專利名稱：一種低密度汽車后門板模塊及制備方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車部件，尤其是聚丙烯閉孔發泡注塑成型的低密度汽車后門板模塊及制備方法。
背景技術：
目前汽車后門板模塊多是以聚丙烯改性塑料為原料，采用通用的注塑成型工藝制成。這種普通汽車門板模塊的原料以聚丙烯和滑石粉為主，經注塑成型后，后門板模塊質地緊密，密度高、重量大，增加了產品的用料量和生產成本，不利于當今汽車輕量化的設計理念，而且制品表面易出現縮痕等缺陷，嚴重影響產品的外觀質量，增加了產品的不合格率。同時，常規的注塑工藝，存有成型設備能耗高，成型周期長等方面的缺陷，增加了產品的制 造成本。

發明內容
本發明用于克服已有技術的缺陷、提供一種物理性能滿足要求、自重輕、生產周期短的低密度汽車后門板模塊及制備方法。本發明所稱問題是由以下技術方案解決的
一種低密度汽車后門板模塊，其特別之處是，它以改性聚丙烯顆粒和發泡母粒為原料，經混合注塑成型制成，所述原料中改性聚丙烯顆粒和發泡母粒的質量比為100 :1-4。上述低密度汽車后門板模塊，所述改性聚丙烯顆粒由以下質量份的原料制成聚丙烯基材60-74，滑石粉20，抗沖改性劑1-15，爽滑劑 2，抗氧劑O. 4，光穩定劑0.4，紫外線吸收劑O. 2，無機色粉2;所述發泡母粒是由以下質量份的原料制成高壓聚乙烯60 — 75，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物4 - 19，滑石粉10，發泡劑6 — 10，硅烷偶聯劑O. 6，抗氧劑O. 4。上述低密度汽車后門板模塊，所述聚丙烯基材為熔融指數O. 5-2g/10min的聚丙烯，所述滑石粉為水合硅酸鎂Mg3 [Si4010] (OH) 2，所述抗沖改性劑為茂金屬催化劑乙烯-辛烯共聚物Ρ0Ε，所述爽滑劑為N、N-雙乙撐脂肪酸酰胺，所述抗氧劑為四[β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述光穩定劑為2，2，6，6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯，所述紫外線吸收劑為2- (2’ -羥基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)-5-氯化苯并三唑，所述高壓聚乙烯為熔融指數2 — 5g/10min的聚乙烯，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的乙酸乙烯含量為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物質量的30%，所述發泡劑為偶氮二甲酰胺-AC發泡劑，所述硅燒偶聯劑為Y-氨丙基二乙氧基娃燒。上述低密度汽車后門板模塊制備方法，它包括下列工序
a.制備改性聚丙烯顆粒按照配比稱取改性聚丙烯原料，經雙螺桿共混擠出造粒制備出3mmX5mm的柱狀改性聚丙烯顆粒；
b.制備發泡母粒按照配比稱取改性發泡母粒原料，經雙螺桿共混擠出造粒制備3mm X 3mm的發泡母粒顆粒；C.注塑成型按配比稱取改性聚丙烯顆粒和發泡母粒，將上述兩種顆粒混配均勻，經注塑成型制備汽車后門板模塊。上述低密度汽車后門板模塊制備方法，它包括注塑成型工序，所述注塑成型工序中各階段注塑工藝參數設定如下一段注塑溫度175°C，注塑壓力135Mpa，注塑速度70mm/s ;二段注塑溫度175°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度70mm/s ;三段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s ；四段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s，五段注塑溫度185°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s，噴嘴注塑溫度185 °C。本發明針對普通汽車后門板模塊自重大、表面缺陷較多、成型周期長等問題進行了改進，經過精心研究、反復試驗改進，設計了一種物理性能滿足使用要求的低密度汽車后門板模塊，并提供了制備所述后門板模塊的方法。所述后門板模塊以改性聚丙烯和發泡母粒為原料，根據原料特點及成型要求，改進常規注塑工藝，采用高壓高速注塑工藝，生產出產品密度比普通聚丙烯模塊密度低10% — 15%的注塑產品，且可以縮短10% — 15%的成型 周期，實現既可以節省原材料用量，又可以大幅度縮短成型周期的目標。此外，以本發明方法制備的后門板模塊，不易產生縮痕和翹曲變形等外觀缺陷，產品質量得以提高。檢測表明，本發明產品耐熱、耐沖擊、強度等各項力學性能指標均可以滿足標準要求。
