一种用于汽车保险杠的聚丙烯专用料及制备方法技术

本发明专利技术涉及汽车材料的技术领域，提供了一种用于汽车保险杠的聚丙烯专用料及制备方法。该方法先分别制备烯丙基苯并噁嗪及联苯型环氧树脂，再将丁基橡胶、聚丙烯、马来酸酐接枝丁基橡胶、烯丙基苯并噁嗪、联苯型环氧树脂进行动态固化得到改性聚丙烯共混物，最后与滑石粉、偶联剂、抗氧剂、光稳定剂进行高速混合及挤出造粒，制得用于汽车保险杠的聚丙烯专用料。本发明专利技术制得的聚丙烯专用料，最主要的优势是力学性能优异（拉伸强度达22~25MPa，弯曲模量达1800~2000MPa，23℃的缺口冲击强度达44~47kJ/m

A special polypropylene material for automobile bumper and its preparation method

The invention relates to the technical field of automobile materials, and provides a special polypropylene material for automobile bumper and a preparation method thereof. In this method, allyl benzoxazine and biphenyl epoxy resin were prepared separately, then butyl rubber, polypropylene, maleic anhydride grafted butyl rubber, allyl benzoxazine, biphenyl epoxy resin were dynamically cured to obtain modified polypropylene blends. Finally, high-speed mixing and extrusion granulation with talcum powder, coupling agent, antioxidant and light stabilizer were carried out to prepare automobile protection. Polypropylene special material for bumper. The main advantages of the special polypropylene material prepared by the invention are excellent mechanical properties (tensile strength is 22-25 MPa, bending modulus is 1800-2000 MPa, and notch impact strength is 44-47 kJ/m at 23 C).

