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时间:2019-05-22
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1、勃料匝用汽车内饰件用改性聚丙烯材料表面析出的失效分析及优化摘要:通过红外、热裂解GC—MS、氙灯老化箱和阳光模拟箱等设备对汽车内饰件上使用的改性聚丙烯材料表面析出失效问题进行分析,研究了抗氧剂、耐刮擦助剂及光稳定剂与改性聚丙烯材料表面析出之间的内在联系,得出导致改性聚丙烯材料表面析出的3大因素并提出了相应的改进措施。关键词:改性聚丙烯热裂解表面析出添加剂中图分类号:TQ325文献标识码:B■上海大众汽车有限公司郏棵剂,以优化其性能,满足使用基本要求;同时还能1前言满足饰件表面不析出、不发粘的外观及触感要近几年,随着汽车行业的飞速发展,车用塑料求
2、。可见,如何在改性过程中平衡耐刮擦、抗老化及其复合材料越来越受到重视和青睐,使用量已及耐光照老化等性能与发粘、析出之间的关系是约占汽车总质量的20%,单车用量大致为300kg左一个重要的课题。本文通过实例浅析了影响改性右。其中,聚丙烯(PP)塑料因具有优异的耐热性、聚丙烯材料表面析出/发粘的3大因素及其改进措刚性、耐化学药品性、可回收性、能减轻汽车质量施,目的是保证零部件质量,提升整车竞争力,提和降低生产成本等特点,同时还具有良好的加工高用户满意度。性能、可塑性及设计性,因此被广泛用于汽车内、2试验材料与方法外饰件,用量约占汽车所用塑料总量的2
3、0%左右,大约为60kg/车,且呈现出逐年上升的趋势。2.1失效件来源然而聚丙烯材料表面耐划伤性能差,耐空气失效零件来自售后市场和整车大气曝晒试验场。及光照老化性能不佳,容易黄变;另外,汽车内饰2.2主要设备及仪器件由于经常被接触等原因,需要满足抗粘要求。a.Nicolet6700型红外光谱仪:ThermoFisher公因此,车用聚丙烯材料必须经过改性才能用于内、司,用于材料定性分析;外饰件。改性过程中通常会加入耐刮擦助剂、抗b.PY一2020iD/ISQ型裂解气相色谱质谱仪:氧剂、耐光照助剂及润滑剂/分散剂等一系列添加ThermoFisher
4、公司,用于材料成分分析;汽车工艺与材料AT&M2015年第12期.翱料I垂用c.ZTH100U型气候交变存放试验箱:ZengDa公司,用于材料耐候性检验;d.SC2000型阳光模拟箱:ATLAS公司,用于材料耐光照老化性检验;e.430P—I型耐刮试验仪:Erichsen公司,用于材料耐刮擦性能检测。2.3性能测试及相关标准图1黑色门板本体表面白色析出a.发粘性能试验按照上海大众标准PV1306《非金属改性聚丙烯零件发粘性能试验》测试;摹b.阳光模拟老化试验按照上海大众标准*蕊DIN75520(汽车内饰件在阳光模拟箱中的老化试验》测试;c.刮擦
5、性能试验按照上海大众标准PV3952《塑料内饰件耐刮擦性能试验》测试;图2黑色门板本体表面白色析出物的红外谱图d.老化性能试验按照上海大众标准TL52388《汽车内饰件用聚丙烯材料》测试;d.耐候性能试验按照上海大众标准PV2005《汽车零部件耐环境存放试验》测试。3结果与分析3.1抗氧剂析出抗氧剂又称“防老剂”,可以延缓或抑制聚合物氧化过程的进行,从而阻止聚合物老化并延长其使用寿命。按照作用机理,抗氧剂分为主抗氧图3黑色门板本体表面白色析出物的气相色谱质谱图剂和辅助抗氧剂,其中主抗氧剂是芳香胺或受阻理想的抗氧剂至少需要具备以下条件:与改酚等化
6、合物及其衍生物,而辅助抗氧剂是含磷和性材料的相容性好,不析出.力Ⅱ工性能好,在加工含硫的有机化合物111。温度下不挥发、不分解;耐抽出性好。因此,抗氧图1的失效件来自售后市场。黑色门板本体剂在实际使用时一般采取将主、辅抗氧剂以适当(PP/EPDM—TD20)表面出现类似发白析出、起雾等比例互配的方式配合使用,以达到互补效果。本缺陷,但不发粘。对同批次门板本体材料按案例中,材料供应商采用受阻酚类抗氧剂1076和PV1306规定的发粘试验及PV2005规定的气候交亚磷酸酯类抗氧剂168互配,总添加量为0.5%~变试验等进行了模拟验证,出现了和图1相
7、同的结0.6%。由于受阻酚类抗氧剂1076溶解性较差、熔果。对失效门板表面的析出物进行了IR红外光谱点较低(50~55oC)且添加比例偏高,使得部分抗氧和GC—MS热裂解材质分析,结果如图2和图3所剂在聚合物中溶解度饱和而迁移析出,并在一定示。由红外谱图中出现的酚类特征吸收峰及GC—的光热及湿度条件作用下,出现发白、起雾。针对MS图谱中检出的酚类分子链片段,并结合材料配这个问题,建议材料供应商以溶解性较好,活性较方中使用的添加剂种类,推断出析出物主要是受高的芳香胺类主抗氧剂替代受阻酚类主抗氧剂,阻酚类的主抗氧剂丙酸正十八碳醇酯1076。添加总量
8、由0.5%降至0.3%。调整后的门板本体材2015年第12期汽车工艺与材料AT&MJ45.勃料匝胃料经PV1306(发粘试验)、150℃老化试验及耐刮
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