具體實施例方式本發明所述低密度汽車后門板模塊產品，以改性聚丙烯顆粒和發泡母粒為原料，經混合注塑成型制成，原料中改性聚丙烯顆粒和發泡母粒的質量比為100 :1_4。在原料中按照比例將發泡母粒添加至聚丙烯材料體系后，在保持材料原有特性滿足使用要求的基礎上，解決了聚丙烯材料在進入模具型腔成型過程中，由于表面快速冷卻形成固化層，而內部冷卻較慢，導致產品內部不斷收縮最終表面出現縮痕問題。本發明將發泡母粒加入到材料體系中后，可在產品內部快速形成致密的閉孔狀發泡夾心層，從而降低了產品內部的收縮程度，解決了產品表面的縮痕問題，并且由于產品內部的微孔結構，降低產品密度和所用材料量，減輕了產品重量。經大量試驗表明，發泡母粒添加量過多，產品密度較低明顯，但產品的強度、彎曲模量等力學性能指標隨之降低，影響產品的力學性能；而發泡母粒添加量過少，則產品密度降低不明顯，達不到減輕產品重量的目的。將改性聚丙烯顆粒和發泡母粒的質量比控制在100 :1-4是經過反復試驗得出的合適的添加范圍。本發明低密度汽車后門板模塊產品的原料配比如下改性聚丙烯顆粒為聚丙烯基材60-74，滑石粉20，抗沖改性劑1-15，爽滑劑2，抗氧劑O. 4，光穩定劑O. 4，紫外線吸收劑O. 2，無機色粉2。發泡母粒為高壓聚乙烯60 — 75，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物4 一 19，滑石粉10，發泡劑6 — 10，硅烷偶聯劑O. 6，抗氧劑0.4。其中，聚丙烯基材為熔融指數O. 5-2g/10min的聚丙烯，(該款聚丙烯材料的沖擊性能優異，符合門板產品的性能要求)，所述滑石粉為水合硅酸鎂Mg3 [Si4010] (OH) 2，所述抗沖改性劑為茂金屬催化劑乙烯-辛烯共聚物POE (抗沖改性劑主要作用為提高材料沖擊強度指標，由于添加發泡劑會降低材料的沖擊性能，通過加入該材料以保證符合使用要求)，所述爽滑劑為N、N-雙乙撐脂肪酸酰胺，所述抗氧劑為四[β -(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述光穩定劑為2，2，6，6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯，所述紫外線吸收劑為2- (2’ -羥基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)-5-氯化苯并三唑，所述高壓聚乙烯為熔融指數2 - 5g/10min的聚乙烯(該款聚乙烯材料熔指等性能與基材聚丙烯接近，混合后對基材物性影響較小)，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的乙酸乙烯含量為30%，所述發泡劑為偶氮二甲酰胺-AC發泡劑，所所述硅烷偶聯劑為Y-氨丙基
三乙氧基硅烷。本發明在改進汽車后門板模塊產品原料配比的同時，對于汽車后門板模塊制備方法中的注塑成型工序進行了改進。原料中添加發泡母粒后，在注塑成型過程中合適的溫度、壓力有助于提高發泡效果，縮短成型周期，提高生產效率。本發明經反復試驗，確定注塑工序中一段、二段、三段、四段、五段、噴嘴等步驟的工藝參數如下一段注塑溫度175°c，注塑壓力135Mpa，注塑速度70mm/s ; 二段注塑溫度175 °C，注塑壓力140Mpa，注塑速度70mm/s ；三段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s，五段 注塑溫度185°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s，噴嘴注塑溫度185°C。與常規聚丙烯基材汽車后門板模塊注塑工藝相比，在一至五段，注塑壓力提高近一倍，注塑速度提高近兩倍，無需進行保壓。上述工藝參數，在保證產品形成微孔的同時，注塑成型周期由72-75秒降至63-65秒，可以縮短10% — 15%的成型周期，并使產品具有良好的外觀質量，大大提升了產品在成本與質量方面的競爭力。以下提供本發明產品配比的實施例