【技术实现步骤摘要】
一种用于汽车保险杠的聚丙烯专用料及制备方法
本专利技术属于汽车材料的
，提供了一种用于汽车保险杠的聚丙烯专用料及制备方法。
技术介绍
汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。汽车保险杠在应用之初，主要以金属材料为主，随着汽车工业的发展和工程塑料在汽车工业的大量应用，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路。目前汽车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。因此，目前轿车的前后保险杠主要采用塑料制成，称为塑料保险杠。 汽车保险杠作为汽车安全装置，发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体乃至驾驶人员的人身安全，这也是其最主要的用途，对于此用途的工作条件，保险杠在瞬间承受巨大的冲击载荷，因此，汽车保险杠必须具有良好的强度、冲击韧性等力学性能。同时阻燃性、尺寸稳定性、耐久性也是较为重要的质量指标。用于汽车保险杠的材料主要有聚丙烯、聚碳酸酯、聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚烯烃热塑性弹性体等。其中，聚丙烯由于具有密度低、原料来源丰富、价格便宜等特点，成为汽车用塑料增长最快的品种之一，聚丙烯汽车保险杠专用料与其他材料相比，具有成型性好、成本低、可回收等特点，并且具有密度小、性能好、易加工、价格低、易回收等特点，已经成为制作保险杠的主要原材料。聚丙烯在用作汽车保险杠专用料时，最主要的缺陷是韧性差，尤其是在低温下易脆裂、缺口冲击强度低，采用其他极性聚合物或无机填料进行增韧改性时存在相容性差的缺陷，影响改性效果，不利于对保险杠综合性能的提高。
技术实现思路
为提高汽车保险杠的性能，本专利技术提出了一种用于汽车保险杠的聚丙烯专用料及制备方法，制得的聚丙烯专用料最主要的优势是力学性能优异（拉伸强度达22~25MPa，弯曲模量达1800~2000MPa，23℃的缺口冲击强度达44~47kJ/m2，-30℃的缺口冲击强度达12~14kJ/m2），同时具有较好的尺寸稳定性和一定的阻燃性。为实现上述目的，本专利技术涉及的具体技术方案如下：一种用于汽车保险杠的聚丙烯专用料的制备方法，所述聚丙烯专用料制备的具体步骤如下：（1）将苯胺、甲醛水溶液、3-氯丙烯加入二氧六环中，搅拌20min，然后滴入苯酚的二氧六环溶液，升温回流反应，反应结束后降至室温并减压蒸馏除去二氧六环，再用二氯甲烷溶解，以4wt%的氢氧化钠溶液洗涤3~5次，去离子水洗涤2~3次，再蒸发除去二氯甲烷，真空干燥18~24h，制得烯丙基苯并噁嗪；（2）将3,3’,5,5’-四甲基联苯二羟乙基醚加入环氧氯丙烷中，再加入苄基三乙基氯化铵，升温至85~90℃反应3~5h，降温后减压蒸发除去剩余部分环氧氯丙烷，再加入正丁醇并升温至70~75℃，滴加4wt%的氢氧化钠溶液继续反应3~5h，经去离子水洗涤3~5次，减压蒸发除去正丁醇，制得联苯型环氧树脂；（3）将丁基橡胶、聚丙烯、马来酸酐接枝丁基橡胶加入转矩流变仪的密炼室中，混炼2min，然后加入烯丙基苯并噁嗪、联苯型环氧树脂，混炼3min，再加入固化剂，混炼5~8min，冷却出料，制得动态固化改性聚丙烯共混物；（4）将改性聚丙烯共混物与滑石粉、偶联剂、抗氧剂、光稳定剂在高速混合机中混合均匀，再经双螺杆挤出机挤出造粒，在60~70℃下真空干燥12~18h，制得用于汽车保险杠的聚丙烯专用料。优选的，所述甲醛水溶液的质量浓度为35~40%；所述马来酸酐接枝丁基橡胶的接枝率为1%；所述固化剂为2-乙基-4-甲基咪唑；所述偶联剂为异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168的混合物，重量比为1:2；所述光稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、双（3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸单乙酯）镍中的一种。优选的，步骤（1）所述各原料的重量份为，苯胺4~5重量份、甲醛水溶液3~4重量份、3-氯丙烯0.4~0.8重量份、苯酚2~2.5重量份、二氧六环49.7~55.6重量份、二氯甲烷35~38重量份。优选的，步骤（1）所述回流反应的温度为75~85℃，时间为6~8h。步骤（2）中，在环氧树脂中引入高刚性的联苯基团，可减小自由体积，提高韧性，并降低吸水性。优选的，步骤（2）所述各原料的重量份为，3,3’,5,5’-四甲基联苯二羟乙基醚3~5重量份、环氧氯丙烷28~32重量份、苄基三乙基氯化铵0.1~0.15重量份、正丁醇57.85~65.9重量份、氢氧化钠溶液3~5重量份。优选的，步骤（3）所述各原料的重量份为，丁基橡胶15~18重量份、聚丙烯59.5~69重量份、马来酸酐接枝丁基橡胶4~6重量份、烯丙基苯并噁嗪5~7重量份、联苯型环氧树脂6~8重量份、固化剂1~1.5重量份。优选的，步骤（3）所述混炼的温度为170~180℃，转速为60~70r/min。优选的，步骤（4）所述各原料的重量份为，改性聚丙烯共混物88~93.9重量份、滑石粉5~10重量份、偶联剂0.1~0.3重量份、抗氧剂0.5~0.7重量份、光稳定剂0.5~1重量份。优选的，步骤（4）所述高速混合的温度为100~120℃，时间为20~30min；挤出机的加热段温度范围为190~210℃，螺杆直径为30~40mm，长径比为30~35:1，螺杆转速为180~220r/min。本专利技术通过动态固化技术将丁基橡胶、烯丙基苯并噁嗪、联苯型环氧树脂与聚丙烯塑料进行熔融共混，然后添加固化剂，使丁基橡胶交联后与聚丙烯形成弹性体增韧塑料体系，而烯丙基苯并噁嗪、联苯型环氧树脂在高剪切力的作用下进行交联固化，易被剪切成颗粒状，以分散相均匀分布在塑料体系中。在丁基橡胶增韧聚丙烯体系中，苯并噁嗪树脂、环氧树脂以及马来酸酐接枝丁基橡胶均可起到反应性增容的作用，增强各相之间的界面结合，提高丁基橡胶的增韧效果。通常以丁基橡胶对聚丙烯进行增韧，韧性提高的同时不可避免地造成聚丙烯强度和模量的下降，但在本专利技术中，固化后的苯并噁嗪树脂及环氧树脂可作为有机刚性粒子，有利于提高体系的强度和模量。另外，材料受到外力破坏时，固化后的苯并噁嗪树脂及环氧树脂可起到阻止微裂纹扩展及终止裂纹的作用，从而与丁基橡胶形成协同的增韧效果，并且克服了无机刚性粒子与聚丙烯亲和性差的缺陷。苯并噁嗪树脂的加入，一方面，由于其固化过程无小分子释放，体积收缩率很小，且吸水率低，有利于提高材料的尺寸稳定性；另一方面，由于其残炭率高，具有良好的阻燃性能，可提高聚丙烯的阻燃性。因此，可使制得的聚丙烯专用料具有更加优异的综合性能。本专利技术还提供了上述制备方法制备得到的一种用于汽车保险杠的聚丙烯专用料。所述聚丙烯专用料是通过先分别制备烯丙基苯并噁嗪及联苯型环氧树脂，再将丁基橡胶、聚丙烯、马来酸酐接枝丁基橡胶、烯丙基苯并噁嗪、联苯型环氧树脂进行动态固化得到改性聚丙烯共混物，最后与滑石粉、偶联剂、抗氧剂、光稳定剂进行高速混合及挤出造粒而制得。本专利技术提供了一种用于汽车保险杠的聚丙烯专用料及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：本专利技术制得的聚丙烯专用料，最主要的优势是力学性能优异（拉伸强度达22~25MPa，弯曲模量达1800~2000MPa，23℃的缺口冲击强度达44~47kJ/m2，-30℃的缺口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于汽车保险杠的聚丙烯专用料的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯专用料制备的具体步骤如下：（1）将苯胺、甲醛水溶液、3‑氯丙烯加入二氧六环中，搅拌20min，然后滴入苯酚的二氧六环溶液，升温回流反应，反应结束后降至室温并减压蒸馏除去二氧六环，再用二氯甲烷溶解，以4wt%的氢氧化钠溶液洗涤3~5次，去离子水洗涤2~3次，再蒸发除去二氯甲烷，真空干燥18~24h，制得烯丙基苯并噁嗪；（2）将3,3’,5,5’‑四甲基联苯二羟乙基醚加入环氧氯丙烷中，再加入苄基三乙基氯化铵，升温至85~90℃反应3~5h，降温后减压蒸发除去剩余部分环氧氯丙烷，再加入正丁醇并升温至70~75℃，滴加4wt%的氢氧化钠溶液继续反应3~5h，经去离子水洗涤3~5次，减压蒸发除去正丁醇，制得联苯型环氧树脂；（3）将丁基橡胶、聚丙烯、马来酸酐接枝丁基橡胶加入转矩流变仪的密炼室中，混炼2min，然后加入烯丙基苯并噁嗪、联苯型环氧树脂，混炼3min，再加入固化剂，混炼5~8min，冷却出料，制得动态固化改性聚丙烯共混物；（4）将改性聚丙烯共混物与滑石粉、偶联剂、抗氧剂、光稳定剂在高速混合机中混合均匀，再经双螺杆挤出机挤出造粒，在60~70℃下真空干燥12~18h，制得用于汽车保险杠的聚丙烯专用料。...

