專利名稱：一種硬質(zhì)無縫氣囊材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)無縫氣囊材料及其制備方法，用于制作汽車儀表板的硬質(zhì)無縫氣囊，屬于汽車材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
改性聚丙烯材料是迄今為止適用性最強(qiáng)的汽車非金屬材料之一，被廣泛應(yīng)用于制造汽車各零部件。尤其是對(duì)于材料的低溫韌性有相當(dāng)高要求的部件，如保險(xiǎn)杠、無縫氣囊、 儀表板材料等，更為重要。汽車受到車外意外沖擊能量時(shí)，需要保證儀表板及時(shí)將安全氣囊爆開，用以保護(hù)司乘人員受到的損傷減到最小，同時(shí)不能因?yàn)槠茐漠a(chǎn)生碎片或者銳角使司乘人員受到傷害。因此在受到?jīng)_擊時(shí)，材料的低溫韌性成為汽車內(nèi)飾和儀表板用材料中，特別是硬質(zhì)儀表板設(shè)計(jì)中優(yōu)先考慮的性能?，F(xiàn)有技術(shù)改善材料的低溫韌性的方法主要是選擇不同的彈性體類型和增加彈性體的含量，用以達(dá)到低溫增韌效果，但是與此同時(shí)材料喪失常溫剛性。目前為了制備高剛性高韌性改性聚丙烯，主要用聚丙烯、彈性體、填料等組分組成，彈性體主要有POE、EVA、EPDM等，填料主要是普通滑石粉等。這種方法可以制備出一定剛性和韌性的改性聚丙烯，但是較難滿足-30°C低溫下多軸沖擊韌性大于f^kj/ Hf，且常溫剛性好(彎曲模量大于ISOOMPa)等性能要求。因此解決聚丙烯同時(shí)滿足常溫高剛性和在-30°C低溫下多軸沖擊韌性改性聚丙烯材料的技術(shù)難題，是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低溫韌性好且常溫剛性優(yōu)良的硬質(zhì)無縫氣囊材料及其制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種硬質(zhì)無縫氣囊材料，其特征在于，其原料包括聚丙烯陽(yáng) 70重量份、填充母粒20 30重量份、相容劑5 15重量份、抗氧劑0. 1 1重量份和加工助劑0. 1 0. 5重量份。優(yōu)選地，所述的聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一種。更優(yōu)選地，所述的聚丙烯為SP179、M2600R、7033N、YPJ1215C、K9017、K9026, BX3900、K7100和K77^H中的一種或多種的混合物。優(yōu)選地，所述的填充母粒由20 50重量份的聚烯烴彈性體，40 79重量份的高目數(shù)粉體填料，0. 2 1重量份的抗氧劑和0. 2 0. 6重量份的加工助劑混合熔融造粒而成。更優(yōu)選地，所述的熔融造粒的溫度為160 250°C。所述的熔融造粒使用的設(shè)備為密煉機(jī)、開煉機(jī)、單螺桿擠出機(jī)或者螺桿數(shù)大于等于2的擠出機(jī)。更優(yōu)選地，所述的聚烯烴彈性體為Hifax 7271 XEP,Hifax CA 207 A,Hifax BC 72 G和Hifax BR 1149 A/M中的一種或者幾種的組合物。更優(yōu)選地，所述的高目數(shù)粉體填料為平均目數(shù)為3000-5000目的滑石粉、碳酸鈣顆粒、高嶺土顆粒、云母顆粒、硅灰石顆粒以及鈦酸鉀晶須中的一種或其混合物。優(yōu)選地，所述的相容劑為三元共聚物乙烯-正丁基丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、乙烯-α -辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物和乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物中的一種或兩種以上的組合物。優(yōu)選地，所述的抗氧劑為抗氧劑168或抗氧劑1010。硬質(zhì)無縫氣囊材料以及填充母粒中使用的抗氧劑可以相同，也可以不同。優(yōu)選地，所述的加工助劑為硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和硬脂酸鎂中的一種或兩種以上的組合物。硬質(zhì)無縫氣囊材料以及填充母粒中使用的加工助劑可以相同，也可以不同。本發(fā)明還提供了上述硬質(zhì)無縫氣囊材料的制備方法，其特征在于，包括 第一步稱取聚丙烯、填充母粒、相容劑、抗氧劑和加工助劑，按比例置于高混機(jī)中
