新能源汽車門護板專用材料的研制
1 廣西鑫深科技有限公司,廣西 柳州 545006;
2 柳州城市職業學院 機電與汽車工程系,廣西 柳州 545036;
3 廣西科技師范學院化學與生命科學系,廣西 來賓 546100;
4 柳州職業技術學院 機電工程系,廣西柳州 545005;
5 柳州市豪杰特化工機械有限責任公司技術中心,廣西 柳州 545005;
6 柳州蓓蒂芬科技有限公司技術中心,廣西 柳州 545000
0 引言
新能源汽車的研發目的就是節能環保,因此車身輕量化也是研發重點之一。為了使車身輕量化,則新能源汽車的內飾件應盡可能采用輕質的制件代替。本文介紹了一種利用回收聚丙烯非織造布生產的汽車門護板專用材料及其制備方法。目的是解決當前存在的資源再生利用及減少環境污染的問題,提供了一種利用回收聚丙烯非織造布制備的汽車專用材料。拓寬了聚丙烯非織造布的回收利用的領域,減少了資源浪費及環境污染,降低了材料成本,可為企業和社會創造巨大的經濟效益。
1 技術背景
隨著我國塑料使用量的日益增加,每年淘汰的塑料制品亦日漸增多,為了減少廢棄塑料不當處理對環境造成污染,實現資源循環利用,適度合理的利用再生塑料尤顯重要。我國紡絲行業每年產生大量的聚丙烯非織造布邊角廢料,由于紡絲行業對材料的純度要求較高,回收的聚丙烯非織造布再利用率一直不高。
汽車門護板是一種表面積大、形狀復雜的薄壁大型結構部件,它要求具備優異的高低溫沖擊性、剛性、耐熱性、耐老化性及耐刮擦性等。隨著汽車輕量化要求的提高,而PP具有低密度、高流動、易成形等特質,絕大部分汽車門護板采用PP材料。但PP耐低溫沖擊、尺寸穩定性、耐熱性等較低,需要對其進行改性以滿足汽車門護板使用要求。
目前PP汽車門護板專用料基本上采用PP/POE/滑石粉共混體系和PP/EPDM/滑石共混體系,采用雙螺桿擠出機將共混體系擠出造粒而得。
中國專利CN101864110A公布了一種利用回收塑料生產的汽車專用料,其中所涉及的回收塑料包括PPR、洗衣機筒、電瓶殼、汽車門護板、空調室外殼等PP塑料,生產的汽車專用料可用于汽車門護板、擋泥板、儀表板、門內板、車燈座等。該方法所回收的塑料制品種類繁多,其回收料均為共聚PP回料,未涉及本方法所述的均聚PP材料;并且該方法所用的PP物性差別較大,難以保證材料配方的穩定性。
2 材料配方
本產品的目的是解決當前存在的資源再生利用及減少環境污染問題,提供了一種利用回收聚丙烯非織造布制備的汽車專用材料。拓寬了聚丙烯非織造布的回收利用的領域,減少了資源浪費及環境污染,降低了材料成本,可為企業和社會創造巨大的經濟效益。
為了實現上述目的,本文涉及的產品采用如下技術方案:
一種利用回收聚丙烯非織造布生產的汽車門護板專用材料,其特征在于由以下組分質量百分比組成:
聚丙烯非織造布白色/透明回收料25~45%,共聚聚丙烯20~40%,增韌劑10~15%,滑石粉15~20%,相容劑1~5%,其他助劑1~5%。
上述的汽車門護板專用材料,其特征在于,所述聚丙烯非織造布白色/透明回收料為聚丙烯非織造布經過擠出造粒得到的再生料,其熔指范圍為25~40g/10min。
上述的汽車門護板專用材料,其特征在于,所述共聚聚丙烯,其熔指范圍為2-10g/10min。
上述的汽車門護板專用材料,其特征在于,所述增韌劑三元乙丙橡膠、乙烯-辛烯共聚物中的一種或兩種,其熔指范圍為0.5~2g/10min。
上述的汽車門護板專用材料,其特征在于,所述滑石粉粒徑為0.1~10微米。
上述的汽車門護板專用材料,其特征在于,所述相容劑為PP-g-MAH,其接枝率為1~1.5%,熔指范圍為30~50g/10min。
上述的汽車門護板專用材料,其特征在于,所述其他助劑為熱穩定劑、炭黑、色粉、聚乙烯蠟、白油、硅烷偶聯劑中的一種或幾種。
上述的汽車門護板專用材料的制備方法,其特征在于該制備方法包括以下步驟:
