| 专利名称： | 一种轻量化汽车空调壳体用材料及其制备方法 | ||
| 专利名称(英文)： | A light weight automobile air conditioner shell material and method of producing the same | ||
| 专利号： | CN201610119037.5 | 申请时间： | 20160302 |
| 公开号： | CN105585775A | 公开时间： | 20160518 |
| 申请人： | 南京聚隆科技股份有限公司 | ||
| 申请地址： | 210061 江苏省南京市高新开发区聚龙路8号 | ||
| 发明人： | 王滨; 吴汾; 周勇; 聂春 | ||
| 分类号： | C08L23/12; C08L23/14; C08K13/02; C08K5/098; C08K3/34; C08K5/1575; C08K5/523; B29C47/92 | 主分类号： | C08L23/12 |
| 代理机构： | 南京知识律师事务所 32207 | 代理人： | 汪旭东 |
| 摘要： | 本发明涉及一种汽车空调壳体用材料及其制备方法，尤其是一种轻量化汽车空调壳体用材料及其制备方法，属于材料技术领域。本发明的材料包括以下重量份数的组分：高结晶聚丙烯70-80份，高熔体强度聚丙烯5-15份，共聚聚丙烯10-15份，成核剂0.2-0.5份，功能助剂母粒?2-5份。采用具有高强、高刚性的高结晶聚丙烯和具有超高延伸率的高熔体强度聚丙烯复合，不使用任何增强填料的情况下，满足甚至超过目前汽车空调壳体材料标准要求的同时，减轻壳体重量达15%以上，具有显著轻量化特点，实现空调壳体部件甚至整车轻量化。另外，此发明还具有低气味、低VOC含量特点，能够有效改善汽车车内空气质量。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention relates to an automobile air-conditioner housing material and method of producing the same, in particular to a light weight automobile air conditioner shell material and method of producing the same, belongs to the technical field of materials. The material of the present invention comprises the following parts by weight of component : high crystalline polypropylene 70-80 parts, the high melt strength polypropylene 5-15 parts, copolymerized acrylic 10-15 parts, nucleating agent 0.2-0.5 parts, function assistant mother particles? 2-5 parts. Having a high-strength, high rigidity and a high crystalline polypropylene of high melt strength polypropylene ultra-high elongation of the composite, is not used under the condition of any reinforcing filler, meet or exceed the current automobile air conditioner at the same time the requirements of the shell material, reducing the weight up to 15% or more, it has prominent characteristics of light weight, to achieve air conditioning housing part even the weight of the whole vehicle. Furthermore, this invention also has the advantages of low odor, characteristics of low VOC content, can effectively improve the air quality of the vehicle. | ||
1.一种轻量化汽车空调壳体用材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分： 高结晶聚丙烯70-80份， 高熔体强度聚丙烯5-15份， 共聚聚丙烯10-15份， 成核剂0.2-0.5份， 功能助剂母粒2-5份。
