專利名稱：一種低密度汽車后門板模塊及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車部件，尤其是聚丙烯閉孔發(fā)泡注塑成型的低密度汽車后門板模塊及制備方法。
背景技術(shù)：
目前汽車后門板模塊多是以聚丙烯改性塑料為原料，采用通用的注塑成型工藝制成。這種普通汽車門板模塊的原料以聚丙烯和滑石粉為主，經(jīng)注塑成型后，后門板模塊質(zhì)地緊密，密度高、重量大，增加了產(chǎn)品的用料量和生產(chǎn)成本，不利于當今汽車輕量化的設(shè)計理念，而且制品表面易出現(xiàn)縮痕等缺陷，嚴重影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，增加了產(chǎn)品的不合格率。同時，常規(guī)的注塑工藝，存有成型設(shè)備能耗高，成型周期長等方面的缺陷，增加了產(chǎn)品的制 造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于克服已有技術(shù)的缺陷、提供一種物理性能滿足要求、自重輕、生產(chǎn)周期短的低密度汽車后門板模塊及制備方法。本發(fā)明所稱問題是由以下技術(shù)方案解決的
一種低密度汽車后門板模塊，其特別之處是，它以改性聚丙烯顆粒和發(fā)泡母粒為原料，經(jīng)混合注塑成型制成，所述原料中改性聚丙烯顆粒和發(fā)泡母粒的質(zhì)量比為100 :1-4。上述低密度汽車后門板模塊，所述改性聚丙烯顆粒由以下質(zhì)量份的原料制成聚丙烯基材60-74，滑石粉20，抗沖改性劑1-15，爽滑劑 2，抗氧劑O. 4，光穩(wěn)定劑0.4，紫外線吸收劑O. 2，無機色粉2;所述發(fā)泡母粒是由以下質(zhì)量份的原料制成高壓聚乙烯60 — 75，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物4 - 19，滑石粉10，發(fā)泡劑6 — 10，硅烷偶聯(lián)劑O. 6，抗氧劑O. 4。上述低密度汽車后門板模塊，所述聚丙烯基材為熔融指數(shù)O. 5-2g/10min的聚丙烯，所述滑石粉為水合硅酸鎂Mg3 [Si4010] (OH) 2，所述抗沖改性劑為茂金屬催化劑乙烯-辛烯共聚物Ρ0Ε，所述爽滑劑為N、N-雙乙撐脂肪酸酰胺，所述抗氧劑為四[β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述光穩(wěn)定劑為2，2，6，6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯，所述紫外線吸收劑為2- (2’ -羥基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)-5-氯化苯并三唑，所述高壓聚乙烯為熔融指數(shù)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為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物質(zhì)量的30%，所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺-AC發(fā)泡劑，所述硅燒偶聯(lián)劑為Y-氨丙基二乙氧基娃燒。上述低密度汽車后門板模塊制備方法，它包括下列工序
a.制備改性聚丙烯顆粒按照配比稱取改性聚丙烯原料，經(jīng)雙螺桿共混擠出造粒制備出3mmX5mm的柱狀改性聚丙烯顆粒；
