均目数为3000-5000目的滑石粉、碳酸钙颗粒、高岭土颗粒、云母颗粒、硅灰石颗粒以及钛酸钾晶须中的一种或其混合物。优选地，所述的相容剂为三元共聚物乙烯-正丁基丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-α -辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物中的一种或两种以上的组合物。优选地，所述的抗氧剂为抗氧剂168或抗氧剂1010。硬质无缝气囊材料以及填充母粒中使用的抗氧剂可以相同，也可以不同。优选地，所述的加工助剂为硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸镁中的一种或两种以上的组合物。硬质无缝气囊材料以及填充母粒中使用的加工助剂可以相同，也可以不同。本发明还提供了上述硬质无缝气囊材料的制备方法，其特征在于，包括 第一步称取聚丙烯、填充母粒、相容剂、抗氧剂和加工助剂，按比例置于高混机中
混合均勻；
第二步将第一步所得的混合物置入长径比为40 :1、转速为100 500转/分钟的双螺杆挤出机中，挤出工作温度为一区130°C 洸0°C，二区140°C 270°C，三区150°C 280°C，四区 150°C 280°C，五区 150°C 280°C，六区 150°C 280°C，七区 150°C 280°C， 八区150°C 280°C，停留时间1-2分钟，挤出造粒，制得硬质无缝气囊材料。本发明的有益效果为
1、本发明采用高目数粉体与聚烯烃弹性体复合制备增强增韧母粒；在满足汽车内饰件材料常规力学性能的同时，具有优异的低温韧性，满足现有高端改性聚丙烯材料标准 (GMW15340)的低温韧性要求:-30°C缺口冲击(IS0180)大于6KJ/m2，达到6. 5 KJ/M2以上， 超过现有高端改性聚丙烯材料标准(GMW15340)的低温韧性要求。同时维持材料良好的刚性。使用本发明材料制造的硬质无缝气囊低温韧性好、刚性强、使用寿命长、提高了汽车的安全性。2、本发明通过三元共聚相容剂解决材料相容性问题，成型表面缺陷少。3、本发明工艺简单，所得产品易加工，适合不同模具结构的成型加工。
具体实施例方式下面结合实施例来具体说明本发明。本发明所述的均聚或共聚聚丙烯(PP)SP179、 M2600R、7033N、YPJ1215C、K9017、K9026、BX3900、K7100、K7726H、高目数粉体填料、相容剂、 抗氧剂、加工助剂均为公知的已有材料。实施例1
(1)将由40重量份的聚烯烃弹性体Hifax 7271 XEP, 59重量份的3000目的滑石粉， 0. 6重量份的抗氧剂168和0. 4重量份的加工助剂硬脂酸钡置入螺杆挤出机中，在160°C熔融挤出造粒，得到填充母粒。(2)准确称取 PP SP179 和 PP M2600R 混合物 65 重量份(；35 份 PP SP179、30 份 PP M2600R)、填充母粒(步骤1制备)25重量份、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(法国阿科玛公司GMA AX8900) 9重量份、0. 5重量份抗氧剂168、加工助剂硬脂酸钡0. 5 重量份，置于高速混合机中混合均勻；
(3)将步骤2产物置入长径比为40 :1、转速为100转/分钟的双螺杆挤出机中，挤出工作温度为一区130°C，二区140°C，三区150°C，四区150°C，五区150°C，六区150°C，七区 150°C，八区150°C，停留时间1分钟，挤出造粒，制得硬质无缝气囊材料。实施例2
(1)将由30重量份的Hifax CA 207 A和13重量份Hifax BC 72 G，46重量份的；3500 目的滑石粉和10重量份的硅灰石，0. 7重量份的抗氧剂1010和0. 3重量份的加工助剂硬脂酸锌置入螺杆挤出机中，在250°C熔融挤出造粒，得到填充母粒。(2)准确称取聚丙烯(PP K9017) 60重量份、填充母粒(步骤1制备)30重量份、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物(陶氏化学4770R(P) ) 9重量份、0. 5重量份抗氧剂1010、0. 5 重量份硬脂酸锌，置于高速混合机中混合均勻；
(3)将步骤2产物置入长径比为40 :1、转速为500转/分钟的双螺杆挤出机中，挤出工作温度为一区260°C，二区270°C，三区280°C，四区280°C，五区280°C，六区280°C，七区 280°C，八区280°C，停留时间2分钟，挤出造粒，制得硬质无缝气囊材料。实施例3
(1)将由25重量份的聚烯烃弹性体Hifax BR 1149 A/M和10重量份Hifax BC 72 G， 50重量份的5000目的高岭土和14重量份的云母，0. 6重量份的抗氧剂168和0. 4重量份的硬脂酸钙置入螺杆挤出机中，在180°C熔融挤出造粒，得到填充母粒。(2)准确称取25重量份PP 7033N和30重量份PP SP179，填充母粒(步骤1制备) 30重量份、乙烯-α -辛烯共聚物(美国陶氏Ρ0Ε8402)14重量份、0. 5重量份抗氧剂168、加工助剂硬脂酸钙0. 5重量份，置于高速混合机中混合均勻；
(3)将步骤2产物置入长径比为40 :1、转速为200转/分钟的双螺杆挤出机中，挤出工作温度为一区150°C，二区160°C，三区170°C，四区170°C，五区170°C，六区170°C，七区 170°C，八区170°C，停留时间1. 5分钟，挤出造粒，制得硬质无缝气囊材料。实施例4