混合均勻；
第二步將第一步所得的混合物置入長(zhǎng)徑比為40 :1、轉(zhuǎn)速為100 500轉(zhuǎn)/分鐘的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出工作溫度為一區(qū)130°C 洸0°C，二區(qū)140°C 270°C，三區(qū)150°C 280°C，四區(qū) 150°C 280°C，五區(qū) 150°C 280°C，六區(qū) 150°C 280°C，七區(qū) 150°C 280°C， 八區(qū)150°C 280°C，停留時(shí)間1-2分鐘，擠出造粒，制得硬質(zhì)無縫氣囊材料。本發(fā)明的有益效果為
1、本發(fā)明采用高目數(shù)粉體與聚烯烴彈性體復(fù)合制備增強(qiáng)增韌母粒；在滿足汽車內(nèi)飾件材料常規(guī)力學(xué)性能的同時(shí)，具有優(yōu)異的低溫韌性，滿足現(xiàn)有高端改性聚丙烯材料標(biāo)準(zhǔn) (GMW15340)的低溫韌性要求:-30°C缺口沖擊(IS0180)大于6KJ/m2，達(dá)到6. 5 KJ/M2以上， 超過現(xiàn)有高端改性聚丙烯材料標(biāo)準(zhǔn)(GMW15340)的低溫韌性要求。同時(shí)維持材料良好的剛性。使用本發(fā)明材料制造的硬質(zhì)無縫氣囊低溫韌性好、剛性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、提高了汽車的安全性。2、本發(fā)明通過三元共聚相容劑解決材料相容性問題，成型表面缺陷少。3、本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，所得產(chǎn)品易加工，適合不同模具結(jié)構(gòu)的成型加工。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例來具體說明本發(fā)明。本發(fā)明所述的均聚或共聚聚丙烯(PP)SP179、 M2600R、7033N、YPJ1215C、K9017、K9026、BX3900、K7100、K7726H、高目數(shù)粉體填料、相容劑、 抗氧劑、加工助劑均為公知的已有材料。實(shí)施例1
(1)將由40重量份的聚烯烴彈性體Hifax 7271 XEP, 59重量份的3000目的滑石粉， 0. 6重量份的抗氧劑168和0. 4重量份的加工助劑硬脂酸鋇置入螺桿擠出機(jī)中，在160°C熔融擠出造粒，得到填充母粒。(2)準(zhǔn)確稱取 PP SP179 和 PP M2600R 混合物 65 重量份(；35 份 PP SP179、30 份 PP M2600R)、填充母粒(步驟1制備)25重量份、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(法國(guó)阿科瑪公司GMA AX8900) 9重量份、0. 5重量份抗氧劑168、加工助劑硬脂酸鋇0. 5 重量份，置于高速混合機(jī)中混合均勻；
(3)將步驟2產(chǎn)物置入長(zhǎng)徑比為40 :1、轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分鐘的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出工作溫度為一區(qū)130°C，二區(qū)140°C，三區(qū)150°C，四區(qū)150°C，五區(qū)150°C，六區(qū)150°C，七區(qū) 150°C，八區(qū)150°C，停留時(shí)間1分鐘，擠出造粒，制得硬質(zhì)無縫氣囊材料。實(shí)施例2
(1)將由30重量份的Hifax CA 207 A和13重量份Hifax BC 72 G，46重量份的；3500 目的滑石粉和10重量份的硅灰石，0. 7重量份的抗氧劑1010和0. 3重量份的加工助劑硬脂酸鋅置入螺桿擠出機(jī)中，在250°C熔融擠出造粒，得到填充母粒。(2)準(zhǔn)確稱取聚丙烯(PP K9017) 60重量份、填充母粒(步驟1制備)30重量份、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物(陶氏化學(xué)4770R(P) ) 9重量份、0. 5重量份抗氧劑1010、0. 5 重量份硬脂酸鋅，置于高速混合機(jī)中混合均勻；