2.根据权利要求1所述的轻量化汽车空调壳体用材料，其特征在于：所述高结晶聚丙烯结晶度70%以上，熔融指数为2-10g/10min。
3.根据权利要求1所述的轻量化汽车空调壳体用材料，其特征在于：所述高熔体强度聚丙烯具有长链结构且多分散性系数大于4，熔体强度大于等于20cN，熔融指数为2-10g/10min。
4.根据权利要求1所述的轻量化汽车空调壳体用材料，其特征在于：所述成核剂为纳米蒙脱土、苯甲酸盐、山梨醇类、有机磷酸盐中的一种。
5.根据权利要求1所述的轻量化汽车空调壳体用材料，其特征在于：所述功能助剂母粒包括抗氧剂、润滑剂和共聚聚丙烯，其质量比为2:1:7。
6.根据权利要求1所述的轻量化汽车空调壳体用材料，其特征在于：所述的抗氧剂由主抗氧剂和辅抗氧剂组成，所述主抗氧剂为受阻酚类、羟胺类、硫酯类抗氧剂中的一种；辅抗氧剂为亚磷酸盐类和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种； 所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡中的一种。
7.根据权利要求6所述的轻量化汽车空调壳体用材料，其特征在于：所述的主抗氧剂为抗氧剂N,N'-二苄基羟胺和抗氧剂1010，所述的辅抗氧剂为抗氧剂168。
8.根据权利要求1-7所述任一轻量化汽车空调壳体用材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： （1）将抗氧剂、润滑剂、共聚聚丙烯按照2：1：7重量比例混配成混合物，将此混合物加入到双螺杆挤出机中，通过挤出制备成功能助剂母粒； （2）将高结晶聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、共聚聚丙烯、成核剂、功能助剂母粒放入高速混合机中混合1-3min，得到混合物； （3）将步骤（2）中所得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料料斗加入，经塑化、挤出、拉条、风干、造粒，得到可适用于轻量化汽车空调壳体的复合材料。
9.根据权利要求8所述轻量化汽车空调壳体用材料制备方法，其特征在于：所述步骤（1）和（3）中，双螺杆挤出机料筒温度为I区：160-180℃、II区：200-210℃、III区：215-225℃、IV区：210-220℃、V区：210-220℃、VI区：210-220℃、VII区:210-220℃、VIII区:200-215℃、IX区200-210℃，螺杆转速400～800r/min。
1.一种轻量化汽车空调壳体用材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分： 高结晶聚丙烯70-80份， 高熔体强度聚丙烯5-15份， 共聚聚丙烯10-15份， 成核剂0.2-0.5份， 功能助剂母粒2-5份。
2.根据权利要求1所述的轻量化汽车空调壳体用材料，其特征在于：所述高结晶聚丙烯结晶度70%以上，熔融指数为2-10g/10min。
3.根据权利要求1所述的轻量化汽车空调壳体用材料，其特征在于：所述高熔体强度聚丙烯具有长链结构且多分散性系数大于4，熔体强度大于等于20cN，熔融指数为2-10g/10min。
4.根据权利要求1所述的轻量化汽车空调壳体用材料，其特征在于：所述成核剂为纳米蒙脱土、苯甲酸盐、山梨醇类、有机磷酸盐中的一种。
5.根据权利要求1所述的轻量化汽车空调壳体用材料，其特征在于：所述功能助剂母粒包括抗氧剂、润滑剂和共聚聚丙烯，其质量比为2:1:7。
6.根据权利要求1所述的轻量化汽车空调壳体用材料，其特征在于：所述的抗氧剂由主抗氧剂和辅抗氧剂组成，所述主抗氧剂为受阻酚类、羟胺类、硫酯类抗氧剂中的一种；辅抗氧剂为亚磷酸盐类和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种； 所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡中的一种。
7.根据权利要求6所述的轻量化汽车空调壳体用材料，其特征在于：所述的主抗氧剂为抗氧剂N,N'-二苄基羟胺和抗氧剂1010，所述的辅抗氧剂为抗氧剂168。
8.根据权利要求1-7所述任一轻量化汽车空调壳体用材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： （1）将抗氧剂、润滑剂、共聚聚丙烯按照2：1：7重量比例混配成混合物，将此混合物加入到双螺杆挤出机中，通过挤出制备成功能助剂母粒； （2）将高结晶聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、共聚聚丙烯、成核剂、功能助剂母粒放入高速混合机中混合1-3min，得到混合物； （3）将步骤（2）中所得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料料斗加入，经塑化、挤出、拉条、风干、造粒，得到可适用于轻量化汽车空调壳体的复合材料。
