本發(fā)明涉及一種塑料，尤其是一種用于汽車(chē)兒童座椅的PP材料。
背景技術(shù)：
兒童座椅在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到了普遍使用，這些國(guó)家基本上都制定了相當(dāng)嚴(yán)格的法規(guī)對(duì)其生產(chǎn)和使用進(jìn)行指導(dǎo)和規(guī)范。隨著汽車(chē)保有量的迅猛增加，盡管人們采取了種種先進(jìn)的技術(shù)和措施，但目前交通事故造成的兒童傷亡還是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它任何原因?qū)和斐傻囊馔鈧ΑＲ虼耍_地使用兒童安全座椅是能夠有效防止交通事故造成兒童意外傷害的方法之一，相關(guān)的兒童安全座椅技術(shù)也成為了行業(yè)發(fā)展的方向。
開(kāi)發(fā)兒童座椅可以從結(jié)構(gòu)和工藝兩方面進(jìn)行入手，結(jié)構(gòu)方面，可選用目前市面上成熟型式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)，工藝方面，通過(guò)選用合適的材料，使其具有高強(qiáng)度、高硬度、耐熱性好的特性，通過(guò)高效注塑定型工藝，有效改善外觀不良、頂白等現(xiàn)象，通過(guò)工藝改進(jìn)，克服產(chǎn)品變形問(wèn)題，提高產(chǎn)品良率，提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率。
聚丙烯(PP)有良好的耐應(yīng)力開(kāi)裂性，很高的彎曲疲勞壽命、質(zhì)輕、韌性好、耐化學(xué)性好。目前大多數(shù)汽車(chē)兒童座椅為EPS材料，其具有保溫、質(zhì)輕的優(yōu)點(diǎn)，但也有強(qiáng)度不夠的缺點(diǎn)；高質(zhì)量的EPS工藝成本較高。選用合理的配方和注塑定型工藝，用PP材料代替EPS，能夠在具備PP本身優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，克服EPS的弱項(xiàng)，并實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的綜合性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：為了使材質(zhì)具有耐熱、高強(qiáng)度、高硬度、長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)，得到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠的汽車(chē)兒童座椅，本發(fā)明提供一種高效的用于汽車(chē)兒童座椅的PP材料，及其注塑定型工藝，以解決上述存在的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容：一種用于汽車(chē)兒童座椅的PP材料，包含以下重量份的組分：
作為優(yōu)選，所述PP增韌劑為埃克森美孚6102PP增韌劑。埃克森美孚6102PP增韌劑為埃克森美孚公司生產(chǎn)的POE高效增韌劑，對(duì)PP材料增韌效果顯著，并使PP材料在高低溫下均有較好的韌性表現(xiàn)。
作為優(yōu)選，所述抗氧劑為亞磷酸一苯二異辛酯和抗氧劑PNX 103的混合物。亞磷酸一苯二異辛酯用作聚合物的抗氧劑，降低塑料黃變優(yōu)異，抗氧劑PNX 103為國(guó)產(chǎn)高效抗氧劑，其穩(wěn)定效力超出傳統(tǒng)1010抗氧劑數(shù)倍，兩者的共同作用使得PP材料的綜合抗氧能力得到增強(qiáng)。
作為優(yōu)選，所述三元乙丙橡膠包含主單體乙烯、丙烯和第三單體雙環(huán)戊二烯。作為三元乙丙橡膠的主單體，乙烯和丙烯是一定具有的，而第三單體雙環(huán)戊二烯則具有防焦性，低永久應(yīng)變和低成本的優(yōu)勢(shì)，符合本發(fā)明的產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)理念。