b.制備發(fā)泡母粒按照配比稱取改性發(fā)泡母粒原料，經(jīng)雙螺桿共混擠出造粒制備3mm X 3mm的發(fā)泡母粒顆粒；C.注塑成型按配比稱取改性聚丙烯顆粒和發(fā)泡母粒，將上述兩種顆?；炫渚鶆?，經(jīng)注塑成型制備汽車后門板模塊。上述低密度汽車后門板模塊制備方法，它包括注塑成型工序，所述注塑成型工序中各階段注塑工藝參數(shù)設(shè)定如下一段注塑溫度175°C，注塑壓力135Mpa，注塑速度70mm/s ;二段注塑溫度175°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度70mm/s ;三段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s ；四段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s，五段注塑溫度185°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s，噴嘴注塑溫度185 °C。本發(fā)明針對普通汽車后門板模塊自重大、表面缺陷較多、成型周期長等問題進行了改進，經(jīng)過精心研究、反復(fù)試驗改進，設(shè)計了一種物理性能滿足使用要求的低密度汽車后門板模塊，并提供了制備所述后門板模塊的方法。所述后門板模塊以改性聚丙烯和發(fā)泡母粒為原料，根據(jù)原料特點及成型要求，改進常規(guī)注塑工藝，采用高壓高速注塑工藝，生產(chǎn)出產(chǎn)品密度比普通聚丙烯模塊密度低10% — 15%的注塑產(chǎn)品，且可以縮短10% — 15%的成型 周期，實現(xiàn)既可以節(jié)省原材料用量，又可以大幅度縮短成型周期的目標。此外，以本發(fā)明方法制備的后門板模塊，不易產(chǎn)生縮痕和翹曲變形等外觀缺陷，產(chǎn)品質(zhì)量得以提高。檢測表明，本發(fā)明產(chǎn)品耐熱、耐沖擊、強度等各項力學(xué)性能指標均可以滿足標準要求。
具體實施例方式本發(fā)明所述低密度汽車后門板模塊產(chǎn)品，以改性聚丙烯顆粒和發(fā)泡母粒為原料，經(jīng)混合注塑成型制成，原料中改性聚丙烯顆粒和發(fā)泡母粒的質(zhì)量比為100 :1_4。在原料中按照比例將發(fā)泡母粒添加至聚丙烯材料體系后，在保持材料原有特性滿足使用要求的基礎(chǔ)上，解決了聚丙烯材料在進入模具型腔成型過程中，由于表面快速冷卻形成固化層，而內(nèi)部冷卻較慢，導(dǎo)致產(chǎn)品內(nèi)部不斷收縮最終表面出現(xiàn)縮痕問題。本發(fā)明將發(fā)泡母粒加入到材料體系中后，可在產(chǎn)品內(nèi)部快速形成致密的閉孔狀發(fā)泡夾心層，從而降低了產(chǎn)品內(nèi)部的收縮程度，解決了產(chǎn)品表面的縮痕問題，并且由于產(chǎn)品內(nèi)部的微孔結(jié)構(gòu)，降低產(chǎn)品密度和所用材料量，減輕了產(chǎn)品重量。經(jīng)大量試驗表明，發(fā)泡母粒添加量過多，產(chǎn)品密度較低明顯，但產(chǎn)品的強度、彎曲模量等力學(xué)性能指標隨之降低，影響產(chǎn)品的力學(xué)性能；而發(fā)泡母粒添加量過少，則產(chǎn)品密度降低不明顯，達不到減輕產(chǎn)品重量的目的。將改性聚丙烯顆粒和發(fā)泡母粒的質(zhì)量比控制在100 :1-4是經(jīng)過反復(fù)試驗得出的合適的添加范圍。本發(fā)明低密度汽車后門板模塊產(chǎn)品的原料配比如下改性聚丙烯顆粒為聚丙烯基材60-74，滑石粉20，抗沖改性劑1-15，爽滑劑2，抗氧劑O. 4，光穩(wěn)定劑O. 4，紫外線吸收劑O. 2，無機色粉2。發(fā)泡母粒為高壓聚乙烯60 — 75，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物4 一 19，滑石粉10，發(fā)泡劑6 — 10，硅烷偶聯(lián)劑O. 6，抗氧劑0.4。其中，聚丙烯基材為熔融指數(shù)O. 5-2g/10min的聚丙烯，(該款聚丙烯材料的沖擊性能優(yōu)異，符合門板產(chǎn)品的性能要求)，所述滑石粉為水合硅酸鎂Mg3 [Si4010] (OH) 2，所述抗沖改性劑為茂金屬催化劑乙烯-辛烯共聚物POE (抗沖改性劑主要作用為提高材料沖擊強度指標，由于添加發(fā)泡劑會降低材料的沖擊性能，通過加入該材料以保證符合使用要求)，所述爽滑劑為N、N-雙乙撐脂肪酸酰胺，所述抗氧劑為四[β -(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述光穩(wěn)定劑為2，2，6，6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯，所述紫外線吸收劑為2- (2’ -羥基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)-5-氯化苯并三唑，所述高壓聚乙烯為熔融指數(shù)2 - 5g/10min的聚乙烯(該款聚乙烯材料熔指等性能與基材聚丙烯接近，混合后對基材物性影響較小)，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的乙酸乙烯含量為30%，所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺-AC發(fā)泡劑，所所述硅烷偶聯(lián)劑為Y-氨丙基
三乙氧基硅烷。本發(fā)明在改進汽車后門板模塊產(chǎn)品原料配比的同時，對于汽車后門板模塊制備方法中的注塑成型工序進行了改進。原料中添加發(fā)泡母粒后，在注塑成型過程中合適的溫度、壓力有助于提高發(fā)泡效果，縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明經(jīng)反復(fù)試驗，確定注塑工序中一段、二段、三段、四段、五段、噴嘴等步驟的工藝參數(shù)如下一段注塑溫度175°c，注塑壓力135Mpa，注塑速度70mm/s ; 二段注塑溫度175 °C，注塑壓力140Mpa，注塑速度70mm/s ；三段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s，五段 注塑溫度185°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s，噴嘴注塑溫度185°C。與常規(guī)聚丙烯基材汽車后門板模塊注塑工藝相比，在一至五段，注塑壓力提高近一倍，注塑速度提高近兩倍，無需進行保壓。上述工藝參數(shù)，在保證產(chǎn)品形成微孔的同時，注塑成型周期由72-75秒降至63-65秒，可以縮短10% — 15%的成型周期，并使產(chǎn)品具有良好的外觀質(zhì)量，大大提升了產(chǎn)品在成本與質(zhì)量方面的競爭力。以下提供本發(fā)明產(chǎn)品配比的實施例
實施例I :改性聚丙烯顆粒按照如下配比稱取原料聚丙烯基材60 KG，滑石粉20 KG,抗沖改性劑I KG，爽滑劑 2 KG，抗氧劑0.4 KG，光穩(wěn)定劑0.4 KG，紫外線吸收劑0.2KG，無機色粉2 KG。發(fā)泡母粒按照如下配比稱取原料高壓聚乙烯60 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物4 KG，滑石粉10 KG，發(fā)泡劑6 KG，硅烷偶聯(lián)劑0.6 KG，抗氧劑0.4 KG0分別經(jīng)雙螺桿共混擠出造粒制備3_X5_的柱狀改性聚丙烯顆粒和3_X3_的發(fā)泡母粒顆粒，按照改性聚丙烯顆粒發(fā)泡母粒顆粒100:1的比例稱取上述兩種顆粒。實施例2 :改性聚丙烯顆粒按照如下配比稱取原料聚丙烯基材65 KG，滑石粉20KG，抗沖改性劑5 KG，爽滑劑2 KG，抗氧劑0.4 KG，光穩(wěn)定劑0.4 KG，紫外線吸收劑0.2KG，無機色粉2 KG。發(fā)泡母粒按照如下配比稱取原料高壓聚乙烯65 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物10 KG，滑石粉10 KG，發(fā)泡劑7 KG，硅烷偶聯(lián)劑0.6 KG，抗氧劑0.4 KG。分別經(jīng)雙螺桿共混擠出造粒制備3_X5_的柱狀改性聚丙烯顆粒和3_X3_的發(fā)泡母粒顆粒，按照改性聚丙烯顆粒發(fā)泡母粒顆粒100:2的比例稱取上述兩種顆粒。實施例3 :改性聚丙烯顆粒按照如下配比稱取原料聚丙烯基材74 KG，滑石粉20KG，抗沖改性劑15 KG，爽滑劑2 KG，抗氧劑0.4 KG，光穩(wěn)定劑0.4 KG，紫外線吸收劑0.2KG，無機色粉2 KG。發(fā)泡母粒按照如下配比稱取原料高壓聚乙烯70 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物19KG，滑石粉10 KG，發(fā)泡劑9 KG，硅烷偶聯(lián)劑0.6 KG，抗氧劑0.4 KG。