一种汽车用微发泡增强改性聚丙烯及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车用微发泡增强改性聚丙烯,由以下重量分数的原料组成：聚丙烯60?90份；高熔体强度聚丙烯6?12份；3000目刚玉粉1.2?1.8份；5000目蓝晶石粉0.9?1.2份；8000目滑石粉8?16份；热稳定剂0.1?3份；增韧剂1?30份；碳酸氢钠发泡剂0.5?8份。制备方法：在长径比为42:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散,挤出造粒,最终得到产品。发明制得的微发泡增强改性聚丙烯泡孔结构的壁厚较大,破裂现象明显减少。泡孔结构均匀，发泡后密度低，耐高温性能大大提高，热形变温度达280℃以上的高温，拉伸强度为50?69MPa。
【专利说明】
一种汽车用微发泡増强改性聚丙烯及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种汽车轻量化材料，一种微发泡增强改性聚丙烯及其制备方法，属 于高分子材料及其成型加工领域。
【背景技术】
[0002] 大气污染越来越严重，能源濒临枯竭，汽车环境法案也越来越严格，如欧洲要求到 2020年，汽车的C02排放要小于95g/km。在美国，奥巴马政府出台了CAFE法规(企业平均燃油 经济性标准），要求到2025年，新车的平均燃烧达到54.5mpg，几乎是当前燃烧效值得两倍。 而在中国，"中国CAFE法"，《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年）》提出，到2015 年，当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至6.9升/百公里，节能型乘用车燃料消耗量降至 5.9升/百公里以下。到2020年，当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至5.0升/百公里，节能 型乘用车燃料消耗量降至4.5升/百公里以下。
[0003] 面对日益严格的汽车油耗法规，各大车企正在寻求多种路径降低油耗，其中之一 就是为汽车减重。相关数据显示，汽车车身自重约消耗70%的燃油，汽车整车质量每减少 100公斤，百公里油耗可降低0.3~0.6升，同时汽车轻量化直接提高汽车的比功率，使汽车 的动力性能提高。因此，轻量化成为汽车工业发展的必然趋势。
[0004] 其中，汽车材料轻量化是实现整车轻量化的有效途径。微发泡技术是汽车轻量化 的最有效途径之一，将其引入汽车材料的制备技术中，在保证材料基本性能的前提下，显著 减轻制件重量，有利于实现汽车轻量化。其中，具有轻量化特征的聚丙烯微发泡材料替代未 发泡材料，在性能满足的情况下，零部件减重10 %以上。已在部分汽车部件，如仪表板、座 椅、后备箱盖板等部件得到应用，市场前景广阔。
[0005] 微发泡技术有很多技术难点，如发泡剂的分散，制品表面的光滑度等等，然而国内 这几年在微发泡聚丙烯领域还是有些进展。如专利CN 103788480 A，用ADC发泡剂进行聚丙 烯发泡，该类发泡剂能在实验级别取得较好的实验效果，但是如果用于汽车门板或仪表板 的效果不得而知，另外ADC发泡剂的分解温度较高，在210度以上，发泡难以控制。专利CN 104140591 A，研究了高填充下(40-70)的PP发泡情况，未对40以下的低填充进行研究。该体 系只研究了最终产品的熔融指数在0.2~30范围内发泡材料的情况，未对30以上融融指数 的体系记性研究，而对实际工业化30以上的熔融指数更有实际意义。
[0006] 本发明旨在发明一种新型的轻量化填充发泡，用更新颖的发泡剂类型，组合，实现 微发泡。本发明在确保聚丙烯微发泡轻量化的前提下，并不影响其它物理性能，如抗拉强 度，抗弯强度，耐热性能，冲击强度等，甚至还有提高。本专利获得了微发泡轻量化的高性能 聚丙烯材料，并提供该材料的制备方法，该方法工艺简单，生产效率高，易于实现工业化。
【发明内容】
[0007] 基于【背景技术】存在的技术问题，本发明针对【背景技术】存在的问题，提供一种新的 微发泡轻量化的高性能聚丙烯材料。发明制得的微发泡增强改性聚丙烯泡孔结构的壁厚较 大，破裂现象明显减少。泡孔结构均匀，发泡后密度低，耐高温性能大大提高，热形变温度达 280°C以上的高温，拉伸强度为50-69MPa。
[0008] 本发明的目的通过以下技术方案实现：
[0009] -种汽车用微发泡增强改性聚丙烯，由以下重量分数的原料组成：
[0010] 聚丙烯 60-90份 高熔体强度聚丙烯 6-12份 3000 Π 刚下.粉 1 :)-U8份 5000目蓝晶石粉 0.9-1.2份
[0011] 8000 Π 滑心粉 8-16 份 热稳定剂 0.1-3份 增初剂 1-30份 碳酸氢钠发泡剂 0. 5-8份
[0012] 所述一种汽车用微发泡增强改性聚丙烯的制备方法为：
[0013] 在长径比为42:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在200°C、 220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C，挤出造粒，最终得到产品。
[0014] 现有技术已经有人详细研究过滑石粉等无机粉末粒子的加入对聚丙烯发泡体系 的影响，本发明人意外发现，加入微量的，一定比例的，特定粒径下的蓝晶石粉和白刚玉细 粉，会显著提升聚丙烯发泡体系的性能。
