一种轻量化汽车空调壳体用材料及其制备方法

文档序号:10504200
一种轻量化汽车空调壳体用材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种汽车空调壳体用材料及其制备方法,尤其是一种轻量化汽车空调壳体用材料及其制备方法,属于材料技术领域。本发明的材料包括以下重量份数的组分:高结晶聚丙烯70?80份,高熔体强度聚丙烯5?15份,共聚聚丙烯10?15份,成核剂0.2?0.5份,功能助剂母粒2?5份。采用具有高强、高刚性的高结晶聚丙烯和具有超高延伸率的高熔体强度聚丙烯复合,不使用任何增强填料的情况下,满足甚至超过目前汽车空调壳体材料标准要求的同时,减轻壳体重量达15%以上,具有显著轻量化特点,实现空调壳体部件甚至整车轻量化。另外,此发明还具有低气味、低VOC含量特点,能够有效改善汽车车内空气质量。
【专利说明】
_种轻量化汽车空调壳体用材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种汽车空调壳体用材料及其制备方法,尤其是一种轻量化汽车空调 壳体用材料及其制备方法,属于材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 空调系统部件主要包括风机、加热器总成、蒸发器和空气导流板。通常,汽车主机 厂对空调壳体材料标准要求其拉伸强度至少达到28MPa,弯曲模量高于2600MPa,缺口冲击 强度不低于3kJ/m2,热变形温度不低于IHTC,因此,各部件的壳体都是用20-40 %矿物粉增 强改性聚丙烯材料注塑而成。然而,轻量化已成为目前汽车行业发展主流,矿物密度高达到 2.7~2.8g/cm 3,复合材料密度1.06-1.24g/cm3,不利于汽车部件轻量化。然而,单纯聚丙烯 材料性能无法满足汽车空调壳体材料标准要求。因此,研制具有低密度、高耐热、高刚性、高 强度聚丙烯新材料对汽车轻量化具有十分重要的现实意义。

【发明内容】

[0003] 为解决上述技术问题,本发明采用具有高刚性和高耐热的高熔体强度聚丙烯与高 强度、高刚性的高结晶聚丙烯复合,提供一种具有低密度、高耐热、高刚性、高强度聚丙烯新 材料。
[0004] 为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0005] -种轻量化汽车空调壳体用材料,包括以下重量份数的组分:
[0006] 高结晶聚丙烯70-80份,
[0007] 高熔体强度聚丙烯5-15份,
[0008] 共聚聚丙烯10-15份,
[0009] 成核剂0.2-0.5份,
[0010]功能助剂母粒2-5份。
[0011] 进一步的技术方案,所述高结晶聚丙烯结晶度70 %以上,熔融指数为2-10g/ 10min〇
[0012] 进一步的技术方案,所述高熔体强度聚丙烯具有长链结构且多分散性系数大于4, 恪体强度大于等于20cN,恪融指数为2-10g/10min。
[0013] 进一步的技术方案,所述成核剂为纳米蒙脱土、苯甲酸盐、山梨醇类、有机磷酸盐 中的一种。
[0014] 进一步的技术方案,所述功能助剂母粒包括抗氧剂、润滑剂和共聚聚丙烯,其质量 比为2:1:7。
[0015] 进一步的技术方案,所述的抗氧剂由主抗氧剂和辅抗氧剂组成,所述主抗氧剂为 受阻酚类、羟胺类、硫酯类抗氧剂中的一种;辅抗氧剂为亚磷酸盐类和亚磷酸酯类抗氧剂中 的一种;
[0016] 所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡中的一种。
[0017]进一步的技术方案,所述的主抗氧剂为抗氧剂N,N'_二苄基轻胺和抗氧剂1010,所 述的辅抗氧剂为抗氧剂168。
[0018] -种轻量化汽车空调壳体用材料的制备方法,包括以下步骤:
[0019] (1)将抗氧剂、润滑剂、共聚聚丙烯按照2:1:7重量比例混配成混合物,将此混合物 加入到双螺杆挤出机中,通过挤出制备成功能助剂母粒;
[0020] (2)将高结晶聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、共聚聚丙烯、成核剂、功能助剂母粒放入 高速混合机中混合I _3min,得到混合物;
[0021] (3)将步骤(2)中所得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料料斗加入,经塑化、 挤出、拉条、风干、造粒,得到可适用于轻量化汽车空调壳体的复合材料。