實施例I :改性聚丙烯顆粒按照如下配比稱取原料聚丙烯基材60 KG，滑石粉20 KG,抗沖改性劑I KG，爽滑劑 2 KG，抗氧劑0.4 KG，光穩定劑0.4 KG，紫外線吸收劑0.2KG，無機色粉2 KG。發泡母粒按照如下配比稱取原料高壓聚乙烯60 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物4 KG，滑石粉10 KG，發泡劑6 KG，硅烷偶聯劑0.6 KG，抗氧劑0.4 KG0分別經雙螺桿共混擠出造粒制備3_X5_的柱狀改性聚丙烯顆粒和3_X3_的發泡母粒顆粒，按照改性聚丙烯顆粒發泡母粒顆粒100:1的比例稱取上述兩種顆粒。實施例2 :改性聚丙烯顆粒按照如下配比稱取原料聚丙烯基材65 KG，滑石粉20KG，抗沖改性劑5 KG，爽滑劑2 KG，抗氧劑0.4 KG，光穩定劑0.4 KG，紫外線吸收劑0.2KG，無機色粉2 KG。發泡母粒按照如下配比稱取原料高壓聚乙烯65 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物10 KG，滑石粉10 KG，發泡劑7 KG，硅烷偶聯劑0.6 KG，抗氧劑0.4 KG。分別經雙螺桿共混擠出造粒制備3_X5_的柱狀改性聚丙烯顆粒和3_X3_的發泡母粒顆粒，按照改性聚丙烯顆粒發泡母粒顆粒100:2的比例稱取上述兩種顆粒。實施例3 :改性聚丙烯顆粒按照如下配比稱取原料聚丙烯基材74 KG，滑石粉20KG，抗沖改性劑15 KG，爽滑劑2 KG，抗氧劑0.4 KG，光穩定劑0.4 KG，紫外線吸收劑0.2KG，無機色粉2 KG。發泡母粒按照如下配比稱取原料高壓聚乙烯70 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物19KG，滑石粉10 KG，發泡劑9 KG，硅烷偶聯劑0.6 KG，抗氧劑0.4 KG。分別經雙螺桿共混擠出造粒制備3_X5_的柱狀改性聚丙烯顆粒和3_X3_的發泡母粒顆粒，按照改性聚丙烯顆粒發泡母粒顆粒100:4的比例稱取上述兩種顆粒。實施例4 :改性聚丙烯顆粒按照如下配比稱取原料聚丙烯基材63 KG，滑石粉20KG，抗沖改性劑10KG，爽滑劑2 KG，抗氧劑0.4 KG，光穩定劑0.4 KG，紫外線吸收劑0.2KG，無機色粉2 KG。發泡母粒按照如下配比稱取原料高壓聚乙烯75 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物8 KG，滑石粉10 KG，發泡劑10KG，硅烷偶聯劑0.6 KG，抗氧劑0.4 KG。分別經雙螺桿共混擠出造粒制備3_X5_的柱狀改性聚丙烯顆粒和3_X3_的發泡母粒顆粒，按照改性聚丙烯顆粒發泡母粒顆粒100:2. 5的比例稱取上述兩種顆粒。實施例5 :改性聚丙烯顆粒按照如下配比稱取原料聚丙烯基材71 KG，滑石粉20KG，抗沖改性劑12 KG，爽滑劑2 KG，抗氧劑0.4 KG，光穩定劑0.4 KG，紫外線吸收劑0.2KG，無機色粉2 KG。發泡母 粒按照如下配比稱取原料高壓聚乙烯63 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物17 KG，滑石粉10 KG，發泡劑8 KG，硅烷偶聯劑0.6 KG，抗氧劑0.4 KG。分別經雙螺桿共混擠出造粒制備3_X5_的柱狀改性聚丙烯顆粒和3_X3_的發泡母粒顆粒，按照改性聚丙烯顆粒發泡母粒顆粒100:3的比例稱取上述兩種顆粒。實施例6 :改性聚丙烯顆粒按照如下配比稱取原料聚丙烯基材68 KG，滑石粉20KG，抗沖改性劑7 KG，爽滑劑2 KG，抗氧劑0.4 KG，光穩定劑0.4 KG，紫外線吸收劑0.2KG，無機色粉2 KG。發泡母粒按照如下配比稱取原料高壓聚乙烯68 KG，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物13 KG，滑石粉10 KG，發泡劑7 KG，硅烷偶聯劑0.6 KG，抗氧劑0.4 KG。分別經 雙螺桿共混擠出造粒制備3_X5_的柱狀改性聚丙烯顆粒和3_X3_的發泡母粒顆粒，按照改性聚丙烯顆粒發泡母粒顆粒100:2的比例稱取上述兩種顆粒。將按上述實施例配比稱取的改性聚丙烯顆粒和發泡母粒混配均勻，經注塑成型制備汽車后門板模塊。其中，注塑成型工序的一段、二段、三段、四段、五段、噴嘴等步驟的工藝參數如下一段注塑溫度175°C，注塑壓力135Mpa注塑速度70mm/s ;二段注塑溫度175°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度70mm/s ;三段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s，五段注塑溫度185°C,注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s，噴嘴注塑溫度185 °C。經抽樣檢測本發明低密度汽車后門板模塊的物理性能如下表