[0015] 蓝晶石是典型区域变质矿物之一，多由泥质岩变质而成。它要形成于中级变质作 用压力较高的条件下。存在于：区域变质片岩和片麻岩和相关结晶花岗岩及石英岩脉;与石 榴石、十字石、云母和石英共生。天然产出的蓝晶石，往往接近于理想成分。蓝晶石高温下体 积膨胀，当温度降低时，体积变化很小，即系有不可逆性转化产生的体积膨胀特性;稳定性： 蓝晶石生产的耐火材料稳定性比粘土质耐火材料高1.5倍;耐火度高:一般粘土质耐火材料 耐火度为1670~1770°C，而蓝晶石耐火材料通常大于1790°C，还具有较好的抗化学腐蚀特 性。由于蓝晶石矿物的特性，故用来制造优良的高级耐火材料，耐火砂浆，水泥及铸造耐制 品，以及塑料捣打混合料，技术陶瓷，汽车发动机的火花塞，绝缘体，球磨机球体，试验器皿， 耐震物品等，并可用电热法炼制硅铝合金，应用于飞机、汽车、火车、船舶的部件上。
[0016] 本发明的有益之处在于：
[0017] 本发明制得的微发泡增强改性聚丙烯泡孔结构的壁厚较大，破裂现象明显减少。 泡孔结构均匀，泡孔直径平均6-8μπι，闭孔率大于95%，泡孔密度也非常大，大于8.9 X108 个/cm3。发泡后密度低至1.12-1.13g/cm3,耐高温性能大大提高，热形变温度达280 °C以上的 高温，拉伸强度为50-69MPa。
【附图说明】
[0018] 图1为最终的发泡制品截面图，最终的产品结构为类三明治结构，光洁层-发泡层-光洁层。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1:
[0020] -种汽车用微发泡增强改性聚丙烯，由以下重量分数的原料组成： 聚丙烯 60份 高熔体强度聚丙烯 12份 3000目刚玉粉 1.2份 5000:目蓝晶石粉 1.2份
[0021] 8000目滑石粉 8份 热稳定剂 ?分 增钿剂 ：1份 碳酸氢钠发泡剂 8份
[0022] 所述高熔体强度聚丙烯为购买得到:HMSPP: 1684,巴塞尔化工公司。
[0023]所述汽车用微发泡增强改性聚丙烯的制备方法为：
[0024]在长径比为42:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在200°C、 220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C，挤出造粒，最终得到产品。
[0025]本实施例制得的微发泡增强改性聚丙烯泡孔结构的壁厚较大，破裂现象明显减 少。
[0026] 实施例2:
[0027] -种汽车用微发泡增强改性聚丙烯，由以下重量分数的原料组成： 聚丙烯 90份 高熔体强度聚丙烯 6份 3000目刚玉粉 L8份 5000目蓝晶石粉 0.9份
[0028] 8000 Π 滑心粉 丨6份 热稳定剂 0. 1份 增钿剂 3Q份 碳酸氢钠发泡剂 0. 5份
[0029] 所述高熔体强度聚丙烯为购买得到:HMSPP: 1684,巴塞尔化工公司。
[0030] 所述汽车用微发泡增强改性聚丙烯的制备方法为：
[0031] 在长径比为42:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在200°C、 220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C，挤出造粒，最终得到产品。
[0032] 本实施例制得的微发泡增强改性聚丙烯泡孔结构的壁厚较大，破裂现象明显减 少。
[0033] 实施例3:
[0034] -种汽车用微发泡增强改性聚丙烯，由以下重量分数的原料组成： 聚丙烯 70份
[0035] 高熔体强度聚丙烯 10份 3000目刚玉粉 1.5份 5000目蓝晶石粉 1. 1份 8000 Π 滑心'粉 13份
[0036] 热稳定剂 2份 增軔剂 16份 碳酸氢钠发泡剂 7份
[0037] 所述高熔体强度聚丙烯为购买得到:HMSPP: 1684,巴塞尔化工公司。
[0038]所述一种汽车用微发泡增强改性聚丙烯的制备方法为：
[0039]在长径比为42:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在200°C、 220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C，挤出造粒，最终得到产品。
[0040]本实施例制得的微发泡增强改性聚丙烯泡孔结构的壁厚较大，破裂现象明显减 少。
[0041 ] 实施例4:
[0042] -种汽车用微发泡增强改性聚丙烯，由以下重量分数的原料组成： 聚丙烯 80份 高熔体强度聚丙烯 7份 3000目刚玉粉 1. 7份 5000目蓝晶石粉 1 0份
[0043] 8000 Η滑心粉 15份 热稳定剂 2. 8份 增韧剂 20份 碳酸氢钠发泡剂 3份
[0044] 所述高熔体强度聚丙烯为购买得到:HMSPP: 1684,巴塞尔化工公司。
[0045] 所述一种汽车用微发泡增强改性聚丙烯的制备方法为：
[0046]在长径比为42:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在200°C、 220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C，挤出造粒，最终得到产品。