[0022]进一步的技术方案,所述步骤(1)和(3)中,双螺杆挤出机料筒温度为I区:160-180 °C、II区:200-210°C、III区:215-225°C、IV区:210-220°C、V区:210-220°C、VI区:210-220 °C、VII区:210-220°C、VIII区:200-215°C、IX区200-210°C,螺杆转速400~800r/min。有益 效果
[0023]与现有技术相比,本发明具有如下显著优点:
[0024] 1、本发明采用具有高刚性和高耐热的高熔体强度聚丙烯与高强度、高刚性的高结 晶聚丙烯复合,在不使用任何增强填料的情况下,拉伸强度超过30MPa,弯曲模量超过 2700MPa,耐热温度超过110°C,满足甚至超过目前汽车空调壳体材料标准要求,壳体密度由 1.06~1.24g/cm 3降低到0.9-0.92g/cm3,减轻壳体重量达15%以上,具有显著低密度,轻量 化特点,实现空调壳体部件甚至整车轻量化。另外,此发明还具有低气味、低VOC含量特点, 能够有效改善汽车车内空气质量。
[0025] 2、本发明使用功能助剂母粒,由抗氧剂、润滑剂、共聚聚丙烯按照2:1:7重量比制 备而成,该母粒增加了助剂分散均匀性,减少了工厂粉尘,提高生产效率、降低了生产制造 成本,材料制备方法工艺简单易行,易于实现工业化。
[0026] 3、本发明提供该材料的制备方法,工艺简单,生产成本低,效率高、易于实现工业 化。
【具体实施方式】
[0027]下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0028] 实施例1
[0029] 将抗氧剂1010和抗氧剂168、硬脂酸钙、共聚聚丙烯按照2:1:7重量比例混配成混 合物。将此混合物加入到双螺杆挤出机中,通过挤出制备成一定浓度功能助剂母粒。将70份 高结晶聚丙烯(熔融指数为2g/10min,结晶度为71%)、15份高熔体强度聚丙烯(多分散性系 数为5,熔体强度为22(^,熔融指数为5 8/1〇1^11)、10份共聚聚丙烯、0.5份苯甲酸钠、4.5份功 能助剂母粒放入高速混合机中混合3min,得到以上诸组分混合物;将所得到的混合物通过 双螺杆挤出机的主喂料料斗加入,经塑化、挤出、拉条、风干、造粒等程序,得到具有低密度、 高刚性、高强度汽车空调壳体的聚丙烯复合材料;其中,双螺杆挤出机料筒温度为I区:160 °C、IIg :200°C、IIIg:215°C、IVg:210°C、Vg:210°C、VIg :210°C、VIIg:210°C、VIIIg: 200 °C、IX区 200 °C,螺杆转速400r/min。
[0030] 实施例2
[0031] 将抗氧剂N,N'_二苄基羟胺,168、硅酮、共聚聚丙烯按照2:1:7重量比例混配成混 合物。将此混合物加入到双螺杆挤出机中,通过挤出制备成一定浓度功能助剂母粒。将高结 晶聚丙烯(熔融指数为5g/10min,结晶度为70%)74.8份、高熔体强度聚丙烯(多分散性系数 为6,熔体强度等于30cN,熔融指数为2g/10min)5份、共聚聚丙烯15份、苄叉山梨醇0.2份、功 能助剂母粒5份放入高速混合机中混合lmin,得到以上诸组分混合物;将所得到的混合物通 过双螺杆挤出机的主喂料料斗加入,经塑化、挤出、拉条、风干、造粒等程序,得到具有低密 度、高刚性、高强度汽车空调壳体的聚丙烯复合材料;其中,双螺杆挤出机料筒温度为I区: 180°C、IIg :210°C、IIIg:225°C、IVg:220°C、Vg:220°C、VIg :220°C、VIIg:220°C、VIII 区:215°C、IX区210°C,螺杆转速800r/min。
[0032] 实施例3
[0033] 将抗氧剂1010、168、乙撑双硬脂酰胺、共聚聚丙烯按照2:1:7重量比例混配成混合 物。将此混合物加入到双螺杆挤出机中,通过挤出制备成一定浓度功能助剂母粒。将高结晶 聚丙烯(熔融指数为l〇g/l〇min,结晶度为78%)80份、高熔体强度聚丙烯(多分散性系数为 7,熔体强度等于26(^,熔融指数为1(^/1〇 1^11)5份、共聚聚丙烯12.5份、纳米蒙脱土0.5份、 功能助剂母粒2份放入高速混合机中混合2min,得到以上诸组分混合物;将所得到的混合物 通过双螺杆挤出机的主喂料料斗加入,经塑化、挤出、拉条、风干、造粒等程序,得到具有低 密度、高刚性、高强度汽车空调壳体的聚丙烯复合材料;其中,双螺杆挤出机料筒温度为I 区:180°C、II区:205°C、III区:222°C、IV区:220°C、V区:220°C、VI区:220°C、VII区:220°C、 VIII区:215°C、IX区210°C,螺杆转速600r/min。
[0034] 实施例4
