专利名称：一种低密度汽车后门板模块及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车部件，尤其是聚丙烯闭孔发泡注塑成型的低密度汽车后门板模块及制备方法。
背景技术：
目前汽车后门板模块多是以聚丙烯改性塑料为原料，采用通用的注塑成型工艺制成。这种普通汽车门板模块的原料以聚丙烯和滑石粉为主，经注塑成型后，后门板模块质地紧密，密度高、重量大，增加了产品的用料量和生产成本，不利于当今汽车轻量化的设计理念，而且制品表面易出现缩痕等缺陷，严重影响产品的外观质量，增加了产品的不合格率。同时，常规的注塑工艺，存有成型设备能耗高，成型周期长等方面的缺陷，增加了产品的制 造成本。
发明内容
本发明用于克服已有技术的缺陷、提供一种物理性能满足要求、自重轻、生产周期短的低密度汽车后门板模块及制备方法。本发明所称问题是由以下技术方案解决的
一种低密度汽车后门板模块，其特别之处是，它以改性聚丙烯颗粒和发泡母粒为原料，经混合注塑成型制成，所述原料中改性聚丙烯颗粒和发泡母粒的质量比为100 :1-4。上述低密度汽车后门板模块，所述改性聚丙烯颗粒由以下质量份的原料制成聚丙烯基材60-74，滑石粉20，抗冲改性剂1-15，爽滑剂 2，抗氧剂O. 4，光稳定剂0.4，紫外线吸收剂O. 2，无机色粉2;所述发泡母粒是由以下质量份的原料制成高压聚乙烯60 — 75，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物4 - 19，滑石粉10，发泡剂6 — 10，硅烷偶联剂O. 6，抗氧剂O. 4。上述低密度汽车后门板模块，所述聚丙烯基材为熔融指数O. 5-2g/10min的聚丙烯，所述滑石粉为水合硅酸镁Mg3 [Si4010] (OH) 2，所述抗冲改性剂为茂金属催化剂乙烯-辛烯共聚物Ρ0Ε，所述爽滑剂为N、N-双乙撑脂肪酸酰胺，所述抗氧剂为四[β - (3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述光稳定剂为2，2，6，6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯，所述紫外线吸收剂为2- (2’ -羟基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)-5-氯化苯并三唑，所述高压聚乙烯为熔融指数2 — 5g/10min的聚乙烯，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的乙酸乙烯含量为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物质量的30%，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺-AC发泡剂，所述硅烧偶联剂为Y-氨丙基二乙氧基娃烧。上述低密度汽车后门板模块制备方法，它包括下列工序
a.制备改性聚丙烯颗粒按照配比称取改性聚丙烯原料，经双螺杆共混挤出造粒制备出3mmX5mm的柱状改性聚丙烯颗粒；
b.制备发泡母粒按照配比称取改性发泡母粒原料，经双螺杆共混挤出造粒制备3mm X 3mm的发泡母粒颗粒；C.注塑成型按配比称取改性聚丙烯颗粒和发泡母粒，将上述两种颗粒混配均匀，经注塑成型制备汽车后门板模块。上述低密度汽车后门板模块制备方法，它包括注塑成型工序，所述注塑成型工序中各阶段注塑工艺参数设定如下一段注塑温度175°C，注塑压力135Mpa，注塑速度70mm/s ;二段注塑温度175°C，注塑压力140Mpa，注塑速度70mm/s ;三段注塑温度180°C，注塑压力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑温度180°C，注塑压力140Mpa，注塑速度68mm/s ；四段注塑温度180°C，注塑压力140Mpa，注塑速度68mm/s，五段注塑温度185°C，注塑压力140Mpa，注塑速度68mm/s，喷嘴注塑温度185 °C。本发明针对普通汽车后门板模块自重大、表面缺陷较多、成型周期长等问题进行了改进，经过精心研究、反复试验改进，设计了一种物理性能满足使用要求的低密度汽车后门板模块，并提供了制备所述后门板模块的方法。所述后门板模块以改性聚丙烯和发泡母粒为原料，根据原料特点及成型要求，改进常规注塑工艺，采用高压高速注塑工艺，生产出产品密度比普通聚丙烯模块密度低10% — 15%的注塑产品，且可以缩短10% — 15%的成型 周期，实现既可以节省原材料用量，又可以大幅度缩短成型周期的目标。此外，以本发明方法制备的后门板模块，不易产生缩痕和翘曲变形等外观缺陷，产品质量得以提高。检测表明，本发明产品耐热、耐冲击、强度等各项力学性能指标均可以满足标准要求。
