一种汽车前保险杠减震用轻量化材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车前保险杠减震用轻量化材料及其制备方法，包括以下原料：低密度聚丙烯、无机填料、抗氧剂、白矿油。本发明专利技术采用特定的低密度聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯以特定比例复配，同时结合特定的工艺能够明显改善所制备的轻量化材料的泡孔质量和强度；采用特定的无机填料，能够很好地提升所制备的轻量化材料在低温环境下的抗冲击性能；同时还降低了所制备的轻量化材料的收缩率，使所制备的轻量化材料不易发生缩孔、变形、凹陷等问题，进一步保证了泡孔的稳定性。本发明专利技术的轻量化材料应用于汽车保险杠可以起到较好的减震功能，提高了汽车的安全防护性能。此外该制备工艺操作简单、成本较低，生产效率提升明显。生产效率提升明显。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车前保险杠减震用轻量化材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚合物发泡材料领域，具体涉及IPC分类号C08L23/12，更具体涉及一种汽车前保险杠减震用轻量化材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着汽车不断的发展，其使用材料、结构、舒适度，以及外形、速度都有了快速的升级与更新。汽车保险杠作为汽车的一种配件，在汽车收到撞击时，汽车保险杠对于驾驶员和乘客的安全和防护起着重要的作用，然而现有的一些保险杠不具备减震的功能，从而安全性较低。
[0003]针对以上情况，专利CN104830007B公开了一种高阻尼发泡材料及其制备方法，得到的发泡材料具有高阻尼、低回弹的特点，但是该方法是采用化学发泡的方式，采用多种成分配比，其成本较高，且生产效率较低。
[0004]因此研发一种生产效率高、成本较低的发泡材料用于汽车保险杠具有重要的价值。

技术实现思路

[0005]针对上述提到的问题，本专利技术一方面提供了一种汽车前保险杠减震用轻量化材料，包括以下原料：低密度聚丙烯、无机填料、抗氧剂、白矿油。
[0006]在一些实施方式中，按照重量份计，包括以下原料：低密度聚丙烯25
‑
40份、无机填料8
‑
15份、抗氧剂0.1
‑
0.5份、白矿油5
‑
10份。
[0007]在一些实施方式中，所述低密度聚丙烯的熔体流动速率为15
‑
25g/10min，比重为0.9
‑
0.95g/cm3。
[0008]优选地，所述低密度聚丙烯的熔体流动速率为20g/10min，比重为0.93g/cm3。
[0009]在一些实施方式中，所述无机填料包括碳酸钙、滑石粉、氮化硼、云母粉、白炭黑中的一种或多种。
[0010]在一些实施方式中，所述无机填料包括滑石粉和白炭黑，且重量比为1： (0.5
‑
1)。
[0011]优选地，所述无机填料包括滑石粉和白炭黑，且重量比为1：0.75。
[0012]在一些实施方式中，所述滑石粉的粒径为600
‑
1000目。
[0013]优选地，所述滑石粉的粒径为800目。
[0014]在一些实施方式中，所述白炭黑包括纳米白炭黑。
[0015]优选地，所述纳米白炭黑的比表面积为110
‑
150m2/g。
[0016]更加优选地，所述纳米白炭黑的比表面积为130m2/g。
[0017]进一步优选地，所述纳米白炭黑购自广州南硅化工有限公司，型号为804。
[0018]在一些实施方式中，所述原料还包括50
‑
80重量份的嵌段共聚聚丙烯。
[0019]在一些实施方式中，所述低密度聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯的重量比为1： (1.8
‑
2.4)。
[0020]优选地，所述低密度聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯的重量比为1：2。
[0021]在一些实施方式中，所述嵌段共聚聚丙烯的熔体流动速率为25
‑
40g/10min，密度为0.75
‑
1.1g/cm3。
[0022]优选地，所述嵌段共聚聚丙烯的熔体流动速率为28
‑
32g/10min，密度为0.8
‑
1.0g/cm3。
[0023]更加优选地，所述嵌段共聚聚丙烯的熔体流动速率为30g/10min，密度为 0.9g/cm3。