分別經(jīng)雙螺桿共混擠出造粒制備3_X5_的柱狀改性聚丙烯顆粒和3_X3_的發(fā)泡母粒顆粒，按照改性聚丙烯顆粒發(fā)泡母粒顆粒100:4的比例稱取上述兩種顆粒。實施例4 :改性聚丙烯顆粒按照如下配比稱取原料聚丙烯基材63 KG，滑石粉20KG，抗沖改性劑10KG，爽滑劑2 KG，抗氧劑0.4 KG，光穩(wěn)定劑0.4 KG，紫外線吸收劑0.2KG，無機色粉2 KG。發(fā)泡母粒按照如下配比稱取原料高壓聚乙烯75 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物8 KG，滑石粉10 KG，發(fā)泡劑10KG，硅烷偶聯(lián)劑0.6 KG，抗氧劑0.4 KG。分別經(jīng)雙螺桿共混擠出造粒制備3_X5_的柱狀改性聚丙烯顆粒和3_X3_的發(fā)泡母粒顆粒，按照改性聚丙烯顆粒發(fā)泡母粒顆粒100:2. 5的比例稱取上述兩種顆粒。實施例5 :改性聚丙烯顆粒按照如下配比稱取原料聚丙烯基材71 KG，滑石粉20KG，抗沖改性劑12 KG，爽滑劑2 KG，抗氧劑0.4 KG，光穩(wěn)定劑0.4 KG，紫外線吸收劑0.2KG，無機色粉2 KG。發(fā)泡母 粒按照如下配比稱取原料高壓聚乙烯63 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物17 KG，滑石粉10 KG，發(fā)泡劑8 KG，硅烷偶聯(lián)劑0.6 KG，抗氧劑0.4 KG。分別經(jīng)雙螺桿共混擠出造粒制備3_X5_的柱狀改性聚丙烯顆粒和3_X3_的發(fā)泡母粒顆粒，按照改性聚丙烯顆粒發(fā)泡母粒顆粒100:3的比例稱取上述兩種顆粒。實施例6 :改性聚丙烯顆粒按照如下配比稱取原料聚丙烯基材68 KG，滑石粉20KG，抗沖改性劑7 KG，爽滑劑2 KG，抗氧劑0.4 KG，光穩(wěn)定劑0.4 KG，紫外線吸收劑0.2KG，無機色粉2 KG。發(fā)泡母粒按照如下配比稱取原料高壓聚乙烯68 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物13 KG，滑石粉10 KG，發(fā)泡劑7 KG，硅烷偶聯(lián)劑0.6 KG，抗氧劑0.4 KG。分別經(jīng) 雙螺桿共混擠出造粒制備3_X5_的柱狀改性聚丙烯顆粒和3_X3_的發(fā)泡母粒顆粒，按照改性聚丙烯顆粒發(fā)泡母粒顆粒100:2的比例稱取上述兩種顆粒。將按上述實施例配比稱取的改性聚丙烯顆粒和發(fā)泡母?；炫渚鶆?，經(jīng)注塑成型制備汽車后門板模塊。其中，注塑成型工序的一段、二段、三段、四段、五段、噴嘴等步驟的工藝參數(shù)如下一段注塑溫度175°C，注塑壓力135Mpa注塑速度70mm/s ;二段注塑溫度175°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度70mm/s ;三段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s，五段注塑溫度185°C,注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s，噴嘴注塑溫度185 °C。經(jīng)抽樣檢測本發(fā)明低密度汽車后門板模塊的物理性能如下表
權(quán)利要求
1.一種低密度汽車后門板模塊，其特征在于，它以改性聚丙烯顆粒和發(fā)泡母粒為原料，經(jīng)混合注塑成型制成，所述原料中改性聚丙烯顆粒和發(fā)泡母粒的質(zhì)量比為100 :1-4。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低密度汽車后門板模塊，其特征在于所述改性聚丙烯顆粒由以下質(zhì)量份的原料制成聚丙烯基材60-74，滑石粉20，抗沖改性劑1-15，爽滑劑 2，抗氧劑0.4，光穩(wěn)定劑0.4，紫外線吸收劑0.2，無機色粉2;所述發(fā)泡母粒是由以下質(zhì)量份的原料制成高壓聚乙烯60 - 75，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物4 - 19，滑石粉10，發(fā)泡劑6 - 10，硅烷偶聯(lián)劑0. 