具体实施例方式本发明所述低密度汽车后门板模块产品，以改性聚丙烯颗粒和发泡母粒为原料，经混合注塑成型制成，原料中改性聚丙烯颗粒和发泡母粒的质量比为100 :1_4。在原料中按照比例将发泡母粒添加至聚丙烯材料体系后，在保持材料原有特性满足使用要求的基础上，解决了聚丙烯材料在进入模具型腔成型过程中，由于表面快速冷却形成固化层，而内部冷却较慢，导致产品内部不断收缩最终表面出现缩痕问题。本发明将发泡母粒加入到材料体系中后，可在产品内部快速形成致密的闭孔状发泡夹心层，从而降低了产品内部的收缩程度，解决了产品表面的缩痕问题，并且由于产品内部的微孔结构，降低产品密度和所用材料量，减轻了产品重量。经大量试验表明，发泡母粒添加量过多，产品密度较低明显，但产品的强度、弯曲模量等力学性能指标随之降低，影响产品的力学性能；而发泡母粒添加量过少，则产品密度降低不明显，达不到减轻产品重量的目的。将改性聚丙烯颗粒和发泡母粒的质量比控制在100 :1-4是经过反复试验得出的合适的添加范围。本发明低密度汽车后门板模块产品的原料配比如下改性聚丙烯颗粒为聚丙烯基材60-74，滑石粉20，抗冲改性剂1-15，爽滑剂2，抗氧剂O. 4，光稳定剂O. 4，紫外线吸收剂O. 2，无机色粉2。发泡母粒为高压聚乙烯60 — 75，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物4 一 19，滑石粉10，发泡剂6 — 10，硅烷偶联剂O. 6，抗氧剂0.4。其中，聚丙烯基材为熔融指数O. 5-2g/10min的聚丙烯，(该款聚丙烯材料的冲击性能优异，符合门板产品的性能要求)，所述滑石粉为水合硅酸镁Mg3 [Si4010] (OH) 2，所述抗冲改性剂为茂金属催化剂乙烯-辛烯共聚物POE (抗冲改性剂主要作用为提高材料冲击强度指标，由于添加发泡剂会降低材料的冲击性能，通过加入该材料以保证符合使用要求)，所述爽滑剂为N、N-双乙撑脂肪酸酰胺，所述抗氧剂为四[β -(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述光稳定剂为2，2，6，6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯，所述紫外线吸收剂为2- (2’ -羟基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)-5-氯化苯并三唑，所述高压聚乙烯为熔融指数2 - 5g/10min的聚乙烯(该款聚乙烯材料熔指等性能与基材聚丙烯接近，混合后对基材物性影响较小)，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的乙酸乙烯含量为30%，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺-AC发泡剂，所所述硅烷偶联剂为Y-氨丙基
三乙氧基硅烷。本发明在改进汽车后门板模块产品原料配比的同时，对于汽车后门板模块制备方法中的注塑成型工序进行了改进。原料中添加发泡母粒后，在注塑成型过程中合适的温度、压力有助于提高发泡效果，缩短成型周期，提高生产效率。本发明经反复试验，确定注塑工序中一段、二段、三段、四段、五段、喷嘴等步骤的工艺参数如下一段注塑温度175°c，注塑压力135Mpa，注塑速度70mm/s ; 二段注塑温度175 °C，注塑压力140Mpa，注塑速度70mm/s ；三段注塑温度180°C，注塑压力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑温度180°C，注塑压力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑温度180°C，注塑压力140Mpa，注塑速度68mm/s，五段 注塑温度185°C，注塑压力140Mpa，注塑速度68mm/s，喷嘴注塑温度185°C。与常规聚丙烯基材汽车后门板模块注塑工艺相比，在一至五段，注塑压力提高近一倍，注塑速度提高近两倍，无需进行保压。上述工艺参数，在保证产品形成微孔的同时，注塑成型周期由72-75秒降至63-65秒，可以缩短10% — 15%的成型周期，并使产品具有良好的外观质量，大大提升了产品在成本与质量方面的竞争力。以下提供本发明产品配比的实施例