作為優(yōu)選，所述PP材料還包括重量份組分12-18份的無(wú)機(jī)填料，所述無(wú)機(jī)填料包含納米碳酸鈣或納米硫酸鋇。一般的塑料填料起到減少成本的作用，而納米無(wú)機(jī)粉末由于其特殊的效應(yīng)，還起到增強(qiáng)塑料中分子間作用力、氫鍵、化學(xué)鍵等作用，增加PP材料的加工穩(wěn)定性和機(jī)械性能。
一種用于汽車(chē)兒童座椅的PP材料的注塑定型工藝，包含以下步驟：
(1)、共混擠出：稱(chēng)取所述重量份的各組分，先經(jīng)物理混合5min，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速1200-1400轉(zhuǎn)/分，在雙螺桿擠出機(jī)中的PP材料溫度控制在220-250℃，其中一區(qū)220-225℃，二區(qū)230-235℃，三區(qū)235-240℃，四區(qū)240-245℃，機(jī)頭245-250℃，造粒料備用；
(2)、注塑：注塑前準(zhǔn)備好座椅模具，所述座椅模具包括本體部模具、頭枕部模具、側(cè)面部模具，座椅模具均具有型腔，所述本體部模具包括座椅的底座部和靠背部，注塑前，需將所述座椅模具預(yù)熱到65-85℃，同時(shí)，將所得PP材料粒料加入注塑機(jī)中，形成熔料，注塑機(jī)噴嘴溫度220～235℃，注射壓力150-180MPa，注入準(zhǔn)備好的座椅模具的型腔中，120-145MPa下保壓2-5min，冷卻后，脫模；
(3)、熔融焊接：首先對(duì)本體部模具、頭枕部模具、側(cè)面部模具制造出來(lái)的座椅的本體部、頭枕部、側(cè)面部的焊接部位及其附近進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度不高于120℃，然后，用焊接治具對(duì)本體部進(jìn)行固定和導(dǎo)引，用焊槍噴射熱氣，對(duì)本體部、底座部、側(cè)面部的焊接部位以及焊條進(jìn)行熱氣加熱，熱氣溫度285-315℃，流量25-35L/min，焊接治具移動(dòng)速度15-30cm/min，焊條與焊接部位切向成直角，將各部件焊接在一起后，再用焊條對(duì)各連接部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)焊接，補(bǔ)強(qiáng)焊接時(shí)，焊條與焊接部位切向成銳角；
(4)、加熱定型：待焊接完畢后的各部件冷卻后，用熱定型治具對(duì)成型座椅加熱至172～185℃，并對(duì)其固定和導(dǎo)引，用熱壓機(jī)以4.2-4.8MPa壓力對(duì)其熱壓8-12min，冷卻，如一些部位熱壓效果不理想，則重復(fù)此步驟；
(5)、表面處理：在脫模、焊接和熱壓步驟中均會(huì)出現(xiàn)成型座椅表面凹凸、毛刺、平整度不均等現(xiàn)象，用熱壓、切削、拋光等手段對(duì)成型座椅表面進(jìn)行處理。
作為優(yōu)選，步驟(3)中，所述本體部模具、頭枕部模具、側(cè)面部模具還具有流道、針形澆口和排氣孔，其中流道直徑4-7mm，針形澆口長(zhǎng)度1-1.5mm，排氣孔深0.025-0.038mm。模具固有的流道、針形澆口和排氣孔系統(tǒng)對(duì)注塑件成型至關(guān)重要，優(yōu)化的流道直徑、針形澆口長(zhǎng)度和排氣孔深度均是根據(jù)本發(fā)明PP的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，提高其成品良率和精度。
作為優(yōu)選，步驟(4)中，所述焊條的材質(zhì)和所述PP材料相同，所述熱氣為氮?dú)狻５獨(dú)鉃槎栊詺怏w，由于焊接時(shí)熱氣溫度較高，氮?dú)獾谋Ｗo(hù)可以使座椅的各個(gè)焊接部位避免被空氣中的氧氣氧化。
