一种薄壁汽车空调材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种薄壁汽车空调材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。一种薄壁汽车空调材料及其制备方法，包括以下重量份数的组分：聚丙烯70‑90份，茂金属聚烯烃4‑15份，填充剂3‑15份，耐高温助剂1‑5份，成核剂0.3‑1份，除味剂1‑5份，其他助剂0.5‑2份。并公开了制备方法。本发明专利技术材料具备优异的成型流动性的前提下，满足超薄汽车空调所要求的高强、高刚、高耐热标准，比现有材料性能大幅提升，同时还兼具有低气味、低VOC特点，能够有效改善汽车车内空气质量，满足主机厂环保和散发要求。薄壁特征有利于实现零部件总成及整车轻量化。

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁汽车空调材料及其制备方法
本专利技术涉及一种汽车空调材料及其制备方法，尤其是一种薄壁汽车空调材料及其制备方法，属于高分子材料

技术介绍
随着汽车轻量化趋势发展，薄壁化设计已经成为汽车空调研究的热点方向之一。目前，主流产品厚度主要在1.6-1.8mm，薄壁设计尤其是平均壁厚1.2mm以下的汽车空调面临的挑战如下：1、薄壁化后，单位厚度的产品强度、刚性急剧下降，目前材料难以满足产品力学设计要求；2）、薄壁化后，材料的耐热性变差，出现热变形问题；3）、薄壁化后，空调装配过程中，打螺丝时，极易出现开裂，出现安装安全隐患；以上问题，目前均未很好解决。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术材料具备优异的成型流动性，满足1.2mm及以下厚度的汽车空调薄壁成型要求，其高强、高刚、高耐热性满足超薄汽车空调产品力学要求，比现有材料性能大幅提升，同时还兼具有低密度、低气味、低VOC特点，能够有效改善汽车车内空气质量，满足主机厂环保和散发要求。薄壁特征有利于实现零部件总成及整车轻量化。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种薄壁汽车空调材料，包括以下重量份数的组分：聚丙烯70-90份茂金属聚烯烃4-15份填充剂3-15份耐高温助剂1-5份成核剂0.3-1份除味剂1-5份其他助剂0.5-2份进一步的技术方案，所述聚丙烯为均聚聚丙烯，均聚聚丙烯中的一种或两种混合物，熔体流动速率大于等于40g/10min，优选熔体流动速率为60g/10min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯混合物。进一步的技术方案，所述茂金属型聚烯烃为茂金属聚丙烯（M-PP）、茂金属高密度聚乙烯（M-HDPE）、茂金属线性低密度聚乙烯（M-LLDPE）、茂金属聚丁烯（M-PB）中的一种或两种混合物，其多分散性系数小于等于2，熔融指数为5-20g/10min，优选多分散性系数1.5，熔融指数为6g/10min的茂金属聚丙烯。进一步的技术方案，所述填充剂为表面处理过的微晶纤维素（粒径小于等于100微米）、微纳米晶须（长径比大于等于10）、超细滑石粉(粒径小于等于2微米)中的一种或两种组合，优选长径比为20的微纳米晶须，例如氧化锌晶须、氧化铝晶须、硫酸镁晶须、硫酸钙晶须、碳化硅晶须等。进一步的技术方案，所述耐高温助剂为聚烯烃酯型环氧树脂，例如聚乙烯酯型环氧树脂、聚丙烯酯型环氧树脂、苯乙烯酯型环氧树脂等，优选聚丙烯酯型环氧树脂。进一步的技术方案，所述的成核剂为纳米金属氧化物、苯甲酸盐、芳香族羧酸金属化合物、木质酸及其衍生物中的一种，优选芳香族羧酸金属化合物。进一步的技术方案，所述除味剂为水与低沸点醇类混合物，其重量比为1：9-9：1，优选重量比为1:1,优选水与乙醇混合物。进一步的技术方案，所述的助剂为抗氧剂和润滑剂。其中抗氧剂为1010、168中的一种，优选抗氧剂1010；润滑剂为硬脂酸盐、聚乙烯蜡、硅酮粉、聚丙烯蜡中的一种，优选聚丙烯蜡。一种薄壁汽车空调材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将聚丙烯70-90份，茂金属聚烯烃4-15份，填充剂3-15份，耐高温助剂1-5份，成核剂0.3-1份，其他助剂0.5-2份放入混料机中混合1-3min，获得混合物。（2）将此混合物通过料斗加入到双螺杆挤出机中；将除味剂1-5份通过侧喂液体泵计量泵入，通过挤出、牵条、造粒制备可适用于薄壁汽车空调的复合材料。其中，双螺杆挤出机料筒温度为150-250℃，真空度-0.6～-1.0MPa，螺杆转速400～800r/min。有益效果与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：1、本专利技术采用超高流动性聚丙烯为基体，满足1.2mm及以下厚度的汽车空调薄壁成型要求；同时，茂金属聚烯烃与聚丙烯复合，有效改善了体系抗撕裂性能，有效解决了薄壁产品后期装配打螺丝易开裂以及薄壁空调产品易翘曲变形等缺陷。采用少量、优异性能的填充剂填充与成核剂协效配合，与现有产品相比，有效改善了材料的抗拉强度，至少提高30%的弯曲强度和刚性，满足空调产品薄壁化设计之后，产品结构的力学性能要求；另外，此专利技术还具有低气味、低VOC含量特点，能够有效改善汽车车内空气质量。2、本专利技术采用聚烯烃酯型环氧树脂耐高温助剂，少量添加的情况下大幅提升了聚丙烯材料的热变形温度，超过目前市场材料至少10℃，满足了产品薄壁化后的受热变形及长期热老化不过的问题。