实施例I :改性聚丙烯颗粒按照如下配比称取原料聚丙烯基材60 KG，滑石粉20 KG,抗冲改性剂I KG，爽滑剂 2 KG，抗氧剂0.4 KG，光稳定剂0.4 KG，紫外线吸收剂0.2KG，无机色粉2 KG。发泡母粒按照如下配比称取原料高压聚乙烯60 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物4 KG，滑石粉10 KG，发泡剂6 KG，硅烷偶联剂0.6 KG，抗氧剂0.4 KG0分别经双螺杆共混挤出造粒制备3_X5_的柱状改性聚丙烯颗粒和3_X3_的发泡母粒颗粒，按照改性聚丙烯颗粒发泡母粒颗粒100:1的比例称取上述两种颗粒。实施例2 :改性聚丙烯颗粒按照如下配比称取原料聚丙烯基材65 KG，滑石粉20KG，抗冲改性剂5 KG，爽滑剂2 KG，抗氧剂0.4 KG，光稳定剂0.4 KG，紫外线吸收剂0.2KG，无机色粉2 KG。发泡母粒按照如下配比称取原料高压聚乙烯65 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物10 KG，滑石粉10 KG，发泡剂7 KG，硅烷偶联剂0.6 KG，抗氧剂0.4 KG。分别经双螺杆共混挤出造粒制备3_X5_的柱状改性聚丙烯颗粒和3_X3_的发泡母粒颗粒，按照改性聚丙烯颗粒发泡母粒颗粒100:2的比例称取上述两种颗粒。实施例3 :改性聚丙烯颗粒按照如下配比称取原料聚丙烯基材74 KG，滑石粉20KG，抗冲改性剂15 KG，爽滑剂2 KG，抗氧剂0.4 KG，光稳定剂0.4 KG，紫外线吸收剂0.2KG，无机色粉2 KG。发泡母粒按照如下配比称取原料高压聚乙烯70 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物19KG，滑石粉10 KG，发泡剂9 KG，硅烷偶联剂0.6 KG，抗氧剂0.4 KG。分别经双螺杆共混挤出造粒制备3_X5_的柱状改性聚丙烯颗粒和3_X3_的发泡母粒颗粒，按照改性聚丙烯颗粒发泡母粒颗粒100:4的比例称取上述两种颗粒。实施例4 :改性聚丙烯颗粒按照如下配比称取原料聚丙烯基材63 KG，滑石粉20KG，抗冲改性剂10KG，爽滑剂2 KG，抗氧剂0.4 KG，光稳定剂0.4 KG，紫外线吸收剂0.2KG，无机色粉2 KG。发泡母粒按照如下配比称取原料高压聚乙烯75 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物8 KG，滑石粉10 KG，发泡剂10KG，硅烷偶联剂0.6 KG，抗氧剂0.4 KG。分别经双螺杆共混挤出造粒制备3_X5_的柱状改性聚丙烯颗粒和3_X3_的发泡母粒颗粒，按照改性聚丙烯颗粒发泡母粒颗粒100:2. 5的比例称取上述两种颗粒。实施例5 :改性聚丙烯颗粒按照如下配比称取原料聚丙烯基材71 KG，滑石粉20KG，抗冲改性剂12 KG，爽滑剂2 KG，抗氧剂0.4 KG，光稳定剂0.4 KG，紫外线吸收剂0.2KG，无机色粉2 KG。发泡母 粒按照如下配比称取原料高压聚乙烯63 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物17 KG，滑石粉10 KG，发泡剂8 KG，硅烷偶联剂0.6 KG，抗氧剂0.4 KG。分别经双螺杆共混挤出造粒制备3_X5_的柱状改性聚丙烯颗粒和3_X3_的发泡母粒颗粒，按照改性聚丙烯颗粒发泡母粒颗粒100:3的比例称取上述两种颗粒。实施例6 :改性聚丙烯颗粒按照如下配比称取原料聚丙烯基材68 KG，滑石粉20KG，抗冲改性剂7 KG，爽滑剂2 KG，抗氧剂0.4 KG，光稳定剂0.4 KG，紫外线吸收剂0.2KG，无机色粉2 KG。发泡母粒按照如下配比称取原料高压聚乙烯68 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物13 KG，滑石粉10 KG，发泡剂7 KG，硅烷偶联剂0.6 KG，抗氧剂0.4 KG。分别经 双螺杆共混挤出造粒制备3_X5_的柱状改性聚丙烯颗粒和3_X3_的发泡母粒颗粒，按照改性聚丙烯颗粒发泡母粒颗粒100:2的比例称取上述两种颗粒。将按上述实施例配比称取的改性聚丙烯颗粒和发泡母粒混配均匀，经注塑成型制备汽车后门板模块。其中，注塑成型工序的一段、二段、三段、四段、五段、喷嘴等步骤的工艺参数如下一段注塑温度175°C，注塑压力135Mpa注塑速度70mm/s ;二段注塑温度175°C，注塑压力140Mpa，注塑速度70mm/s ;三段注塑温度180°C，注塑压力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑温度180°C，注塑压力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑温度180°C，注塑压力140Mpa，注塑速度68mm/s，五段注塑温度185°C,注塑压力140Mpa，注塑速度68mm/s，喷嘴注塑温度185 °C。经抽样检测本发明低密度汽车后门板模块的物理性能如下表
