CN104861226A - 一种用于汽车防尘罩的聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种用于汽车防尘罩的聚丙烯材料及其制备方法，本发明通过合理的成份比及其制备方法实现了获取物的力学性能优越、耐腐蚀、耐老化和耐油性能均能达到汽车防尘罩的要求的聚丙烯材料。

Description

一种用于汽车防尘罩的聚丙烯材料及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及一种聚丙烯材料及其制备方法，具体涉及一种用于汽车防尘罩的聚丙烯材料及其制备方法。

【背景技术】

已知的，汽车防尘罩采用PP/EPDM复合改性材料，此材料采用动态硫化的方式进行生产，其产品机械性能良好，它既具有传统橡胶的性质，又能用热塑性塑料的加工设备和方法进行加工。但是，用此种方法生产的产品长期耐热性差，在使用后期，产品发硬，容易开裂；同时此种材料耐油性差，更重要的是，此种材料成本高，缺乏市场竞争力。因此，急需开发出一种能满足汽车防尘罩要求的质优价廉材料。

聚丙烯是一种易于老化，韧性较差的结晶性热塑性材料，其不具备防尘罩所要求的高回弹性、耐油性和长期耐老化性。近年来，虽然聚丙烯生产工艺不断提高、聚合工艺持续改进，但同时能满足以上要求的材料尚没有问世。如果不能达到以上功能，就无法满足汽车防尘罩生产的要求，就会失去了产品的市场竞争力。

【发明内容】

为了克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种用于汽车防尘罩的聚丙烯材料及其制备方法，本发明通过合理的成份比及其制备方法实现了获取物的力学性能优越、耐腐蚀、耐老化和耐油性能均能达到汽车防尘罩的要求的聚丙烯材料。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，按重量比包含如下成份：

共聚PP                        25～50wt%；

丁腈橡胶NBR                   22～45 wt%；

聚氯乙烯PVC                   8～23wt%；

硫化剂                         2～8wt%；

增容剂                         1～3wt%；

增塑剂                         2.2～9wt%；

活化剂                         0.3～1.5wt%。

所述的用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，所述共聚PP的熔体流动速率为2～4g/10min，共聚PP为中石化燕山分公司生产，优选牌号为K8303。

所述的用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，所述丁腈橡胶NBR的丙烯腈含量为29～42 wt%，门尼粘度（ML1+4,100℃）为56，丁腈橡胶NBR为日本JSR公司生产，优选牌号为N220S。

所述的用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，所述聚氯乙烯PVC为悬浮法生产的SG-3型树脂，黏数（ml/g）为127～135，K值71～72，聚氯乙烯PVC为中石化齐鲁公司生产。

所述的用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，所述硫化剂为酚醛树脂，软化点85～110℃,羟甲基含量9～15%，水分0.5～1%，酚醛树脂为叔丁基苯酚甲醛树脂（2402）。

所述的用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，所述增容剂为亚乙基多胺化合物，或含羧基液体丁腈橡胶（CTBN）及聚丙烯的马来酸酐化合物的一种或两种的组合。

所述的用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，所述增塑剂为苯甲酸酯类和磷酸酯类化合物一种或两种的组合。

所述的用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，所述活化剂为金属盐类无机物。

一种用于汽车防尘罩的聚丙烯材料的制备方法，具体包括以下步骤：

一、混料：

首先将聚氯乙烯PVC和增塑剂在高速混合机中混合，直到混合温度达到110℃；

二、添加丁腈橡胶NBR：

接上步，当混合温度达到110℃后，加入丁腈橡胶NBR，高速搅拌5～8分钟后得到混合料；

三、均化塑炼：

接上步，将第二步得到的混合料在挤出机中进行均化塑炼，其中挤出机由加料口至挤出模头各加热区的温度分别为130～135℃、136～140℃、145～150℃、145～150℃、150～155℃、155～158℃、155～158℃，挤出机的主机转速330～350rpm；

四、制备颗粒母胶：

接上步，将第三步得到的塑炼料采用水环热切成颗粒母胶；

五、二次混料：

接上步，将颗粒母胶再和共聚PP、硫化剂、增容剂、活化剂在高速搅拌机中搅拌10分钟；

六、二次均化塑炼：

接上步，在挤出机中先将以上组分进行均化塑炼，其中挤出机由加料口至挤出模头各加热区的温度分别为135～138℃、140～143℃、145～150℃、145～150℃、150～155℃、155～158℃、158～160℃，挤出机的主机转速为330～350rpm；