作為優(yōu)選，步驟(2)和(4)中，冷卻時(shí)令本體部、頭枕部、側(cè)面部或者成型座椅在當(dāng)時(shí)溫度下保溫3-5min，然后隨空氣緩冷至100℃以下，最后浸入70-80℃熱水中隨水緩冷。步驟(2)和(4)均涉及冷卻過(guò)程，由于PP材料在冷卻時(shí)伴隨結(jié)晶，故冷卻過(guò)程不應(yīng)快速，而應(yīng)緩慢，且在冷卻前保溫，使結(jié)晶過(guò)程平穩(wěn)有序，減少冷卻后PP材料的內(nèi)應(yīng)力和機(jī)械性能分布不均。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的一種用于汽車(chē)兒童座椅的PP材料，配方簡(jiǎn)單合理、性能優(yōu)異。PP材料中的各種添加劑組分大大增強(qiáng)了PP材料的綜合性能，提高了其強(qiáng)度、硬度、剛度、耐熱性和加工性能；PP材料的注塑定型工藝可操作性強(qiáng)，步驟設(shè)計(jì)合理，保證了產(chǎn)品良率和PP材料性能的實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明在保留PP材料本身優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上又克服了其缺點(diǎn)，使PP材質(zhì)的汽車(chē)兒童座椅具有良好的機(jī)械性能、足夠的安全性和使用壽命。
具體實(shí)施方式
一種用于汽車(chē)兒童座椅的PP材料，包含以下重量份的組分。
表1實(shí)施例所述的PP材料組分(單位：重量份)
作為優(yōu)選，所述PP增韌劑為埃克森美孚6102PP增韌劑。埃克森美孚6102PP增韌劑為埃克森美孚公司生產(chǎn)的POE高效增韌劑，對(duì)PP材料增韌效果顯著，并使PP材料在高低溫下均有較好的韌性表現(xiàn)。
作為優(yōu)選，所述抗氧劑為亞磷酸一苯二異辛酯和抗氧劑PNX 103的混合物。亞磷酸一苯二異辛酯用作聚合物的抗氧劑，降低塑料黃變優(yōu)異，抗氧劑PNX 103為國(guó)產(chǎn)高效抗氧劑，其穩(wěn)定效力超出傳統(tǒng)1010抗氧劑數(shù)倍，兩者的共同作用使得PP材料的綜合抗氧能力得到增強(qiáng)。
作為優(yōu)選，所述三元乙丙橡膠包含主單體乙烯、丙烯和第三單體雙環(huán)戊二烯。作為三元乙丙橡膠的主單體，乙烯和丙烯是一定具有的，而第三單體雙環(huán)戊二烯則具有防焦性，低永久應(yīng)變和低成本的優(yōu)勢(shì)，符合本發(fā)明的產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)理念。
作為對(duì)比，沒(méi)有添加無(wú)機(jī)填料的實(shí)施例1和2，在注塑和熱壓時(shí)，塑料，收縮率略高于添加了無(wú)機(jī)填料的實(shí)施例3～5；成品的硬度，實(shí)施例1和2低于實(shí)施例3～5。
一種用于汽車(chē)兒童座椅的PP材料的注塑定型工藝，包含以下步驟：
(1)、共混擠出：稱(chēng)取所述重量份的各組分，先經(jīng)物理混合5min，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速1200-1400轉(zhuǎn)/分，在雙螺桿擠出機(jī)中的PP材料溫度控制在220-250℃，其中一區(qū)220-225℃，二區(qū)230-235℃，三區(qū)235-240℃，四區(qū)240-245℃，機(jī)頭245-250℃，造粒料備用；
(2)、注塑：注塑前準(zhǔn)備好座椅模具，所述座椅模具包括本體部模具、頭枕部模具、側(cè)面部模具，座椅模具均具有型腔，所述本體部模具包括座椅的底座部和靠背部，注塑前，需將所述座椅模具預(yù)熱到65-85℃，同時(shí)，將所得PP材料粒料加入注塑機(jī)中，形成熔料，注塑機(jī)噴嘴溫度220～235℃，注射壓力150-180MPa，注入準(zhǔn)備好的座椅模具的型腔中，120-145MPa下保壓2-5min，冷卻后，脫模；
