一種滾塑成型尿素箱用聚乙烯材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種改性聚乙烯復(fù)合材料，特別涉及一種滾塑成型尿素箱用聚乙烯材 料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 滾塑成型是一種利用旋轉(zhuǎn)的模具進(jìn)行加工的塑料加工方式，其加工過(guò)程是，將塑 料粉末或漿料投入模具，閉合后的模具在設(shè)備上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或搖擺，同時(shí)通過(guò)明火或熱風(fēng)對(duì) 模具外部進(jìn)行加熱，塑料粉末或漿料在受熱的狀態(tài)下在模內(nèi)內(nèi)部翻轉(zhuǎn)、流動(dòng)，溫度達(dá)到軟化 點(diǎn)后逐步涂布到模具內(nèi)表面，熔融并凝結(jié)，將模具放于自然環(huán)境下或通過(guò)水、霧、風(fēng)等介質(zhì) 進(jìn)行冷卻后拆模取出制品。滾塑成型中90%以上制品使用聚乙烯粉末進(jìn)行加工。
[0003] 在汽車工業(yè)中，由于結(jié)構(gòu)的緊湊化和車輛使用過(guò)程中工況的復(fù)雜性，要求汽車的 相關(guān)部件，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)部位的部件，有耐高溫、耐振動(dòng)、抗沖擊和耐冷熱交變等功能。
[0004] 由于各國(guó)的環(huán)境保護(hù)部門(mén)提出進(jìn)一步減少汽車柴油機(jī)排放的氮氧化物污染物的 要求，發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商開(kāi)始使用SCR技術(shù)（SelectiveCatalyticReductionTechnology選 擇性催化還原技術(shù)）來(lái)達(dá)到環(huán)保部門(mén)的要求，尿素罐（裝載柴油機(jī)尾氣處理液）是SCR系 統(tǒng)的組成部件。
[0005] 通常情況下，尿素罐使用聚乙烯材料，通過(guò)滾塑成型工藝進(jìn)行加工。為了和尿素探 測(cè)器等其他配件相連接精度，尿素罐在生成過(guò)程中會(huì)預(yù)埋比較復(fù)雜的金屬鑲件，使用通用 的滾塑材料加工，塑料和金屬鑲件之間經(jīng)常出現(xiàn)粘結(jié)不良，造成漏液的現(xiàn)象；另外，尿素箱 需滿足80°C的周邊工況要求，在這一溫度下，尿素箱經(jīng)常發(fā)生變軟，變形，耐冷熱交變性能 不足的現(xiàn)象，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)發(fā)生破損、泄露等喪失使用功能的可能。
[0006] CN102532646A《高強(qiáng)耐用型滾塑汽車尿素箱》公布了使用線性低密度聚乙烯、高密 度聚乙烯、P0E、硬脂酸鈣、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗靜電劑一羥乙基烷基胺制作尿素箱 所需材料的技術(shù)方案，主要是解決尿素箱材料的耐環(huán)境應(yīng)力差的問(wèn)題，該材料滿足滾塑加 工工藝要求，制作成汽車尿素箱的使用壽命延長(zhǎng)30%。但該發(fā)明未公開(kāi)和鑲件的結(jié)合問(wèn)題 和耐溫性問(wèn)題如何解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種滾塑成型尿素箱用聚乙烯材料，具有和金屬鑲件粘結(jié) 性好，制品耐溫性好、抗沖擊性好、耐冷熱交變性能好的特點(diǎn)。
[0008] 本發(fā)明還提供了上述滾塑成型尿素箱用聚乙烯材料的制備方法。
[0009] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0010] -種滾塑成型尿素箱用聚乙烯材料，按質(zhì)量百分比計(jì)由以下組分混合制成：茂金 屬線型低密度聚乙烯74. 4-92. 8%，超低密度聚乙烯5-15%，聚異丁烯2-10%，加工助劑 0? 2-0. 6%〇