七、制备聚丙烯材料：

接上步，采用水环热切成颗粒，过振动筛后用热风烘干机在75℃烘干1小时，再按每3吨为单位在立式搅拌机进行进行搅拌均化后包装，即可得到此种用于汽车防尘罩用的聚丙烯材料。

采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明所述的一种用于汽车防尘罩的聚丙烯材料及其制备方法， 本发明选用所述低熔体指数共聚PP，主要是为了确保形状复杂的塑胶件能够容易注塑成型，同时使复合材料的拉伸强度和硬度性能满足使用要求；选用所述丁腈橡胶NBR，主要是为了增加体系的柔软性、高弹性和耐油性。在和其它组分硫化后各方面的性能会得到更大的提高；其中所PVC，其和NBR具有很好的相容性，经过硫化和增加增塑剂调节后是一种性能良好的热塑性弹性体。加入PVC，使复合材料具有良好的加工流动性，又在常温下增加了高弹性和永久变形性质，重要的是加入PVC降低了复合材料的成本；其中所述硫化剂的添加，使材料的三种主要成分得到硫化；其中所述增容剂的添加，主要是为了提高聚丙烯和NBR的相容性，从而也就提高了体系中各材料间的相容性；其中所述增塑剂，主要是为了降低PVC的加工温度，提高复合材料的柔软度。其中DOS的添加，是为了改善材料的耐寒性能；其中所述活化剂，主要是提高体系硫化时的效率；本发明通过合理的成份比及其制备方法实现了获取物的力学性能优越、耐腐蚀、耐老化和耐油性能均能达到汽车防尘罩的要求的聚丙烯材料。

【具体实施方式】

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；

本发明所述的一种用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，按重量比包含如下成份：

共聚PP                        25～50wt%；

丁腈橡胶NBR                   22～45 wt%；

聚氯乙烯PVC                   8～23wt%；

硫化剂                         2～8wt%；

增容剂                         1～3wt%；

增塑剂                         2.2～9wt%；

活化剂                         0.3～1.5wt%。

其中所述共聚PP的熔体流动速率为2～4g/10min，共聚PP为中石化燕山分公司生产，优选牌号为K8303，其它生产厂的相同性质的等同材料，如中石化上海分公司、齐鲁分公司和扬子分公司；所述丁腈橡胶NBR的丙烯腈含量为29～42 wt%，门尼粘度（ML1+4,100℃）为56，丁腈橡胶NBR为日本JSR公司生产，优选牌号为N220S，主要生产厂商为国内化工企业或国外化工企业进口替代；所述聚氯乙烯PVC为悬浮法生产的SG-3型树脂，黏数（ml/g）为127～135，K值71～72，聚氯乙烯PVC为中石化齐鲁公司生产，本发明或使用其它生产厂的相同性质的等同材料，如河南联创公司、宁夏金昱元公司；所述硫化剂为酚醛树脂，软化点85～110℃,羟甲基含量9～15%，水分0.5～1%，酚醛树脂为叔丁基苯酚甲醛树脂（2402），本发明或使用其它生产厂的相同性质的等同材料，如苯酚甲醛树脂（2123）；所述增容剂为亚乙基多胺化合物，或含羧基液体丁腈橡胶（CTBN）及聚丙烯的马来酸酐化合物的一种或两种的组合，本发明公开的增容剂是公司生产的聚丙烯马来酸酐接枝物，接枝率1.2%；所述增塑剂为苯甲酸酯类和磷酸酯类化合物一种或两种的组合，本发明公开的增塑剂是邻苯二甲酸二异辛酯（DOP）和癸二酸二异辛酯（DOS）两种化合物的组合。其中DOP：DOS=2:1；所述活化剂为金属盐类无机物，本发明公开的活化剂为SnCl2·2H2O。

本发明中各组分的性能如下：

选用所述低熔体指数共聚PP，主要是为了确保形状复杂的塑胶件能够容易注塑成型，同时使复合材料的拉伸强度和硬度性能满足使用要求。

选用所述丁腈橡胶NBR，主要是为了增加体系的柔软性、高弹性和耐油性。在和其它组分硫化后各方面的性能会得到更大的提高。

其中所PVC，其和NBR具有很好的相容性，经过硫化和增加增塑剂调节后是一种性能良好的热塑性弹性体。加入PVC，使复合材料具有良好的加工流动性，又在常温下增加了高弹性和永久变形性质，重要的是加入PVC降低了复合材料的成本。