(1)原料混合均勻:按配比稱取聚丙烯非織造布白色/透明回收料、共聚聚丙烯、增韌劑、滑石粉、相容劑、其他助劑,高速混合攪拌3~5min;
(2)混煉:將步驟(1)得到的混合物加入到雙螺桿擠出機內混煉,經熔融擠出,造粒;其具體工藝為:擠出機由一區至九區各段溫度為190-210℃、190-210℃、200-220℃、200-220℃、200-220℃、200-220℃、200-220℃、200-220℃、200-220℃,主機螺桿轉速為550~600r/min,喂料機頻率為15-20Hz。
與現有技術相比,本文涉及的產品具有如下有益效果:(1)采用回收的聚丙烯非織造布做為制備汽車門護板的主基料,其來源豐富,成本低廉,而且可減少環境污染,實現資源的循環利用;(2)配方采用均聚PP與共聚PP共混,可實現材料剛性與韌性的平衡,均聚PP與共聚PP共混還可以有效降低復合體系的結晶度,提高材料的尺寸穩定性;(3)采用PP-g-MAH做為相容劑,可增加聚合物與填料兩相的相容性及復合材料的表面極性,提高材料與漆膜的附著力。
3 材料實施方式
實施例 1
按以下質量百分比進行配比:聚丙烯非織造布回料40%,共聚聚丙烯21.5%(燕山石化,牌號K8303),乙烯-辛烯共聚物12%(陶氏化學,牌號ENGAGE8150),滑石粉20%(桂廣滑石,1250目),抗氧劑0.2%(汽巴精化),色母粒1%(自制),PP-g-MAH 5%(自制),白油0.3%(15#,市售)。
制備步驟為:
A 按配比稱取聚丙烯非織造布白色/透明回收料、共聚聚丙烯、增韌劑、滑石粉、相容劑、其他助劑,高速混合攪拌3-5min;
B 將步驟A得到的混合物加入到雙螺桿擠出機內混煉,經熔融擠出;其具體工藝為:擠出機由一區至九區各段溫度為190~210℃、190~210℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃,主機螺桿轉速為550-600r/min,喂料機頻率為15-20Hz;
C 將熔融擠出的料條經過水槽冷卻、風干、切粒、包裝,即得汽車門護板專用料。
實施例2
按以下質量百分比進行配比:聚丙烯非織造布回料35%,共聚聚丙烯23.5%(揚子石化,牌號K8003),乙烯-辛烯共聚物15%(陶氏化學,牌號ENGAGE8150),滑石粉20%(桂廣滑石,1250目),抗氧劑0.2%(汽巴精化),色母粒1%(自制),PP-g-MAH 5%(自制),白油0.3%(15#,市售)。
制備步驟為:
A 按配比稱取聚丙烯非織造布白色/透明回收料、共聚聚丙烯、增韌劑、滑石粉、相容劑、其他助劑,高速混合攪拌3~5min;
B 將步驟A得到的混合物加入到雙螺桿擠出機內混煉,經熔融擠出;其具體工藝為:擠出機由一區至九區各段溫度為190~210℃、190~210℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃,主機螺桿轉速為550~600r/min,喂料機頻率為15-20Hz;將熔融擠出的料條經過水槽冷卻、風干、切粒、包裝,即得汽車門護板專用料。
實施例3
按以下質量百分比進行配比:聚丙烯非織造布回料40%,共聚聚丙烯26.5%(茂明石化,牌號EPC30R-H),乙烯-辛烯共聚物10%(陶氏化學,牌號ENGAGE8150),滑石粉20%(桂廣滑石,1250目),抗氧劑0.2%(汽巴精化),色母粒1%(自制),PP-g-MAH 5%(自制),白油0.3%(15#,市售)。
制備步驟為:
A 按配比稱取聚丙烯非織造布白色/透明回收料、共聚聚丙烯、增韌劑、滑石粉、相容劑、其他助劑,高速混合攪拌3~5min;
