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低密度聚丙烯材料在商用车轻量化应用开发
2018-09-21 17:43:56· 来源：代玉堂，杨汐 汽车实用技术杂志社
从图中可以看出，两种增强的聚丙烯材料的熔融温度都在177℃；特殊偶联剂增强的聚丙烯的分解温度在481℃，比普通滑石粉增强的聚丙烯的分解温度提高约14℃。这说明虽然降低滑石粉的含量，但通过提高滑石粉和聚丙烯基材的结合力,使PP+POE-T10的热老化性能优于PP+EPDM-T20。
把材料注塑成标准样条，进行力学测试, 通过特殊处理的滑石粉增强和POE增韧的聚丙烯在拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击均能够满足通用门板的技术要求。且密度比常用的PP+EPDM-T20低近10%，见表2。
表2 力学性能测试
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测试项目
|
PP+EPDM-T20
|
PP+POE-T10
|
常规门板要求
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密度（g/cm3）
|
1.06
|
0.96
|
1.03±0.03
|
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拉伸强度(MPa)
|
18
|
20
|
17
|
|
弯曲模量(MPa)
|
1800
|
1750
|
1700
|
|
缺口冲击强度（-30℃, kj/m2）
|
4.2
|
3
|
2.8
|
|
缺口冲击强度（23℃, kj/m2）
|
36
|
25
|
25
|
|
收缩率(%)
|
1.0-1.2
|
0.9-1.0
|
1.0±0.1
|
综上所述，通过用10%特殊表面改性的滑石粉增强、POE增韧的低密度PP+POE-T10材料通过材料级测试性能优于PP+EPDM-T20,可以满足通用门板的力学、热学性能要求。
2 零件级耐久测试
利用开发的材料在现有的模具和注塑设备上制作结构复杂的SK81前门内饰板，注塑样件尺寸和外观良好，实现8.9%减重效果(见图5)。
图5新老状态门板重量对比
为简化实验，注塑SV71洗涤液盖板，注塑样件尺寸和外观良好。首先进行安装拉托力对比测试，新开发的注塑样件拉托力为31N，与老状态材料33N相当（见图6）。
图6 新老状态拔出力对比
然后委托上海普尼测试进行耐化学性、耐合成汗液、内饰耐刮擦、光照色牢度、耐潮湿、高低温令热循环等测试 (见表3)。
表3 耐久测试结果
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测试项目
|
测试标准
|
测试结果
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|
耐化学性
|
参考CVTC 54117-2013和委托单位要求
|
试样未出现软化、隆起、变色现象
|
|
耐合成汗液性
|
参考CVTC 54087-2013和委托单位要求
|
试样表面无明显变化
|
|
内饰材料耐刮擦
|
参考CVTC 52021-2014、CVTC 54115-2013
和dL≤2.0
|
dL= 0.97
|
|
光照色牢度
|
参考CVTC 52021-2014、CVTC 52031-2012和色差△E≤3.0或灰度等级≥4
|
测试后，均无渗出物、黑斑、不良颜色变化、不良光泽变化；灰度等级均为4-5级
|
|
冷存放测试
|
①从25°C以1°C/min的速率经过65min至-40°C，并驻留28h
②从-40°C以1°C/min的速率经过65min恢复至25°C
|
测试后，产品无起泡、起皱、颜色或表面变化及裂纹
|
表3(续)
|
耐冲击性测试
|
①从25°C以1°C/min的速率经过55min至-30°C，并驻留4h
②500g的钢球 冲击能量为2.5J
|
测试后，产品无裂纹
|
|
耐温度循环测试
|
①从23°C以2°C/min的速率经过13min至50°C，95%RH，并驻留24h
②从50°C，95%RH以2°C/min的速率经过13min至23°C，50%RH，并驻留1h
③从23°C，50%RH以2°C/min的速率经过30min至85°C，并驻留24h
④从85°C以2°C/min的速率经过30min至23°C，50%RH，并驻留1h
⑤从23°C，50%RH以2°C/min的速率经过26min至-30°C，并驻留4h
⑥从-30°C以2°C/min的速率经过26min恢复至23°C，50%RH，并驻留1h
以上为1个循环，共进行2个循环
|
测试后，样品无起泡、起皱、颜色或表面变化及裂纹，尺寸保持稳定；
|
|
耐潮湿性测试
|
①从25°C以1°C/min的速率经过25min至50°C，95%RH，并驻留168h
②从50°C，95%RH以1°C/min的速率经过25min恢复至25°C
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测试后，产品无颜色或光泽等有害变化，外观无异常
|
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热老化测试
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①从25°C以1°C/min的速率经过60min至85°C，并驻留168h
②从85°C以1°C/min的速率经过60min恢复至25°C
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测试后，样品无起泡、起皱、颜色或表面变化及裂纹；试验后目测样件无明显影响装配的尺寸变化，
|
上述实验结果表明，新开发的PP+POE-T10材料制作的样件均满足CVTC企业标准要求。
3 总结
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