本发明涉及一种注塑成型汽车耐寒洗涤壶用聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯作为使用最广泛的通用塑料之一，具有密度低、力学性能佳、耐热和耐化学药品性能优异等特点，其产品涉足人们生活领域方方面面，如家电行业、农用薄膜行业、建筑行业、汽车行业内外饰件等。在汽车行业，除了常见的内饰如门板、立柱等，外饰如保险杠等由由改性pp材料制成，在汽车发动机周边的冷却系统中也常见改性塑料的身影。发动机冷却系统的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作，通常由冷却液在系统中循环完成，而装载冷却液的膨胀壶或洗涤壶即由改性pp材料制成。中国专利(申请号201711447982.9，公开号cn108192220a)一种用于膨胀水壶的聚丙烯材料及其制备方法，通过复配制备了具有高刚性、高耐热性及透明性佳、尺寸稳定性好的汽车膨胀箱材料。此方法虽然耐热性和刚型好，可以承受高温下耐压150kpa超过400h，但其优异的高刚性也限制了材料在低温下的韧性。此外，洗涤壶多为乳白色半透明状，因此，高耐热高透明膨胀水壶料并不适用于制备洗涤壶。对于洗涤壶而言，其不仅要求优异的常温冲击韧性，也对低温下材料的冲击韧性要求较高，其总成实验中，通常会要求-40℃条件下的实验，如耐环境实验中，要求从室温加热至80℃，再降温至-40℃保温等系列操作后，要求系统无开裂变形及渗漏。如低温耐老化实验中，要求洗涤壶充满水，放入-40℃环境中冷冻20h、室温解冻4h左右为一个循环，直至6个循环后，壶体无开裂渗漏等情况，此项实验不仅要求改性pp材料具有优异的耐低温性能，还要求其具有优异的低温延展性和强度，可以抵抗水结冰后的体积膨胀带来的压力，通常此项实验难度较高。目前，汽车冷却系统中用pp料主要由具有技术储备的石化公司通过特殊的聚合工艺合成，市面上此类材料源有限，原料成本较高，普通的改性塑料厂基本不涉足汽车冷却系统的改性pp料。
对于pp而言，市面常见3种：均聚pp，嵌段共聚pp和无规共聚pp。通常均聚pp分子链规整结晶度高，强度和模量高，但冲击性能极差。当在pp分子链中引入乙烯链段时，由于其规整度呗破坏，模量和强度下降，但是冲击韧性大幅提高。常温下，无规共聚pp耐温和冲击韧性优异，同行可做热水管等。而嵌段共聚pp则在低温下的抗冲击性等方面较优异。因此，为了兼顾汽车洗涤壶在常温下和低温下对材料的性能要求，可以通过二者的复配进行改性。此外，pp的熔体强度通常与其分子量相关，对于共聚pp而言，其熔体流动速率越低，分子量相对越大，受外力时能承受的应力越大，因此对于汽车冷却系统而言，其选材应偏向于熔体流动速率较低的pp料。
技术实现要素：
本发明提供一种注塑成型汽车耐寒洗涤壶用聚丙烯材料及其制备方法。该方法简单有效，通过不同种类的原料进行复配，不需要额外增加特殊设备，也不涉及原料生产特殊工艺的调配，简单方便，适于下游厂家根据零件性能和实验要求具体调控实验配方进行生产，降低成本，具有较为深远的实际生产意义。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种注塑成型汽车耐寒洗涤壶用聚丙烯材料，由以下质量百分比计的原料制成：
聚丙烯a0-50％；
聚丙烯b50-100％；
聚乙烯0-20％；
功能助剂0-1％。
其中，所述的聚丙烯a为嵌段共聚聚丙烯，其熔体流动速率为0.2-5g/10min，室温下简支梁缺口冲击强度＞35kj/m2。
所述的聚丙烯b为无规共聚聚丙烯，其熔体流动速率为0.2-5g/10min，室温下简支梁缺口冲击强度＞35kj/m2。
所述的聚乙烯为线性低密度聚乙烯，低密度聚乙烯，高密度聚乙烯的一种或其组合,其熔体流动速率为0.2-10g/10min。。
所述的功能助剂为主抗氧剂、辅抗氧剂的组合。
所述的主抗氧剂为酚类抗氧剂1010，dstp的一种或其组合，所述的辅抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂168。
所述注塑成型汽车耐寒洗涤壶用聚丙烯材料及其制备方法，制备方法包括如下步骤：
步骤1：将所述聚丙烯、聚乙烯和功能助剂按质量配比配好后，充分混合均匀；
步骤2：将步骤1所得的混合料加入双螺杆挤出机主要喂料口料，经熔融挤出，切粒，干燥等工艺得到成品料。双螺杆挤出机工艺参数如下：一区温度60～180℃，二～八区温度180～210℃，挤出温度200±10℃。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明通过不同种类的聚烯烃材料进行复配，制备具有高低温冲击韧性和延展性、熔体强度高的复合材料。可适用于制备汽车冷却系统的洗涤壶。该操作方法简单方便，可极大降低洗涤壶专用料的技术门槛，适于下游改性厂家。
具体实施方法
以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。
实施例中，原材料质量配比及份数为：聚丙烯a选用独山子石化熔体流动速率0.2-5g/10min前端工具聚丙烯；聚丙烯b选用独山子石化熔体流动速率0.2-5g/10min无规共聚聚丙烯；聚乙烯选用中石化功能助剂中主抗氧剂为极易生产的1010及英国ice公司生产的dstp；辅抗氧剂为ciba公司生产的168。
材料性能测试方法及设备为：缺口冲击强度iso179,电子冲击试验机；拉伸强度iso527，电子万能材料试验机；其中，低温缺口冲击强度用于评估材料的常温和低温韧性，拉伸强度用于评估材料的强度和刚性。不透明性由粒料注塑成150*100*3.2mm板评估。
材料经过注塑成零件后，进行低温耐久性实验：将零件内注满水，放入-40℃试验箱内，冷冻20h后，室温解冻4h为一个循环，做低温实验。循环冷冻-解冻实验用于验证材料的低温延展性、强度和使用耐久性。
实施例1-4见下表1；
制备方法：将各原料混合均匀后，加入双螺杆挤出机料斗后进行熔融共混、挤出造粒。其中，一区温度60～180℃，二～八区温度180～210℃，挤出温度200±10℃。然后用注塑机将粒料注塑成标准测试样条，测试性能；成品料经注塑成零件后进行低温耐久性实验。具体数据见表1。
表1.各样品中配方及性能对比
通过上述实验可以看出，聚丙烯a对材料的不透明性和低温冲击韧性有正向促进作用，但是聚丙烯b对常温冲击韧性和强度等贡献较大；即，聚丙烯a虽然对洗涤壶零件的低温耐久性实验有益，但常温的拉伸强度和冲击性能会略受影响，且其零件严重不透明。但是当聚丙烯b组分过多，其低温延展性略差，低温耐久性实验循环次数少，容易沿分型面破裂导致实验失效。而加入聚乙烯则可以降低材料的不透明度，同时改善其冲击韧性。因此，此洗涤壶料应该根据各主机厂实验要求和项目实际需要透明度等进行配方调整。