B 將步驟A得到的混合物加入到雙螺桿擠出機內混煉,經熔融擠出;其具體工藝為:擠出機由一區至九區各段溫度為190~210℃、190~210℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃,主機螺桿轉速為550~600r/min,喂料機頻率為15-20Hz;將熔融擠出的料條經過水槽冷卻、風干、切粒、包裝,即得汽車門護板專用料。
上述實例中所得材料的力學性能如下表所示:
|
項目 |
缺口沖擊強度23℃ |
缺口沖擊強度-30℃ |
拉伸強度 |
彎曲強度 |
彎曲模量 |
熔融指數 |
密度 |
|
單位 |
KJ/m2 |
KJ/m2 |
MPa |
MPa |
MPa |
g/10min |
g/cm3 |
|
測試標準 |
GB/T1843-2008 |
GB/T1843-2008 |
GB/T1040-2006 |
GB/T9341-2008 |
GB/T9341-2008 |
GB/T3682-2000 |
GB/1033-2008 |
|
實施例1 |
18 |
3.5 |
20 |
25 |
1500 |
15 |
1.05 |
|
實施例2 |
20 |
4 |
19 |
24 |
1450 |
15 |
1.05 |
|
實施例3 |
12 |
3 |
24 |
30 |
1800 |
18 |
1.05 |
4 權利要求介紹
(1)本文介紹一種利用回收聚丙烯非織造布生產的汽車門護板專用材料,其特征在于由以下組分質量百分比組成:聚丙烯非織造布白色/透明回收料25~45%,共聚聚丙烯20~40%,增韌劑10~15%,滑石粉15~20%,相容劑1~5%,其他助劑1~5%。
(2)如權利要求書(1)所述的汽車門護板專用材料,其特征在于,所述聚丙烯非織造布回收料為聚丙烯非織造布經過擠出造粒得到的白色/透明再生料,其熔指范圍為25~40g/10min。
(3)如權利要求書(1)所述的汽車門護板專用材料,其特征在于,所述共聚聚丙烯,其熔指范圍為2~10g/10min。
(4)如權利要求書(1)所述的汽車門護板專用材料,其特征在于,所述增韌劑三元乙丙橡膠、乙烯-辛烯共聚物中的一種或兩種,其熔指范圍為0.5~2g/10min。
(5)如權利要求書(1)所述的汽車門護板專用材料,其特征在于,所述滑石粉粒徑為0.1~10微米。
(6)如權利要求書(1)所述的汽車門護板專用材料,其特征在于,所述相容劑為PP-g-MAH,其接枝率為1~1.5%,熔指范圍為30~50g/10min。
(7)如權利要求書(1)所述的汽車門護板專用材料,其特征在于,所述其他助劑為熱穩定劑、炭黑、色粉、聚乙烯蠟、白油、硅烷偶聯劑中的一種或幾種。
(8)如權利要求書(1)所述的汽車門護板專用材料的制備方法,其特征在于該制備方法包括以下步驟:
A 原料混合均勻:按配比稱取聚丙烯非織造布回收料、共聚聚丙烯、增韌劑、滑石粉、相容劑、其他助劑,高速混合攪拌3-5min;
B 混煉:將步驟(1)得到的混合物加入到雙螺桿擠出機內混煉,經熔融擠出,造粒;其具體工藝為:擠出機由一區至九區各段溫度為190~210℃、190~210℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃、200~220℃,主機螺桿轉速為550~600r/min,喂料機頻率為15-20Hz。
5 結論
(1)本文介紹了一種利用回收聚丙烯非織造布生產的汽車門護板專用材料及其制備方法。目的是解決當前存在的資源再生利用及減少環境污染問題,提供了一種利用回收聚丙烯非織造布制備的汽車專用材料。
(2)本文介紹產品的有益效果是:拓寬了聚丙烯非織造布的回收利用的領域,減少了資源浪費及環境污染,降低了材料成本,可為企業和社會創造巨大的經濟效益。
[基金項目] 本文獲廣西科學研究與技術開發計劃課題(合同編號:桂科能15122O01-2-8)、2016年廣西中青年教師基礎能力提升項目(KY2016Y640)。