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车保险杠的聚丙烯专用料的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯专用料制备的具体步骤如下：（1）将苯胺、甲醛水溶液、3-氯丙烯加入二氧六环中，搅拌20min，然后滴入苯酚的二氧六环溶液，升温回流反应，反应结束后降至室温并减压蒸馏除去二氧六环，再用二氯甲烷溶解，以4wt%的氢氧化钠溶液洗涤3~5次，去离子水洗涤2~3次，再蒸发除去二氯甲烷，真空干燥18~24h，制得烯丙基苯并噁嗪；（2）将3,3’,5,5’-四甲基联苯二羟乙基醚加入环氧氯丙烷中，再加入苄基三乙基氯化铵，升温至85~90℃反应3~5h，降温后减压蒸发除去剩余部分环氧氯丙烷，再加入正丁醇并升温至70~75℃，滴加4wt%的氢氧化钠溶液继续反应3~5h，经去离子水洗涤3~5次，减压蒸发除去正丁醇，制得联苯型环氧树脂；（3）将丁基橡胶、聚丙烯、马来酸酐接枝丁基橡胶加入转矩流变仪的密炼室中，混炼2min，然后加入烯丙基苯并噁嗪、联苯型环氧树脂，混炼3min，再加入固化剂，混炼5~8min，冷却出料，制得动态固化改性聚丙烯共混物；（4）将改性聚丙烯共混物与滑石粉、偶联剂、抗氧剂、光稳定剂在高速混合机中混合均匀，再经双螺杆挤出机挤出造粒，在60~70℃下真空干燥12~18h，制得用于汽车保险杠的聚丙烯专用料。2.根据权利要求1所述一种用于汽车保险杠的聚丙烯专用料的制备方法，其特征在于：所述甲醛水溶液的质量浓度为35~40%；所述马来酸酐接枝丁基橡胶的接枝率为1%；所述固化剂为2-乙基-4-甲基咪唑；所述偶联剂为异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168的混合物，重量比为1:2；所述光稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、双（3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸单乙酯）镍中的一种。3.根据权利要求1所述一种用于汽车保险杠的聚丙烯专用料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述各...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡杰，
申请(专利权)人：成都市水泷头化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51