[0035]将抗氧剂N,N'_二苄基羟胺,168、聚乙烯蜡、共聚聚丙烯按照2:1:7重量比例混配 成混合物。将此混合物加入到双螺杆挤出机中,通过挤出制备成一定浓度功能助剂母粒。将 高结晶聚丙烯(熔融指数为6g/10min,结晶度为73%)74.7份、高熔体强度聚丙烯(多分散性 系数为5,熔体强度等于28cN,熔融指数为7g/10min)10份、共聚聚丙烯12份、2,2_亚甲基-双 (4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠0.3份、功能助剂母粒3份放入高速混合机中混合2min,得到以 上诸组分混合物;将所得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料料斗加入,经塑化、挤出、 拉条、风干、造粒等程序,得到具有低密度、高刚性、高强度汽车空调壳体的聚丙烯复合材 料;其中,双螺杆挤出机料筒温度为I区:165°C、II区:205°C、III区:215°C、IV区:220°C、V 区:215°C、VI区:215°C、VII区:215°C、VIII区:200°C、IX区200°C,螺杆转速700r/min。本发 明产品实施例性能表
[0036]以上所述仅为本发明的【具体实施方式】,但本发明的保护范围并不局限于此,任何 熟悉本领域的技术人员根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种轻量化汽车空调壳体用材料,其特征在于,包括以下重量份数的组分: 高结晶聚丙烯70-80份, 高熔体强度聚丙烯5-15份, 共聚聚丙烯10-15份, 成核剂0.2-0.5份, 功能助剂母粒2-5份。2. 根据权利要求1所述的轻量化汽车空调壳体用材料,其特征在于:所述高结晶聚丙烯 结晶度70%以上,熔融指数为2-10g/10min。3. 根据权利要求1所述的轻量化汽车空调壳体用材料,其特征在于:所述高熔体强度聚 丙烯具有长链结构且多分散性系数大于4,熔体强度大于等于20cN,熔融指数为2-10g/ 10min〇4. 根据权利要求1所述的轻量化汽车空调壳体用材料,其特征在于:所述成核剂为纳米 蒙脱土、苯甲酸盐、山梨醇类、有机磷酸盐中的一种。5. 根据权利要求1所述的轻量化汽车空调壳体用材料,其特征在于:所述功能助剂母粒 包括抗氧剂、润滑剂和共聚聚丙烯,其质量比为2:1:7。6. 根据权利要求1所述的轻量化汽车空调壳体用材料,其特征在于:所述的抗氧剂由主 抗氧剂和辅抗氧剂组成,所述主抗氧剂为受阻酚类、羟胺类、硫酯类抗氧剂中的一种;辅抗 氧剂为亚磷酸盐类和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种; 所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡中的一种。7. 根据权利要求6所述的轻量化汽车空调壳体用材料,其特征在于:所述的主抗氧剂为 抗氧剂N,N 二苄基轻胺和抗氧剂1010,所述的辅抗氧剂为抗氧剂168。8. 根据权利要求1-7所述任一轻量化汽车空调壳体用材料的制备方法,其特征在于:包 括以下步骤: (1) 将抗氧剂、润滑剂、共聚聚丙烯按照2:1:7重量比例混配成混合物,将此混合物加入 到双螺杆挤出机中,通过挤出制备成功能助剂母粒; (2) 将高结晶聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、共聚聚丙烯、成核剂、功能助剂母粒放入高速 混合机中混合1 _3min,得到混合物; (3) 将步骤(2)中所得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料料斗加入,经塑化、挤出、 拉条、风干、造粒,得到可适用于轻量化汽车空调壳体的复合材料。9. 根据权利要求8所述轻量化汽车空调壳体用材料制备方法,其特征在于:所述步骤 (1)和(3)中,双螺杆挤出机料筒温度为I区:160-180°C、II区:200-210°C、III区:215-225 °C、IV区:210-220°C、V区:210-220°C、VI区:210-220°C、VII区:210-220°C、VIII区:200-215°C、IX 区 200-210°C,螺杆转速400 ~800r/min。
【文档编号】C08L23/12GK105860269SQ201610438168
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】王滨, 吴汾, 周勇, 聂春
【申请人】南京聚隆科技股份有限公司
再多了解一些
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1