9.根据权利要求8所述轻量化汽车空调壳体用材料制备方法，其特征在于：所述步骤（1）和（3）中，双螺杆挤出机料筒温度为I区：160-180℃、II区：200-210℃、III区：215-225℃、IV区：210-220℃、V区：210-220℃、VI区：210-220℃、VII区:210-220℃、VIII区:200-215℃、IX区200-210℃，螺杆转速400～800r/min。
翻译：技术领域
本发明涉及一种汽车空调壳体用材料及其制备方法，尤其是一种 轻量化汽车空调壳体用材料及其制备方法，属于材料技术领域。
背景技术
空调系统部件主要包括风机、加热器总成、蒸发器和空气导流板。 通常，汽车主机厂对空调壳体材料标准要求其拉伸强度至少达到 28MPa,弯曲模量高于2600MPa，缺口冲击强度不低于3kJ/m2,热变形 温度不低于110℃，因此，各部件的壳体都是用20-40％矿物粉增强改 性聚丙烯材料注塑而成。然而，轻量化已成为目前汽车行业发展主流， 矿物密度高达到2.7～2.8g/cm3，复合材料密度1.06-1.24g/cm3，不利 于汽车部件轻量化。然而，单纯聚丙烯材料性能无法满足汽车空调壳 体材料标准要求。因此，研制具有低密度、高耐热、高刚性、高强度 聚丙烯新材料对汽车轻量化具有十分重要的现实意义。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明采用具有高刚性和高耐热的高熔体 强度聚丙烯与高强度、高刚性的高结晶聚丙烯复合，提供一种具有低 密度、高耐热、高刚性、高强度聚丙烯新材料。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种轻量化汽车空调壳体用材料，包括以下重量份数的组分：
高结晶聚丙烯70-80份，
高熔体强度聚丙烯5-15份，
共聚聚丙烯10-15份，
成核剂0.2-0.5份，
功能助剂母粒2-5份。
进一步的技术方案，所述高结晶聚丙烯结晶度70％以上，熔融指 数为2-10g/10min。
进一步的技术方案，所述高熔体强度聚丙烯具有长链结构且多分 散性系数大于4，熔体强度大于等于20cN，熔融指数为2-10g/10min。
进一步的技术方案，所述成核剂为纳米蒙脱土、苯甲酸盐、山梨 醇类、有机磷酸盐中的一种。
进一步的技术方案，所述功能助剂母粒包括抗氧剂、润滑剂和共 聚聚丙烯，其质量比为2:1:7。
进一步的技术方案，所述的抗氧剂由主抗氧剂和辅抗氧剂组成， 所述主抗氧剂为受阻酚类、羟胺类、硫酯类抗氧剂中的一种；辅抗氧 剂为亚磷酸盐类和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种；
所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡中的 一种。
进一步的技术方案，所述的主抗氧剂为抗氧剂N,N'-二苄基羟胺 和抗氧剂1010，所述的辅抗氧剂为抗氧剂168。
一种轻量化汽车空调壳体用材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将抗氧剂、润滑剂、共聚聚丙烯按照2：1：7重量比例混配 成混合物，将此混合物加入到双螺杆挤出机中，通过挤出制备成功能 助剂母粒；
(2)将高结晶聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、共聚聚丙烯、成核剂、 功能助剂母粒放入高速混合机中混合1-3min，得到混合物；
(3)将步骤(2)中所得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料 料斗加入，经塑化、挤出、拉条、风干、造粒，得到可适用于轻量化 汽车空调壳体的复合材料。
进一步的技术方案，所述步骤(1)和(3)中，双螺杆挤出机料 筒温度为I区：160-180℃、II区：200-210℃、III区：215-225℃、 IV区：210-220℃、V区：210-220℃、VI区：210-220℃、VII区:210-220 ℃、VIII区:200-215℃、IX区200-210℃，螺杆转速400～800r/min。 有益效果
与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
1、本发明采用具有高刚性和高耐热的高熔体强度聚丙烯与高强 度、高刚性的高结晶聚丙烯复合，在不使用任何增强填料的情况下， 拉伸强度超过30MPa,弯曲模量超过2700MPa，耐热温度超过110℃， 满足甚至超过目前汽车空调壳体材料标准要求，壳体密度由1.06～ 1.24g/cm3降低到0.9-0.92g/cm3，减轻壳体重量达15％以上，具有显 著低密度，轻量化特点，实现空调壳体部件甚至整车轻量化。另外， 此发明还具有低气味、低VOC含量特点，能够有效改善汽车车内空气 质量。