[0024]聚丙烯发泡材料具有较好的形变回复率、缓冲、减震、耐热性、耐化学性、耐油、隔热保温性等而逐渐成为研究热点，但由于聚丙烯是一种线性半结晶性聚合物，因此导致熔体强度较差，同时聚丙烯的透气率高，气体容易渗入到内部且容易发生逃逸，因此使得所制备的发泡材料容易出现泡孔壁太薄、泡孔坍塌、串孔及合并的现象，此外泡孔的聚集现象比较严重，且存在较多的开孔，申请人通过大量的研究后发现采用特定熔体流动速率及比重的低密度聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯以特定比例复配，尤其是重量比为1：2时，同时结合特定的工艺能够明显改善所制备的轻量化材料的泡孔质量和强度，可能的原因是特定的低密度聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯熔融共混后使二者的分子链之间相互缠结，增加了熔体强度，减缓了气体在其内部的扩散速度，避免了泡孔合并、串孔的问题，且增强了泡孔壁的结构强度，从而使其抵抗气体压力的能力增强，使之具有较好的发泡性能。此外申请人意外发现，在体系中加入特定的无机填料对增强聚丙烯熔体强度具有协同的作用，推测可能的原因是滑石粉与纳米白炭黑能够与聚丙烯分子链之间产生相互作用，使分子之间不易产生滑移，从而在一定程度上增强了聚丙烯的熔体强度。
[0025]申请人在研究中发现，本体系通过特定的聚丙烯和工艺使所制备的轻量化材料的发泡质量和均匀性较好，但是发现其抗冲击性能却不理想，尤其是低温下的抗冲击性能更为明显，申请人经过大量研究后发现采用特定的无机填料，尤其是机填料包括滑石粉和白炭黑，且重量比为1：(0.5
‑
1)，同时白炭黑是比表面积为 110
‑
150m2/g的纳米白炭黑时，能够很好地提升低温环境下的抗冲击性能，可能是由于滑石粉和纳米白炭黑能够均匀地分散到聚合物相互缠结的分子结构之中，可以很好地起到传递应力的作用，同时还降低了所制备的轻量化材料的收缩率，使所制备的轻量化材料不易发生缩孔、变形、凹陷等问题，进一步保证了泡孔的稳定性。
[0026]本专利技术对抗氧剂的种类不做特殊限制，本领域常用的抗氧剂均符合要求，包括但不限于，所述抗氧剂包括抗氧剂1076。
[0027]本专利技术对白矿油的来源不做特殊限制，可通过市售购买得到。
[0028]本专利技术通过加入一定的抗氧剂和白矿油可以在体系中与其他物质产生协同的作用，提高所制备的轻量化材料的综合性能，进一步延长实际应用中的使用寿命。
[0029]本专利技术的另一方面提供了一种汽车前保险杠减震用轻量化材料的制备方法，包括以下步骤：
[0030]S1：将低密度聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、无机填料、抗氧剂、白矿油加入到密炼机中熔融、挤出，得到高分子基材；
[0031]S2：将高分子基材加到装有水的反应釜；
[0032]S3：给反应釜内部施加一定压力和温度，然后饱和；
[0033]S4：饱和完成后，降温、泄压，然后进行冷藏处理；
[0034]S5：冷藏后进行加热发泡，即得。
[0035]在一些实施方式中，所述步骤S1中熔融的温度为170
‑
180℃；挤出的温度 175
‑
190℃。
[0036]优选地，所述步骤S1中熔融的温度为175℃；挤出的温度180℃。
[0037]在一些实施方式中，所述步骤S2中的水的体积是反应釜体积的70
‑
80％。
[0038]优选地，所述步骤S2中的水的体积是反应釜体积的75％。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车前保险杠减震用轻量化材料，其特征在于，包括以下原料：低密度聚丙烯、无机填料、抗氧剂、白矿油。2.根据权利要求1所述的一种汽车前保险杠减震用轻量化材料，其特征在于，按照重量份计，包括以下原料：低密度聚丙烯25
‑
40份、无机填料8
‑
15份、抗氧剂0.1
‑
0.5份、白矿油5
‑
10份。3.根据权利要求2所述的一种汽车前保险杠减震用轻量化材料，其特征在于，所述低密度聚丙烯的熔体流动速率为15
‑
25g/10min，比重为0.9
‑
0.95g/cm3。4.根据权利要求2所述的一种汽车前保险杠减震用轻量化材料，其特征在于，所述无机填料包括碳酸钙、滑石粉、氮化硼、云母粉、白炭黑中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的一种汽车前保险杠减震用轻量化材料，其特征在于，所述无机填料包括滑石粉和白炭黑，且重量比为1：(0.5
‑
1)。6.根据权利要求5所述的一种汽车前保险杠减震用轻量化材料，其特征在于，所述白炭黑包括纳米白炭...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金娣，
申请(专利权)人：李金娣，
类型：发明
国别省市：