权利要求
1.一种低密度汽车后门板模块，其特征在于，它以改性聚丙烯颗粒和发泡母粒为原料，经混合注塑成型制成，所述原料中改性聚丙烯颗粒和发泡母粒的质量比为100 :1-4。
2.根据权利要求I所述的低密度汽车后门板模块，其特征在于所述改性聚丙烯颗粒由以下质量份的原料制成聚丙烯基材60-74，滑石粉20，抗冲改性剂1-15，爽滑剂 2，抗氧剂0.4，光稳定剂0.4，紫外线吸收剂0.2，无机色粉2;所述发泡母粒是由以下质量份的原料制成高压聚乙烯60 - 75，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物4 - 19，滑石粉10，发泡剂6 - 10，硅烷偶联剂0. 6，抗氧剂0. 4。
3.根据权利要求2所述的低密度汽车后门板模块，其特征在于，所述聚丙烯基材为熔融指数0. 5-2g/10min的聚丙烯，所述滑石粉为水合硅酸镁Mg3 [Si4010] (OH) 2，所述抗冲改性剂为茂金属催化剂乙烯-辛烯共聚物P0E，所述爽滑剂为N、N-双乙撑脂肪酸酰胺，所述抗氧剂为四[￠-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述光稳定剂为2，2，6，6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯，所述紫外线吸收剂为2- (2’ -羟基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)-5_氯化苯并三唑，所述高压聚乙烯为熔融指数2 — 5g/10min的聚乙烯,所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的乙酸乙烯含量为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物质量的30%，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺-AC发泡剂，所述硅烷偶联剂为Y -氨丙基三乙氧基硅烷。
4.根据权利要求I或2或3所述的低密度汽车后门板模块的制备方法，其特征在于，它包括下列工序 a.制备改性聚丙烯颗粒按照配比称取改性聚丙烯原料，经双螺杆共混挤出造粒制备出3mmX5mm的柱状改性聚丙烯颗粒； b.制备发泡母粒按照配比称取改性发泡母粒原料，经双螺杆共混挤出造粒制备3mm X 3mm的发泡母粒颗粒； c.注塑成型按配比称取改性聚丙烯颗粒和发泡母粒，将上述两种颗粒混配均匀，经注塑成型制备汽车后门板模块。
5.根据权利要求4所述的低密度汽车后门板模块制备方法，它包括注塑成型工序，其特征在于所述注塑成型工序中各阶段注塑工艺参数设定如下一段注塑温度175°C，注塑压力135Mpa，注塑速度70mm/s ; 二段注塑温度175 °C，注塑压力140Mpa，注塑速度70mm/s ；三段注塑温度180°C，注塑压力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑温度180°C，注塑压力140Mpa,注塑速度68mm/s ;四段注塑温度180°C,注塑压力140Mpa，注塑速度68mm/s，五段注塑温度185°C，注塑压力140Mpa，注塑速度68mm/s，喷嘴注塑温度185°C。
全文摘要
一种低密度汽车后门板模块及制备方法，用于降低汽车后门板模块自重、改善缩痕和翘曲变形等外观缺陷。它以改性聚丙烯颗粒和发泡母粒为原料，经混合注塑成型制成，所述原料中改性聚丙烯颗粒和发泡母粒的质量比为1001-4。本发明还提供了汽车后门板模块的制备方法。本发明以改性聚丙烯和发泡母粒为原料，根据原料特点及成型要求，改进常规注塑工艺，采用高压高速注塑工艺，生产出产品密度比普通聚丙烯模块密度低10%－15％的注塑产品，且可以缩短10%－15％的成型周期，实现既可以节省原材料用量，又可以大幅度缩短成型周期的目标。
文档编号C08L23/08GK102850655SQ20121036107
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者李文博 申请人:长城汽车股份有限公司