[0047]本实施例制得的微发泡增强改性聚丙烯泡孔结构的壁厚较大，破裂现象明显减 少。
[0048] 实施例5:
[0049] -种汽车用微发泡增强改性聚丙烯，由以下重量分数的原料组成： 聚丙烯 69份 高熔体强度聚丙烯 11份 3000目刚玉粉 1. 4份 5000目蓝晶石粉 0.9份
[0050] 8000 Π 滑心粉 10份 热稳定剂 0. 9份 增钿剂 5份 碳酸氢钠发泡剂 6份
[0051] 所述高熔体强度聚丙烯为购买得到:HMSPP: 1684,巴塞尔化工公司。
[0052]所述一种汽车用微发泡增强改性聚丙烯的制备方法为：
[0053]在长径比为42:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在200°C、 220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C，挤出造粒，最终得到产品。
[0054]本实施例制得的微发泡增强改性聚丙烯泡孔结构的壁厚较大，破裂现象明显减 少。
[0055] 实施例6:
[0056]对比例1:不加蓝晶石粉和刚玉粉：
[0057] 所述高熔体强度聚丙烯为购买得到:HMSPP: 1684,巴塞尔化工公司。
[0058] 一种汽车用微发泡增强改性聚丙烯，由以下重量分数的原料组成： 聚丙烯 78份 高熔体强度聚丙烯 8汾 3000目刚玉粉 1, 3份
[0059] 热稳定剂 1. 3份 增初剂 13份 碳酸氢钠发泡剂 5汾
[0060] 所述高熔体强度聚丙烯为购买得到:HMSPP: 1684,巴塞尔化工公司。
[0061] 所述一种汽车用微发泡增强改性聚丙烯的制备方法为：
[0062]在长径比为42:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在200°C、 220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C，挤出造粒，最终得到产品。
[0063]本实施例制得的微发泡增强改性聚丙烯泡孔结构的壁厚较薄，破裂现象明显。 [0064]对比例2:用不同粒度的蓝晶石粉和刚玉粉：
[0065] -种汽车用微发泡增强改性聚丙烯，由以下重量分数的原料组成： 聚丙烯 85份 高熔体强度聚丙烯 9份 300:0目刚玉粉 1.5份
[0066] 500:0目蓝晶石粉 1. 2份 8000 Π 沿心粉 11份 热稳定剂 0. 9份 增铺剤 2份
[0067] 碳酸氢钠发泡剂 0. 6份
[0068] 所述高熔体强度聚丙烯为购买得到:HMSPP: 1684,巴塞尔化工公司。
[0069] 所述一种汽车用微发泡增强改性聚丙烯的制备方法为：
[0070] 在长径比为42:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在200°C、 220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C，挤出造粒，最终得到产品。
[0071 ]本实施例制得的微发泡增强改性聚丙烯泡孔结构的壁厚较厚，泡孔结构均匀泡孔 结构均匀破裂现象明显减少。
[0072] 对实施例1-5以及对比例1-2的各项性能进行检测，初始测试结果如表1所示：
[0073] 表 1
[0074]
[0075] 由此可见，发明制得的微发泡增强改性聚丙烯泡孔结构的壁厚较大，破裂现象明 显减少。泡孔结构均匀，泡孔直径平均6-8μπι，闭孔率大于95%，泡孔密度也非常大，大于8.9 X 108个/cm3。发泡后密度低至1.12-1.13g/cm3,耐高温性能大大提高，热形变温度达280°C 以上的高温，拉伸强度为50-69MPa。
[0076] 此外，即使是加入不同的蓝晶石粉和白刚玉粉都不会提升改性聚丙烯泡孔结构性 能，推断在特定粒径和比例下加入蓝晶石粉和白刚玉粉可以在整个体系中起到协同作用， 促进晶体结构的改进。
[0077]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种汽车用微发泡增强改性聚丙締，由W下重量分数的原料组成： 聚丙帰 60-90份 高烙体强度聚丙蹄 6-12份 3000 η 神 Π ;粉 1.2 -1.8 撥 5000目蓝晶石粉 0.9-1. 2份 8000 Π 巧?!-粉 8-i6 份 热稳定剂 0. 1-3份 增初剂 1-30份 碳酸氨钢发泡剂 0.日-8份2. 权利要求1所述的汽车用微发泡增强改性聚丙締，其特征在于： 所述高烙体强度聚丙締为歷SPP: 1684，己塞尔化工公司。3. 权利要求2所述的汽车用微发泡增强改性聚丙締，其特征在于： 所述一种汽车用微发泡增强改性聚丙締的制备方法为：4. 权利要求1-3所述的汽车用微发泡增强改性聚丙締的制备方法： 在长径比为42:1的双螺杆挤出机中烙融混合分散，挤出造粒，最终得到产品。5. 权利要求3所述的汽车用微发泡增强改性聚丙締的制备方法，其特征在于： 挤出机各段溫度设置在200 °C、220 °C、220 °C、230 °C、230 °C、240 °C。
【文档编号】C08L23/12GK106084453SQ201610403140
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】徐承军
【申请人】上海光大高科技股份有限公司