6，抗氧劑0. 4。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低密度汽車后門板模塊，其特征在于，所述聚丙烯基材為熔融指數(shù)0. 5-2g/10min的聚丙烯，所述滑石粉為水合硅酸鎂Mg3 [Si4010] (OH) 2，所述抗沖改性劑為茂金屬催化劑乙烯-辛烯共聚物P0E，所述爽滑劑為N、N-雙乙撐脂肪酸酰胺，所述抗氧劑為四[￠-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述光穩(wěn)定劑為2，2，6，6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯，所述紫外線吸收劑為2- (2’ -羥基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)-5_氯化苯并三唑，所述高壓聚乙烯為熔融指數(shù)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為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物質(zhì)量的30%，所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺-AC發(fā)泡劑，所述硅烷偶聯(lián)劑為Y -氨丙基三乙氧基硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的低密度汽車后門板模塊的制備方法，其特征在于，它包括下列工序 a.制備改性聚丙烯顆粒按照配比稱取改性聚丙烯原料，經(jīng)雙螺桿共混擠出造粒制備出3mmX5mm的柱狀改性聚丙烯顆粒； b.制備發(fā)泡母粒按照配比稱取改性發(fā)泡母粒原料，經(jīng)雙螺桿共混擠出造粒制備3mm X 3mm的發(fā)泡母粒顆粒； c.注塑成型按配比稱取改性聚丙烯顆粒和發(fā)泡母粒，將上述兩種顆?；炫渚鶆颍?jīng)注塑成型制備汽車后門板模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低密度汽車后門板模塊制備方法，它包括注塑成型工序，其特征在于所述注塑成型工序中各階段注塑工藝參數(shù)設(shè)定如下一段注塑溫度175°C，注塑壓力135Mpa，注塑速度70mm/s ; 二段注塑溫度175 °C，注塑壓力140Mpa，注塑速度70mm/s ；三段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa,注塑速度68mm/s ;四段注塑溫度180°C,注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s，五段注塑溫度185°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s，噴嘴注塑溫度185°C。
全文摘要
一種低密度汽車后門板模塊及制備方法，用于降低汽車后門板模塊自重、改善縮痕和翹曲變形等外觀缺陷。它以改性聚丙烯顆粒和發(fā)泡母粒為原料，經(jīng)混合注塑成型制成，所述原料中改性聚丙烯顆粒和發(fā)泡母粒的質(zhì)量比為1001-4。本發(fā)明還提供了汽車后門板模塊的制備方法。本發(fā)明以改性聚丙烯和發(fā)泡母粒為原料，根據(jù)原料特點及成型要求，改進常規(guī)注塑工藝，采用高壓高速注塑工藝，生產(chǎn)出產(chǎn)品密度比普通聚丙烯模塊密度低10%－15％的注塑產(chǎn)品，且可以縮短10%－15％的成型周期，實現(xiàn)既可以節(jié)省原材料用量，又可以大幅度縮短成型周期的目標。
文檔編號C08L23/08GK102850655SQ20121036107
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者李文博 申請人:長城汽車股份有限公司