其中所述硫化剂的添加，使材料的三种主要成分得到硫化。

其中所述增容剂的添加，主要是为了提高聚丙烯和NBR的相容性，从而也就提高了体系中各材料间的相容性。

其中所述增塑剂，主要是为了降低PVC的加工温度，提高复合材料的柔软度。其中DOS的添加，是为了改善材料的耐寒性能。

其中所述活化剂，主要是提高体系硫化时的效率。

一种用于汽车防尘罩的聚丙烯材料的制备方法，具体包括以下步骤：

一、混料：

首先将聚氯乙烯PVC和增塑剂在高速混合机中混合，直到混合温度达到110℃；

二、添加丁腈橡胶NBR：

接上步，当混合温度达到110℃后，加入丁腈橡胶NBR，高速搅拌5～8分钟后得到混合料，其中高速搅拌的时间优选5分钟；

三、均化塑炼：

接上步，将第二步得到的混合料在双螺杆挤出机中进行均化塑炼，其中双螺杆挤出机由加料口至挤出模头各加热区的温度分别为130～135℃、136～140℃、145～150℃、145～150℃、150～155℃、155～158℃、155～158℃，双螺杆挤出机的主机转速330～350rpm；

四、制备颗粒母胶：

接上步，将第三步得到的塑炼料采用水环热切成颗粒母胶；

五、二次混料：

接上步，将颗粒母胶再和共聚PP、硫化剂、增容剂、活化剂在高速搅拌机中搅拌10分钟；

六、二次均化塑炼：

接上步，在双螺杆挤出机中先将以上组分进行均化塑炼，其中双螺杆挤出机由加料口至挤出模头各加热区的温度分别为135～138℃、140～143℃、145～150℃、145～150℃、150～155℃、155～158℃、158～160℃，双螺杆挤出机的主机转速为330～350rpm；

七、制备聚丙烯材料：

接上步，采用水环热切成颗粒，过振动筛后用热风烘干机在75℃烘干1小时，再按每3吨为单位在立式搅拌机进行进行搅拌均化后包装，即可得到此种用于汽车防尘罩用的聚丙烯材料。

本发明的具体实施例如下：

实施例一、产品编号PPFCZ-1：

本发明的PPFCZ-1，是用于汽车防尘罩的PP材料，按重量百分比由下列组分构成：中石化燕山分公司生产共聚PP,牌号K8303,添加量35 wt%；丁腈橡胶NBR为日本JSR公司生产，优选牌号为N220S生产，添加量40 wt%；中石化齐鲁分公司生产PVC，牌号为SG-3，添加量11wt%；硫化剂，牌号2402，添加量8 wt%；相容剂，自产 PP的马来酸酐接枝物，接枝率1.2%，添加量1.5wt%；增塑剂为邻苯二甲酸二异辛酯（DOP）和癸二酸二异辛酯（DOS）两种化合物的组合，其中DOP：DOS=2:1，总体添加量3wt%；活化剂，添加量 1.5wt%。

以上配方生产的PPFCZ-1性能如附表1所示：

附表1

项目	测试方法	PP/EPDM	PPFCZ-1
				长期热稳定性		***，表面裂纹	保持柔软，表观光滑
熔融指数，g/10min （200℃,5Kg）	GB3682	0.8	4.6
				拉伸屈服强度，MPa	GB/T1040	13.1	15.3
扯断伸长率%	GB/T1040	430	600
				100%定伸应力，MPa	GB/T1040	5.0	5.7
低温（-20℃）缺口冲击强度，KJ/m2	GB/T 1843	NB	NB
				耐油性		一般	优
成本（元/吨）		20300	19600

以上配方生产的用于汽车防尘罩的PP材料，和PP/EPDM复合材料对比，在回弹性（用伸长率和定伸应力表征）、耐油性、长期耐老化性能、加工性方面都有较大的提高，相对成本较低，能够满足用户的要求，具有市场竞争力。

实施例二、产品编号PPFCZ-2：

本发明的PPFCZ-1，是用于汽车防尘罩的PP材料，按重量百分比由下列组分构成：中石化燕山分公司生产共聚PP,牌号K8303,添加量45 wt%；丁腈橡胶NBR为日本JSR公司生产，优选牌号为N220S生产，添加量25 wt%；中石化齐鲁分公司生产PVC，牌号为SG-3，添加量18wt%；硫化剂，牌号2402，添加量5.5 wt%；增容剂，自产 PP的马来酸酐接枝物，接枝率1.2%，添加量2.6wt%；增塑剂为邻苯二甲酸二异辛酯（DOP）和癸二酸二异辛酯（DOS）两种化合物的组合，其中DOP：DOS=2:1，总体添加量3.6wt%；活化剂，添加量 0.3wt%。