權利要求
1.一種低密度汽車后門板模塊，其特征在于，它以改性聚丙烯顆粒和發泡母粒為原料，經混合注塑成型制成，所述原料中改性聚丙烯顆粒和發泡母粒的質量比為100 :1-4。
2.根據權利要求I所述的低密度汽車后門板模塊，其特征在于所述改性聚丙烯顆粒由以下質量份的原料制成聚丙烯基材60-74，滑石粉20，抗沖改性劑1-15，爽滑劑 2，抗氧劑0.4，光穩定劑0.4，紫外線吸收劑0.2，無機色粉2;所述發泡母粒是由以下質量份的原料制成高壓聚乙烯60 - 75，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物4 - 19，滑石粉10，發泡劑6 - 10，硅烷偶聯劑0. 6，抗氧劑0. 4。
3.根據權利要求2所述的低密度汽車后門板模塊，其特征在于，所述聚丙烯基材為熔融指數0. 5-2g/10min的聚丙烯，所述滑石粉為水合硅酸鎂Mg3 [Si4010] (OH) 2，所述抗沖改性劑為茂金屬催化劑乙烯-辛烯共聚物P0E，所述爽滑劑為N、N-雙乙撐脂肪酸酰胺，所述抗氧劑為四[￠-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述光穩定劑為2，2，6，6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯，所述紫外線吸收劑為2- (2’ -羥基-3’，5’ - 二叔丁基苯基)-5_氯化苯并三唑，所述高壓聚乙烯為熔融指數2 — 5g/10min的聚乙烯,所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的乙酸乙烯含量為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物質量的30%，所述發泡劑為偶氮二甲酰胺-AC發泡劑，所述硅烷偶聯劑為Y -氨丙基三乙氧基硅烷。
4.根據權利要求I或2或3所述的低密度汽車后門板模塊的制備方法，其特征在于，它包括下列工序 a.制備改性聚丙烯顆粒按照配比稱取改性聚丙烯原料，經雙螺桿共混擠出造粒制備出3mmX5mm的柱狀改性聚丙烯顆粒； b.制備發泡母粒按照配比稱取改性發泡母粒原料，經雙螺桿共混擠出造粒制備3mm X 3mm的發泡母粒顆粒； c.注塑成型按配比稱取改性聚丙烯顆粒和發泡母粒，將上述兩種顆粒混配均勻，經注塑成型制備汽車后門板模塊。
5.根據權利要求4所述的低密度汽車后門板模塊制備方法，它包括注塑成型工序，其特征在于所述注塑成型工序中各階段注塑工藝參數設定如下一段注塑溫度175°C，注塑壓力135Mpa，注塑速度70mm/s ; 二段注塑溫度175 °C，注塑壓力140Mpa，注塑速度70mm/s ；三段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s ;四段注塑溫度180°C，注塑壓力140Mpa,注塑速度68mm/s ;四段注塑溫度180°C,注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s，五段注塑溫度185°C，注塑壓力140Mpa，注塑速度68mm/s，噴嘴注塑溫度185°C。
全文摘要
一種低密度汽車后門板模塊及制備方法，用于降低汽車后門板模塊自重、改善縮痕和翹曲變形等外觀缺陷。它以改性聚丙烯顆粒和發泡母粒為原料，經混合注塑成型制成，所述原料中改性聚丙烯顆粒和發泡母粒的質量比為1001-4。本發明還提供了汽車后門板模塊的制備方法。本發明以改性聚丙烯和發泡母粒為原料，根據原料特點及成型要求，改進常規注塑工藝，采用高壓高速注塑工藝，生產出產品密度比普通聚丙烯模塊密度低10%－15％的注塑產品，且可以縮短10%－15％的成型周期，實現既可以節省原材料用量，又可以大幅度縮短成型周期的目標。
文檔編號C08L23/08GK102850655SQ20121036107
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者李文博 申請人:長城汽車股份有限公司