(3)將步驟2產(chǎn)物置入長(zhǎng)徑比為40 :1、轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出工作溫度為一區(qū)260°C，二區(qū)270°C，三區(qū)280°C，四區(qū)280°C，五區(qū)280°C，六區(qū)280°C，七區(qū) 280°C，八區(qū)280°C，停留時(shí)間2分鐘，擠出造粒，制得硬質(zhì)無縫氣囊材料。實(shí)施例3
(1)將由25重量份的聚烯烴彈性體Hifax BR 1149 A/M和10重量份Hifax BC 72 G， 50重量份的5000目的高嶺土和14重量份的云母，0. 6重量份的抗氧劑168和0. 4重量份的硬脂酸鈣置入螺桿擠出機(jī)中，在180°C熔融擠出造粒，得到填充母粒。(2)準(zhǔn)確稱取25重量份PP 7033N和30重量份PP SP179，填充母粒(步驟1制備) 30重量份、乙烯-α -辛烯共聚物(美國(guó)陶氏Ρ0Ε8402)14重量份、0. 5重量份抗氧劑168、加工助劑硬脂酸鈣0. 5重量份，置于高速混合機(jī)中混合均勻；
(3)將步驟2產(chǎn)物置入長(zhǎng)徑比為40 :1、轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出工作溫度為一區(qū)150°C，二區(qū)160°C，三區(qū)170°C，四區(qū)170°C，五區(qū)170°C，六區(qū)170°C，七區(qū) 170°C，八區(qū)170°C，停留時(shí)間1. 5分鐘，擠出造粒，制得硬質(zhì)無縫氣囊材料。實(shí)施例4
(1)將由20重量份的Hifax BC 72 G，70重量份的4000目的碳酸鈣9重量份的晶須， 0. 5重量份的抗氧劑168和0. 5重量份的加工助劑硬脂酸鎂置入螺桿擠出機(jī)中，在200°C熔融擠出造粒，得到填充母粒。(2)準(zhǔn)確稱取55重量份PP 7033N,填充母粒(步驟1制備)30重量份、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(法國(guó)阿科瑪公司GMA AX8900)14重量份、0. 5重量份抗氧劑168、硬脂酸鎂0. 5重量份，置于高速混合機(jī)中混合均勻；
(3)將步驟2產(chǎn)物置入長(zhǎng)徑比為40 :1、轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出工作溫度為一區(qū)170°C，二區(qū)180°C，三區(qū)190°C，四區(qū)190°C，五區(qū)190°C，六區(qū)190°C，七區(qū) 190°C，八區(qū)190°C，停留時(shí)間1.5分鐘，擠出造粒，制得硬質(zhì)無縫氣囊材料。實(shí)施例5
(1)將由25重量份的聚烯烴彈性體Hifax BR 1149 A/M，30重量份的5000目的云母粉和43. 5重量份的滑石粉，1重量份的抗氧劑1010和0. 5重量份的加工助劑硬脂酸鈣入螺桿擠出機(jī)中，在220 °C熔融擠出造粒，得到填充母粒。(2)準(zhǔn)確稱取聚丙烯PP M2600R混合物64重量份、填充母粒(步驟1制備)30重量份、乙烯-α -辛烯共聚物(美國(guó)陶氏Ρ0Ε8402)5重量份、0. 5重量份抗氧劑168、加工助劑硬脂酸鈣0. 5重量份，置于高速混合機(jī)中混合均勻；(3)將步驟2產(chǎn)物置入長(zhǎng)徑比為40 :1、轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出工作溫度為一區(qū)190°C，二區(qū)200°C，三區(qū)210°C，四區(qū)210°C，五區(qū)210°C，六區(qū)210°C，七區(qū) 210°C，八區(qū)210°C，停留時(shí)間1.5分鐘，擠出造粒，制得硬質(zhì)無縫氣囊材料。
表1.實(shí)施例1-5測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)及性能數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種硬質(zhì)無縫氣囊材料，其特征在于，其原料包括聚丙烯陽(yáng) 70重量份、填充母粒20 30重量份、相容劑5 15重量份、抗氧劑0. 1 1重量份和加工助劑0. 1 0. 5重量份。