以上配方生产的PPFCZ-2性能如附表2所示：

附表2

项目	测试方法	PP/EPDM	PPFCZ-2
				长期热稳定性		***，表面裂纹	保持柔软，表观光滑
熔融指数，g/10min （200℃,5Kg）	GB3682	0.8	6.9
				拉伸屈服强度，MPa	GB/T1040	13.1	18.6
扯断伸长率%	GB/T1040	430	520
				100%定伸应力，MPa	GB/T1040	5.0	6.8
低温（-20℃）缺口冲击强度，KJ/m2	GB/T 1843	NB	NB
				耐油性		一般	优
成本（元/吨）		20300	16500

以上配方生产的用于汽车防尘罩的PP材料，和PP/EPDM复合材料对比，在回弹性（用伸长率和定伸应力表征）、耐油性、长期耐老化性能、加工性方面都有较大的提高，相对成本较低，能够满足用户的要求，具有市场竞争力。

本发明通过前述公开证明，本发明应用安全可靠，尤其适用汽车防尘罩、空气阻流片、空气导管、液油导管等。

进一步，本发明具有拓展应用，对于民用船体、农机领域本发明同样适用。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (9)

1.一种用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，其特征是：按重量比包含如下成份：

共聚PP                        25～50wt%；

丁腈橡胶NBR                   22～45 wt%；

聚氯乙烯PVC                   8～23wt%；

硫化剂                         2～8wt%；

增容剂                         1～3wt%；

增塑剂                         2.2～9wt%；

活化剂                         0.3～1.5wt%。

2.根据权利要求1所述的用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，其特征是：所述共聚PP的熔体流动速率为2～4g/10min，共聚PP为中石化燕山分公司生产，优选牌号为K8303。

3.根据权利要求1所述的用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，其特征是：所述丁腈橡胶NBR的丙烯腈含量为29～42 wt%，门尼粘度（ML1+4,100℃）为56，丁腈橡胶NBR为日本JSR公司生产，优选牌号为N220S。

4.根据权利要求1所述的用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，其特征是：所述聚氯乙烯PVC为悬浮法生产的SG-3型树脂，黏数（ml/g）为127～135，K值71～72，聚氯乙烯PVC为中石化齐鲁公司生产。

5.根据权利要求1所述的用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，其特征是：所述硫化剂为酚醛树脂，软化点85～110℃,羟甲基含量9～15%，水分0.5～1%，酚醛树脂为叔丁基苯酚甲醛树脂（2402）。

6.根据权利要求1所述的用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，其特征是：所述增容剂为亚乙基多胺化合物，或含羧基液体丁腈橡胶（CTBN）及聚丙烯的马来酸酐化合物的一种或两种的组合。

7.根据权利要求1所述的用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，其特征是：所述增塑剂为苯甲酸酯类和磷酸酯类化合物一种或两种的组合。

8.根据权利要求1所述的用于汽车防尘罩的聚丙烯材料，其特征是：所述活化剂为金属盐类无机物。

9.实施权利要求1～8任一权利要求所述的一种用于汽车防尘罩的聚丙烯材料的一种用于汽车防尘罩的聚丙烯材料的制备方法，其特征是：具体包括以下步骤：

一、混料：

首先将聚氯乙烯PVC和增塑剂在高速混合机中混合，直到混合温度达到110℃；

二、添加丁腈橡胶NBR：

接上步，当混合温度达到110℃后，加入丁腈橡胶NBR，高速搅拌5～8分钟后得到混合料；

三、均化塑炼：

接上步，将第二步得到的混合料在挤出机中进行均化塑炼，其中挤出机由加料口至挤出模头各加热区的温度分别为130～135℃、136～140℃、145～150℃、145～150℃、150～155℃、155～158℃、155～158℃，挤出机的主机转速330～350rpm；

四、制备颗粒母胶：

接上步，将第三步得到的塑炼料采用水环热切成颗粒母胶；

五、二次混料：

接上步，将颗粒母胶再和共聚PP、硫化剂、增容剂、活化剂在高速搅拌机中搅拌10分钟；

六、二次均化塑炼：

接上步，在挤出机中先将以上组分进行均化塑炼，其中挤出机由加料口至挤出模头各加热区的温度分别为135～138℃、140～143℃、145～150℃、145～150℃、150～155℃、155～158℃、158～160℃，挤出机的主机转速为330～350rpm；

七、制备聚丙烯材料：

接上步，采用水环热切成颗粒，过振动筛后用热风烘干机在75℃烘干1小时，再按每3吨为单位在立式搅拌机进行进行搅拌均化后包装，即可得到此种用于汽车防尘罩用的聚丙烯材料。