(1)将由20重量份的Hifax BC 72 G，70重量份的4000目的碳酸钙9重量份的晶须， 0. 5重量份的抗氧剂168和0. 5重量份的加工助剂硬脂酸镁置入螺杆挤出机中，在200°C熔融挤出造粒，得到填充母粒。(2)准确称取55重量份PP 7033N,填充母粒(步骤1制备)30重量份、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(法国阿科玛公司GMA AX8900)14重量份、0. 5重量份抗氧剂168、硬脂酸镁0. 5重量份，置于高速混合机中混合均勻；
(3)将步骤2产物置入长径比为40 :1、转速为300转/分钟的双螺杆挤出机中，挤出工作温度为一区170°C，二区180°C，三区190°C，四区190°C，五区190°C，六区190°C，七区 190°C，八区190°C，停留时间1.5分钟，挤出造粒，制得硬质无缝气囊材料。实施例5
(1)将由25重量份的聚烯烃弹性体Hifax BR 1149 A/M，30重量份的5000目的云母粉和43. 5重量份的滑石粉，1重量份的抗氧剂1010和0. 5重量份的加工助剂硬脂酸钙入螺杆挤出机中，在220 °C熔融挤出造粒，得到填充母粒。(2)准确称取聚丙烯PP M2600R混合物64重量份、填充母粒(步骤1制备)30重量份、乙烯-α -辛烯共聚物(美国陶氏Ρ0Ε8402)5重量份、0. 5重量份抗氧剂168、加工助剂硬脂酸钙0. 5重量份，置于高速混合机中混合均勻；(3)将步骤2产物置入长径比为40 :1、转速为400转/分钟的双螺杆挤出机中，挤出工作温度为一区190°C，二区200°C，三区210°C，四区210°C，五区210°C，六区210°C，七区 210°C，八区210°C，停留时间1.5分钟，挤出造粒，制得硬质无缝气囊材料。
表1.实施例1-5测试标准及性能数据
权利要求
1.一种硬质无缝气囊材料，其特征在于，其原料包括聚丙烯阳 70重量份、填充母粒20 30重量份、相容剂5 15重量份、抗氧剂0. 1 1重量份和加工助剂0. 1 0. 5重量份。
2.如权利要求1所述的硬质无缝气囊材料，其特征在于，所述的聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一种。
3.如权利要求1所述的硬质无缝气囊材料，其特征在于，所述的聚丙烯为SP179、 M2600R、7033N、YPJ1215C、K9017、K9026、BX3900、K7100 和 K77^H 中的一种或多种的混合物。
4.如权利要求1所述的硬质无缝气囊材料，其特征在于，所述的填充母粒由20 50重量份的聚烯烃弹性体，40 79重量份的高目数粉体填料，0. 2 1重量份的抗氧剂和0. 2 0. 6重量份的加工助剂混合熔融造粒而成。
5.如权利要求4所述的硬质无缝气囊材料，其特征在于，所述的聚烯烃弹性体为Hifax 7271 XEP,Hifax CA 207 A,Hifax BC 72 G 和 Hifax BR 1149 A/M 中的一种或者几种的组合物。
6.如权利要求4所述的硬质无缝气囊材料，其特征在于，所述的高目数粉体填料为平均目数为3000-5000目的滑石粉、碳酸钙颗粒、高岭土颗粒、云母颗粒、硅灰石颗粒以及钛酸钾晶须中的一种或其混合物。
7.如权利要求1所述的硬质无缝气囊材料，其特征在于，所述的相容剂为三元共聚物 乙烯-正丁基丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-α -辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物中的一种或两种以上的组合物。
8.如权利要求1或4所述的硬质无缝气囊材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂 168或抗氧剂1010。
9.如权利要求1或3所述的硬质无缝气囊材料，其特征在于，所述的加工助剂为硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸镁中的一种或两种以上的组合物。
10.权利要求1-9任一项所述的硬质无缝气囊材料的制备方法，其特征在于，包括 第一步称取聚丙烯、填充母粒、相容剂、抗氧剂和加工助剂，按比例置于高混机中混合均勻；第二步将第一步所得的混合物置入长径比为40 :1、转速为100 500转/分钟的双螺杆挤出机中，挤出工作温度为一区130°C 260°C，二区140°C 270°C，三区150°C 280°C，四区 150°C 280°C，五区 150°C 280°C，六区 150°C 280°C，七区 150°C 280°C， 八区150°C ^(TC，停留时间1-2分钟，挤出造粒，制得硬质无缝气囊用汽车仪表板材料。
全文摘要
本发明提供了一种硬质无缝气囊材料及其制备方法，所述的硬质无缝气囊材料，其特征在于，其原料包括聚丙烯55～70重量份、填充母粒20～30重量份、相容剂5～15重量份、抗氧剂0.1～1重量份和加工助剂0.1～0.5重量份，其制备方法，其特征在于，包括称取聚丙烯、填充母粒、相容剂、抗氧剂和加工助剂，按比例置于高混机中混合均匀；挤出造粒，制得硬质无缝气囊材料。本发明在满足汽车内饰件材料常规力学性能的同时，具有优异的低温韧性，同时维持材料良好的刚性。
文档编号C08L23/14GK102336967SQ201110252710
公开日2012年2月1日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者丁超, 孙刚, 李国明, 李志平, 李欣, 杨波, 田晋丽, 程文超, 陈延安 申请人:上海金发科技发展有限公司, 金发科技股份有限公司