3、本专利技术提供该材料的制备方法，工艺简单，生产成本低，效率高、易于实现工业化。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例一种薄壁汽车空调材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将聚丙烯70-90份，茂金属聚烯烃4-15份，填充剂3-15份，耐高温助剂1-5份，成核剂0.3-1份，其他助剂0.5-2份放入混料机中混合1-3min，获得混合物。（2）将此混合物通过料斗加入到双螺杆挤出机中；将除味剂1-5份通过侧喂液体泵计量泵入，通过挤出、牵条、造粒制备可适用于薄壁汽车空调的复合材料。其中，双螺杆挤出机料筒温度为150-250℃，真空度-0.6～-1.0MPa，螺杆转速400～800r/min。所述聚丙烯为均聚聚丙烯，均聚聚丙烯中的一种或两种混合物，熔体流动速率大于等于40g/10min，优选熔体流动速率为60g/10min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯混合物。所述茂金属型聚烯烃为茂金属聚丙烯（M-PP）、茂金属高密度聚乙烯（M-HDPE）、茂金属线性低密度聚乙烯（M-LLDPE）、茂金属聚丁烯（M-PB）中的一种或两种混合物，其多分散性系数小于等于2，熔融指数为5-20g/10min，优选多分散性系数1.5，熔融指数为6g/10min的茂金属聚丙烯。所述填充剂为表面处理过的微晶纤维素（粒径小于等于100微米）、微纳米晶须（长径比大于等于10）、超细滑石粉(粒径小于等于2微米)中的一种或两种组合，优选长径比为20的微纳米晶须，例如氧化锌晶须、氧化铝晶须、硫酸镁晶须、硫酸钙晶须、碳化硅晶须等。所述耐高温助剂为聚烯烃酯型环氧树脂，例如聚乙烯酯型环氧树脂、聚丙烯酯型环氧树脂、苯乙烯酯型环氧树脂等，优选聚丙烯酯型环氧树脂。所述的成核剂为纳米金属氧化物、苯甲酸盐、芳香族羧酸金属化合物、木质酸及其衍生物中的一种，优选芳香族羧酸金属化合物。所述除味剂为水与低沸点醇类混合物，其重量比为1：9-9：1，优选重量比为1:1,优选水与乙醇混合物。所述的助剂为抗氧剂和润滑剂。其中抗氧剂为1010、168中的一种，优选抗氧剂1010；润滑剂为硬脂酸盐、聚乙烯蜡、硅酮粉、聚丙烯蜡中的一种，优选聚丙烯蜡。根据上述制备方法，对比例1、实施例1、实施例2、实施例3、实施例4，具体配方如下表所示：表1对比例与实施例配方表组分对比例1实施例1实施例2实施例3均聚聚丙烯100509070共聚聚丙烯2010M-PP15M-HDPE4M-LLDPE10微晶纤维素10硫酸镁晶须3超细滑石粉15滑石粉20聚乙烯酯型环氧树脂1聚丙烯酯型环氧树脂53芳香族羧酸锌0.31木质酸钠0.5水0.51.70.8乙醇0.53.31.2抗氧剂10100.50.310.6聚丙烯蜡0.210.4对上表中的对比例和实施例进行检测，性能结果如下表所示：表2本专利技术产品实施例性能表检测项目标准对比例1实施例1实施例2实施例3密度/g/cm3ISO1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄壁汽车空调材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：聚丙烯70‑90份茂金属聚烯烃4‑15份填充剂3‑15份耐高温助剂1‑5份成核剂0.3‑1份除味剂 1‑5份其他助剂0.5‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种薄壁汽车空调材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：聚丙烯70-90份茂金属聚烯烃4-15份填充剂3-15份耐高温助剂1-5份成核剂0.3-1份除味剂1-5份其他助剂0.5-2份。2.根据权利要求1所述薄壁汽车空调材料，其特征在于：所述聚丙烯为均聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的一种或两种混合物，其熔体流动速率大于等于40g/10min；所述茂金属型聚烯烃为茂金属聚丙烯、茂金属高密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、茂金属聚丁烯中的一种或两种混合物，其多分散性系数小于等于2，熔融指数为5-20g/10min。3.根据权利要求2所述薄壁汽车空调材料，其特征在于：所述聚丙烯为熔体流动速率为60g/10min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯混合物；所述茂金属型聚烯烃为多分散性系数1.5、熔融指数为6g/10min的茂金属聚丙烯。4.根据权利要求1所述薄壁汽车空调材料，其特征在于：所述填充剂为表面处理过的微晶纤维素、微纳米晶须、超细滑石粉中的一种或两种组合，其中，微晶纤维素的粒径小于等于100微米，微纳米晶须的长径比大于等于10，超细滑石粉的粒径小于等于2微米；所述耐高温助剂为聚烯烃酯型环氧树脂，聚烯烃酯型环氧树脂为聚乙烯酯型环氧树脂、聚丙烯酯型环氧树脂、苯乙烯酯型环氧树脂中的一种。5.根据权利要求4所述薄壁汽车空调材料，其特征在于：所述填充剂为长径比为20的微纳米晶须，微纳米晶须包括氧化锌晶须...

【专利技术属性】
技术研发人员：王滨，刘曙阳，蒋顶军，
申请(专利权)人：南京聚隆科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32