[发明专利]一种轻量化汽车空调壳体用材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车空调壳体用材料及其制备方法，尤其是一种 轻量化汽车空调壳体用材料及其制备方法，属于材料技术领域。

背景技术

空调系统部件主要包括风机、加热器总成、蒸发器和空气导流板。 通常，汽车主机厂对空调壳体材料标准要求其拉伸强度至少达到 28MPa,弯曲模量高于2600MPa，缺口冲击强度不低于3kJ/m2,热变形 温度不低于110℃，因此，各部件的壳体都是用20-40％矿物粉增强改 性聚丙烯材料注塑而成。然而，轻量化已成为目前汽车行业发展主流， 矿物密度高达到2.7～2.8g/cm³，复合材料密度1.06-1.24g/cm³，不利 于汽车部件轻量化。然而，单纯聚丙烯材料性能无法满足汽车空调壳 体材料标准要求。因此，研制具有低密度、高耐热、高刚性、高强度 聚丙烯新材料对汽车轻量化具有十分重要的现实意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用具有高刚性和高耐热的高熔体 强度聚丙烯与高强度、高刚性的高结晶聚丙烯复合，提供一种具有低 密度、高耐热、高刚性、高强度聚丙烯新材料。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种轻量化汽车空调壳体用材料，包括以下重量份数的组分：

高结晶聚丙烯70-80份，

高熔体强度聚丙烯5-15份，

共聚聚丙烯10-15份，

成核剂0.2-0.5份，

功能助剂母粒2-5份。

进一步的技术方案，所述高结晶聚丙烯结晶度70％以上，熔融指 数为2-10g/10min。

进一步的技术方案，所述高熔体强度聚丙烯具有长链结构且多分 散性系数大于4，熔体强度大于等于20cN，熔融指数为2-10g/10min。

进一步的技术方案，所述成核剂为纳米蒙脱土、苯甲酸盐、山梨 醇类、有机磷酸盐中的一种。

进一步的技术方案，所述功能助剂母粒包括抗氧剂、润滑剂和共 聚聚丙烯，其质量比为2:1:7。

进一步的技术方案，所述的抗氧剂由主抗氧剂和辅抗氧剂组成， 所述主抗氧剂为受阻酚类、羟胺类、硫酯类抗氧剂中的一种；辅抗氧 剂为亚磷酸盐类和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种；

所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡中的 一种。

进一步的技术方案，所述的主抗氧剂为抗氧剂N,N'-二苄基羟胺 和抗氧剂1010，所述的辅抗氧剂为抗氧剂168。

一种轻量化汽车空调壳体用材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将抗氧剂、润滑剂、共聚聚丙烯按照2：1：7重量比例混配 成混合物，将此混合物加入到双螺杆挤出机中，通过挤出制备成功能 助剂母粒；

(2)将高结晶聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、共聚聚丙烯、成核剂、 功能助剂母粒放入高速混合机中混合1-3min，得到混合物；

(3)将步骤(2)中所得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料 料斗加入，经塑化、挤出、拉条、风干、造粒，得到可适用于轻量化 汽车空调壳体的复合材料。

进一步的技术方案，所述步骤(1)和(3)中，双螺杆挤出机料 筒温度为I区：160-180℃、II区：200-210℃、III区：215-225℃、 IV区：210-220℃、V区：210-220℃、VI区：210-220℃、VII区:210-220 ℃、VIII区:200-215℃、IX区200-210℃，螺杆转速400～800r/min。 有益效果

与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

1、本发明采用具有高刚性和高耐热的高熔体强度聚丙烯与高强 度、高刚性的高结晶聚丙烯复合，在不使用任何增强填料的情况下， 拉伸强度超过30MPa,弯曲模量超过2700MPa，耐热温度超过110℃， 满足甚至超过目前汽车空调壳体材料标准要求，壳体密度由1.06～ 1.24g/cm³降低到0.9-0.92g/cm³，减轻壳体重量达15％以上，具有显 著低密度，轻量化特点，实现空调壳体部件甚至整车轻量化。另外， 此发明还具有低气味、低VOC含量特点，能够有效改善汽车车内空气 质量。