2、本发明使用功能助剂母粒，由抗氧剂、润滑剂、共聚聚丙烯 按照2：1：7重量比制备而成，该母粒增加了助剂分散均匀性，减少 了工厂粉尘，提高生产效率、降低了生产制造成本，材料制备方法工 艺简单易行，易于实现工业化。
3、本发明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发明作进一步详细的说明。
实施例1
将抗氧剂1010和抗氧剂168、硬脂酸钙、共聚聚丙烯按照2：1： 7重量比例混配成混合物。将此混合物加入到双螺杆挤出机中，通过 挤出制备成一定浓度功能助剂母粒。将70份高结晶聚丙烯(熔融指 数为2g/10min，结晶度为71％)、15份高熔体强度聚丙烯(多分散性 系数为5，熔体强度为22cN，熔融指数为5g/10min)、10份共聚聚丙 烯、0.5份苯甲酸钠、4.5份功能助剂母粒放入高速混合机中混合 3min，得到以上诸组分混合物；将所得到的混合物通过双螺杆挤出机 的主喂料料斗加入，经塑化、挤出、拉条、风干、造粒等程序，得到 具有低密度、高刚性、高强度汽车空调壳体的聚丙烯复合材料；其中， 双螺杆挤出机料筒温度为I区：160℃、II区：200℃、III区：215 ℃、IV区：210℃、V区：210℃、VI区：210℃、VII区:210℃、VIII 区:200℃、IX区200℃，螺杆转速400r/min。
实施例2
将抗氧剂N,N'-二苄基羟胺，168、硅酮、共聚聚丙烯按照2：1： 7重量比例混配成混合物。将此混合物加入到双螺杆挤出机中，通过 挤出制备成一定浓度功能助剂母粒。将高结晶聚丙烯(熔融指数为 5g/10min，结晶度为70％)74.8份、高熔体强度聚丙烯(多分散性系 数为6，熔体强度等于30cN，熔融指数为2g/10min)5份、共聚聚丙 烯15份、苄叉山梨醇0.2份、功能助剂母粒5份放入高速混合机中 混合1min，得到以上诸组分混合物；将所得到的混合物通过双螺杆 挤出机的主喂料料斗加入，经塑化、挤出、拉条、风干、造粒等程序， 得到具有低密度、高刚性、高强度汽车空调壳体的聚丙烯复合材料； 其中，双螺杆挤出机料筒温度为I区：180℃、II区：210℃、III 区：225℃、IV区：220℃、V区：220℃、VI区：220℃、VII区: 220℃、VIII区:215℃、IX区210℃，螺杆转速800r/min。
实施例3
将抗氧剂1010、168、乙撑双硬脂酰胺、共聚聚丙烯按照2：1：7重 量比例混配成混合物。将此混合物加入到双螺杆挤出机中，通过挤出 制备成一定浓度功能助剂母粒。将高结晶聚丙烯(熔融指数为 10g/10min，结晶度为78％)80份、高熔体强度聚丙烯(多分散性系 数为7，熔体强度等于26cN，熔融指数为10g/10min)5份、共聚聚 丙烯12.5份、纳米蒙脱土0.5份、功能助剂母粒2份放入高速混合 机中混合2min，得到以上诸组分混合物；将所得到的混合物通过双 螺杆挤出机的主喂料料斗加入，经塑化、挤出、拉条、风干、造粒等 程序，得到具有低密度、高刚性、高强度汽车空调壳体的聚丙烯复合 材料；其中，双螺杆挤出机料筒温度为I区：180℃、II区：205℃、 III区：222℃、IV区：220℃、V区：220℃、VI区：220℃、VII区: 220℃、VIII区:215℃、IX区210℃，螺杆转速600r/min。
实施例4
将抗氧剂N,N'-二苄基羟胺，168、聚乙烯蜡、共聚聚丙烯按照2：1： 7重量比例混配成混合物。将此混合物加入到双螺杆挤出机中，通过 挤出制备成一定浓度功能助剂母粒。将高结晶聚丙烯(熔融指数为 6g/10min，结晶度为73％)74.7份、高熔体强度聚丙烯(多分散性系 数为5，熔体强度等于28cN，熔融指数为7g/10min)10份、共聚聚 丙烯12份、2，2-亚甲基-双(4，6-二叔丁苯氧基)磷酸钠0.3份、 功能助剂母粒3份放入高速混合机中混合2min，得到以上诸组分混 合物；将所得到的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料料斗加入，经塑 化、挤出、拉条、风干、造粒等程序，得到具有低密度、高刚性、高 强度汽车空调壳体的聚丙烯复合材料；其中，双螺杆挤出机料筒温度 为I区：165℃、II区：205℃、III区：215℃、IV区：220℃、V区： 215℃、VI区：215℃、VII区:215℃、VIII区:200℃、IX区200 ℃，螺杆转速700r/min。
本发明产品实施例性能表
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本领域的技术人员根据本发明精神实质所作的等 效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