2.如權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)無縫氣囊材料，其特征在于，所述的聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)無縫氣囊材料，其特征在于，所述的聚丙烯為SP179、 M2600R、7033N、YPJ1215C、K9017、K9026、BX3900、K7100 和 K77^H 中的一種或多種的混合物。
4.如權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)無縫氣囊材料，其特征在于，所述的填充母粒由20 50重量份的聚烯烴彈性體，40 79重量份的高目數(shù)粉體填料，0. 2 1重量份的抗氧劑和0. 2 0. 6重量份的加工助劑混合熔融造粒而成。
5.如權(quán)利要求4所述的硬質(zhì)無縫氣囊材料，其特征在于，所述的聚烯烴彈性體為Hifax 7271 XEP,Hifax CA 207 A,Hifax BC 72 G 和 Hifax BR 1149 A/M 中的一種或者幾種的組合物。
6.如權(quán)利要求4所述的硬質(zhì)無縫氣囊材料，其特征在于，所述的高目數(shù)粉體填料為平均目數(shù)為3000-5000目的滑石粉、碳酸鈣顆粒、高嶺土顆粒、云母顆粒、硅灰石顆粒以及鈦酸鉀晶須中的一種或其混合物。
7.如權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)無縫氣囊材料，其特征在于，所述的相容劑為三元共聚物 乙烯-正丁基丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、乙烯-α -辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物和乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物中的一種或兩種以上的組合物。
8.如權(quán)利要求1或4所述的硬質(zhì)無縫氣囊材料，其特征在于，所述的抗氧劑為抗氧劑 168或抗氧劑1010。
9.如權(quán)利要求1或3所述的硬質(zhì)無縫氣囊材料，其特征在于，所述的加工助劑為硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅和硬脂酸鎂中的一種或兩種以上的組合物。
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的硬質(zhì)無縫氣囊材料的制備方法，其特征在于，包括 第一步稱取聚丙烯、填充母粒、相容劑、抗氧劑和加工助劑，按比例置于高混機(jī)中混合均勻；第二步將第一步所得的混合物置入長(zhǎng)徑比為40 :1、轉(zhuǎn)速為100 500轉(zhuǎn)/分鐘的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出工作溫度為一區(qū)130°C 260°C，二區(qū)140°C 270°C，三區(qū)150°C 280°C，四區(qū) 150°C 280°C，五區(qū) 150°C 280°C，六區(qū) 150°C 280°C，七區(qū) 150°C 280°C， 八區(qū)150°C ^(TC，停留時(shí)間1-2分鐘，擠出造粒，制得硬質(zhì)無縫氣囊用汽車儀表板材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硬質(zhì)無縫氣囊材料及其制備方法，所述的硬質(zhì)無縫氣囊材料，其特征在于，其原料包括聚丙烯55～70重量份、填充母粒20～30重量份、相容劑5～15重量份、抗氧劑0.1～1重量份和加工助劑0.1～0.5重量份，其制備方法，其特征在于，包括稱取聚丙烯、填充母粒、相容劑、抗氧劑和加工助劑，按比例置于高混機(jī)中混合均勻；擠出造粒，制得硬質(zhì)無縫氣囊材料。本發(fā)明在滿足汽車內(nèi)飾件材料常規(guī)力學(xué)性能的同時(shí)，具有優(yōu)異的低溫韌性，同時(shí)維持材料良好的剛性。
文檔編號(hào)C08L23/14GK102336967SQ201110252710
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者丁超, 孫剛, 李國(guó)明, 李志平, 李欣, 楊波, 田晉麗, 程文超, 陳延安 申請(qǐng)人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司