[0011] 發(fā)明人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)，在滾塑材料中特定增加一部分超低密度聚乙烯材料， 利用超低密度聚乙烯熔點(diǎn)低的特征，促使金屬鑲件在滾塑過(guò)程中提前粘附塑料粉末，可有 效改善和金屬鑲件的粘結(jié)情況。但由于超低密度聚乙烯強(qiáng)度差、耐溫性差，導(dǎo)致尿素罐整體 性能下降，因此發(fā)明人不得不再探尋解決方案，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，使用特定比例的茂金屬線型低 密度聚乙烯和聚異丁烯的混配材料，不僅可以彌補(bǔ)由于加入超低密度聚乙烯造成的性能下 降，還可以大幅提高滾塑尿素罐的耐溫性、抗沖擊性和耐冷熱交變性能。
[0012] 作為優(yōu)選，所述茂金屬線型低密度聚乙烯，其密度為0. 925-0. 940g/cm3,熔體流動(dòng) 速率3-6g/10min，拉伸強(qiáng)度15-20MPa，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度20-50KJ/m2。
[0013] 作為優(yōu)選，所述超低密度聚乙烯，其密度為0. 870-0. 910g/cm3,熔體流動(dòng)速率 卜6g/10min〇
[0014] 作為優(yōu)選，所述聚異丁烯的粘均分子量為10000-100000。
[0015] 作為優(yōu)選，所述加工助劑由抗氧劑1010 :抗氧劑168 :硬脂酸鋅=1 :2 :2的重量比 例混合而成。
[0016] -種滾塑成型尿素箱用聚乙烯材料的制備方法，步驟如下：
[0017] a.將茂金屬線型低密度聚乙烯、聚異丁烯和加工助劑按配比投入雙螺桿造粒機(jī)中 制成顆粒；
[0018] b.將步驟a的顆粒和超低密度聚乙烯顆粒按比例在中速混合機(jī)中混合均勻；
[0019] c.將混合好顆粒在塑料磨粉機(jī)中研磨后得成品。
[0020] 本發(fā)明通過(guò)先使用茂金屬線型低密度聚乙烯、聚異丁烯和加工助劑混合造粒，再 加入超低密度聚乙烯后研磨成滾塑粉末的方式，制作成一種滾塑成型尿素箱用聚乙烯材 料，使用該材料加工的滾塑制品，具有和金屬鑲件粘結(jié)性好，耐高溫、抗沖擊、耐冷熱交變性 能優(yōu)良的特點(diǎn)。
[0021] 作為優(yōu)選，雙螺桿造粒機(jī)的工藝參數(shù)為：溫度150-200°C，轉(zhuǎn)速400-600rpm，機(jī)頭 壓力 0? 1-0. 5MPa。
[0022] 作為優(yōu)選，中速混合機(jī)混合的工藝參數(shù)為：轉(zhuǎn)速5-30rpm，混合時(shí)間3-10min。
[0023] 作為優(yōu)選，塑料磨粉機(jī)的工藝參數(shù)為喂料速度25_300Kg/h，磨盤(pán)轉(zhuǎn)速 2000-4000rpm，磨盤(pán)出口溫度彡 65°C。
[0024] 本發(fā)明的有益效果是：
[0025] (1)具有和金屬鑲件粘結(jié)性好，制品耐溫性好、抗沖擊性好、耐冷熱交變性能好的 特點(diǎn)。
[0026] (2)制備方法簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜設(shè)備，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化操作。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說(shuō)明。
[0028] 本發(fā)明中，若非特指，所采用的原料和設(shè)備等均可從市場(chǎng)購(gòu)得或是本領(lǐng)域常用的。 下述實(shí)施例中的方法，如無(wú)特別說(shuō)明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0029] 本發(fā)明使用的原料組分均為市售產(chǎn)品。其中茂金屬線型低密度聚乙烯的優(yōu)選牌 號(hào)為韓國(guó)大林公司的mLLDPE3750M(符合密度0. 925-0. 940g/cm3,熔體流動(dòng)速率（190°C， 2. 16Kg)3-6g/10min，拉伸強(qiáng)度15-20MPa，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度20-50KJ/m2)，超低密度聚乙 烯的優(yōu)選牌號(hào)為美國(guó)陶氏公司的ULDPE4404G(符合密度0. 870-0. 910g/cm3,熔體流動(dòng)速 率l-6g/10min)，聚異丁稀的優(yōu)選牌號(hào)為德國(guó)巴斯夫的OppanolB12N(符合粘均分子量為 10000-100000)〇
[0030] 在比較例中，使用的線型低密度聚乙烯為韓國(guó)三星公司的LLDPER901U。
[0031] 實(shí)施例1
[0032] 將抗氧劑1010 :抗氧劑168 :硬脂酸鋅=1 :2