[发明专利]聚丙烯改性复合材料汽车保险杠

说明书

技术领域

本发明涉及汽车零部件材料领域，特别涉及聚丙烯改性复合材料汽车保险杠。

背景技术

PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度低于0℃以下时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入1～4％乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度(100℃)、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1～40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8～2.5％。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30％的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7％。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃溶剂、氯化烃溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。PP树脂用在注塑制品中的比例可占一半左右，其中日用品以普通PP为原料，汽车配件以增强或增韧PP为原料，而其它用途则以高冲击强度和低脆化温度的共聚聚丙烯PPC原料为主。PP越来越成为汽车配件的主导材料，成为第一大汽车用塑料品种。增韧PP用于保险杠和轮壳罩等，增强PP则用于仪表盘、方向盘、手柄、容器、蓄电池壳等。聚丙烯为无毒、无臭无味的乳白色高结晶的聚合物，它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0.O1％，成型性好，制品表面光泽好，易于着色。聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能。聚丙烯力学性能的绝对值高于聚乙烯，但在塑料材料中仍属于偏低的品种，其拉伸强度仅可达到30MPa或稍高的水平。等规指数较大的聚丙烯具有较高的拉伸强度，但随等规指数的提高，材料的冲击强度有所下降，但下降至某一数值后不再变化。温度和加载速率对聚丙烯的韧性影响很大。当温度高于玻璃化温度时，冲击破坏呈韧性断裂，低于玻璃化温度呈脆性断裂，且冲击强度值大幅度下降。提高加载速率，可使韧性断裂向脆性断裂转变的温度上升。聚丙烯具有优异的抗弯曲疲劳性，其制品在常温下可弯折106次而不损坏。聚丙烯具有良好的耐热性，制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的条件下，150℃也不变形。脆化温度为-35℃，在低于-35℃会发生脆化，聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定；但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使聚丙烯软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良好。聚丙烯对紫外线很敏感，加入氧化锌、硫代二丙酸二月桂酯、碳黑或类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。目前用于保险杠的材料大多存在收缩率的控制不好，油漆附着力低下，材料耐候性差、韧性差抗冲击性能不理想，断裂伸长率小和热变形温度低等问题。中国发明专利申请CN1566196A公开了一种新型聚丙烯复合材料，它是由下列重量份的组分组成：共聚聚丙烯粒料25-60、热塑性弹性体5-20、高密度聚乙烯0-20、矿物填料0-40、极性高分子材料0-10、抗热氧化剂0.1-0.6、偶联剂0.1-0.3、光稳定剂0.1-0.3，其具有极强的附着力，但是材料的体积变化较大，抗冲击性能差；而且成型时的流动性较差，制备工艺复杂。中国发明专利CN1235989A公开了一种可涂装性的改性聚丙烯组合物，该组合物包含100份聚丙烯，10～50份橡胶型增韧剂，5～15份低聚物，5～20份接枝改性聚丙烯，1～15份无机填充物，它由上述各种材料按比例均匀混合，在加工温度180～220℃条件下，经熔融共混后挤出造粒或密炼机造粒而制得；用上述方法制得的组合物其冲击强度最高达629.6J/m，当用作制备汽车保险杠的材料时，其耐冲击强度还不够高，不能吸收更多的冲击能量，从而降低汽车的安全性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚丙烯改性复合材料汽车保险杠，保险杠材料流动性好，易于加工，并有效降低了收缩率即使材料在高温高湿环境中使用也不会发生变形和后收缩；同时能满足聚丙烯汽车材料的其他力学性能指标。