(3)、熔融焊接：首先對(duì)本體部模具、頭枕部模具、側(cè)面部模具制造出來(lái)的座椅的本體部、頭枕部、側(cè)面部的焊接部位及其附近進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度不高于120℃，然后，用焊接治具對(duì)本體部進(jìn)行固定和導(dǎo)引，用焊槍噴射熱氣，對(duì)本體部、底座部、側(cè)面部的焊接部位以及焊條進(jìn)行熱氣加熱，熱氣溫度285-315℃，流量25-35L/min，焊接治具移動(dòng)速度15-30cm/min，焊條與焊接部位切向成直角，將各部件焊接在一起后，再用焊條對(duì)各連接部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)焊接，補(bǔ)強(qiáng)焊接時(shí)，焊條與焊接部位切向成銳角；
(4)、加熱定型：待焊接完畢后的各部件冷卻后，用熱定型治具對(duì)成型座椅加熱至172～185℃，并對(duì)其固定和導(dǎo)引，用熱壓機(jī)以4.2-4.8MPa壓力對(duì)其熱壓8-12min，冷卻，如一些部位熱壓效果不理想，則重復(fù)此步驟；
(5)、表面處理：在脫模、焊接和熱壓步驟中均會(huì)出現(xiàn)成型座椅表面凹凸、毛刺、平整度不均等現(xiàn)象，用熱壓、切削、拋光等手段對(duì)成型座椅表面進(jìn)行處理。
作為優(yōu)選，步驟(3)中，所述本體部模具、頭枕部模具、側(cè)面部模具還具有流道、針形澆口和排氣孔，其中流道直徑4-7mm，針形澆口長(zhǎng)度1-1.5mm，排氣孔深0.025-0.038mm。模具固有的流道、針形澆口和排氣孔系統(tǒng)對(duì)注塑件成型至關(guān)重要，優(yōu)化的流道直徑、針形澆口長(zhǎng)度和排氣孔深度均是根據(jù)本發(fā)明PP的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，提高其成品良率和精度。
作為優(yōu)選，步驟(4)中，所述焊條的材質(zhì)和所述PP材料相同，所述熱氣為氮?dú)狻５獨(dú)鉃槎栊詺怏w，由于焊接時(shí)熱氣溫度較高，氮?dú)獾谋Ｗo(hù)可以使座椅的各個(gè)焊接部位避免被空氣中的氧氣氧化。
作為優(yōu)選，步驟(2)和(4)中，冷卻時(shí)令本體部、頭枕部、側(cè)面部或者成型座椅在當(dāng)時(shí)溫度下保溫3-5min，然后隨空氣緩冷至100℃以下，最后浸入70-80℃熱水中隨水緩冷。步驟(2)和(4)均涉及冷卻過(guò)程，由于PP材料在冷卻時(shí)伴隨結(jié)晶，故冷卻過(guò)程不應(yīng)快速，而應(yīng)緩慢，且在冷卻前保溫，使結(jié)晶過(guò)程平穩(wěn)有序，減少冷卻后PP材料的內(nèi)應(yīng)力和機(jī)械性能分布不均。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的一種用于汽車(chē)兒童座椅的PP材料，配方簡(jiǎn)單合理、性能優(yōu)異。PP材料中的各種添加劑組分大大增強(qiáng)了PP材料的綜合性能，提高了其強(qiáng)度、硬度、剛度、耐熱性和加工性能；PP材料的注塑定型工藝可操作性強(qiáng)，步驟設(shè)計(jì)合理，保證了產(chǎn)品良率和PP材料性能的實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明在保留PP材料本身優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上又克服了其缺點(diǎn)，使PP材質(zhì)的汽車(chē)兒童座椅具有良好的機(jī)械性能、足夠的安全性和使用壽命。
以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，所做出的若干改進(jìn)或等同替換，均視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，仍應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。