[发明专利]一种滚塑成型尿素箱用聚乙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性聚乙烯复合材料，特别涉及一种滚塑成型尿素箱用聚乙烯材料及其制备方法。

背景技术

滚塑成型是一种利用旋转的模具进行加工的塑料加工方式，其加工过程是，将塑料粉末或浆料投入模具，闭合后的模具在设备上进行旋转或摇摆，同时通过明火或热风对模具外部进行加热，塑料粉末或浆料在受热的状态下在模内内部翻转、流动，温度达到软化点后逐步涂布到模具内表面，熔融并凝结，将模具放于自然环境下或通过水、雾、风等介质进行冷却后拆模取出制品。滚塑成型中90％以上制品使用聚乙烯粉末进行加工。

在汽车工业中，由于结构的紧凑化和车辆使用过程中工况的复杂性，要求汽车的相关部件，尤其是发动机部位的部件，有耐高温、耐振动、抗冲击和耐冷热交变等功能。

由于各国的环境保护部门提出进一步减少汽车柴油机排放的氮氧化物污染物的要求，发动机生产商开始使用SCR技术(Selective Catalytic Reduction Technology选择性催化还原技术)来达到环保部门的要求，尿素罐(装载柴油机尾气处理液)是SCR系统的组成部件。

通常情况下，尿素罐使用聚乙烯材料，通过滚塑成型工艺进行加工。为了和尿素探测器等其他配件相连接精度，尿素罐在生成过程中会预埋比较复杂的金属镶件，使用通用的滚塑材料加工，塑料和金属镶件之间经常出现粘结不良，造成漏液的现象；另外，尿素箱需满足80℃的周边工况要求，在这一温度下，尿素箱经常发生变软，变形，耐冷热交变性能不足的现象，长时间使用会发生破损、泄露等丧失使用功能的可能。

CN102532646A《高强耐用型滚塑汽车尿素箱》公布了使用线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、POE、硬脂酸钙、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗静电剂—羟乙基烷基胺制作尿素箱所需材料的技术方案，主要是解决尿素箱材料的耐环境应力差的问题，该材料满足滚塑加工工艺要求，制作成汽车尿素箱的使用寿命延长30％。但该发明未公开和镶件的结合问题和耐温性问题如何解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滚塑成型尿素箱用聚乙烯材料，具有和金属镶件粘结性好，制品耐温性好、抗冲击性好、耐冷热交变性能好的特点。

本发明还提供了上述滚塑成型尿素箱用聚乙烯材料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种滚塑成型尿素箱用聚乙烯材料，按质量百分比计由以下组分混合制成：茂金属线型低密度聚乙烯74.4-92.8％，超低密度聚乙烯5-15％，聚异丁烯2-10％，加工助剂0.2-0.6％。

发明人经过长期研究发现，在滚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点低的特征，促使金属镶件在滚塑过程中提前粘附塑料粉末，可有效改善和金属镶件的粘结情况。但由于超低密度聚乙烯强度差、耐温性差，导致尿素罐整体性能下降，因此发明人不得不再探寻解决方案，经研究发现，使用特定比例的茂金属线型低密度聚乙烯和聚异丁烯的混配材料，不仅可以弥补由于加入超低密度聚乙烯造成的性能下降，还可以大幅提高滚塑尿素罐的耐温性、抗冲击性和耐冷热交变性能。

作为优选，所述茂金属线型低密度聚乙烯，其密度为0.925-0.940g/cm³，熔体流动速率3-6g/10min，拉伸强度15-20MPa，悬臂梁缺口冲击强度20-50KJ/m²。

作为优选，所述超低密度聚乙烯，其密度为0.870-0.910g/cm³，熔体流动速率1-6g/10min。

作为优选，所述聚异丁烯的粘均分子量为10000-100000。

作为优选，所述加工助剂由抗氧剂1010：抗氧剂168：硬脂酸锌＝1：2：2的重量比例混合而成。

一种滚塑成型尿素箱用聚乙烯材料的制备方法，步骤如下：

a.将茂金属线型低密度聚乙烯、聚异丁烯和加工助剂按配比投入双螺杆造粒机中制成颗粒；

b.将步骤a的颗粒和超低密度聚乙烯颗粒按比例在中速混合机中混合均匀；

c.将混合好颗粒在塑料磨粉机中研磨后得成品。

本发明通过先使用茂金属线型低密度聚乙烯、聚异丁烯和加工助剂混合造粒，再加入超低密度聚乙烯后研磨成滚塑粉末的方式，制作成一种滚塑成型尿素箱用聚乙烯材料，使用该材料加工的滚塑制品，具有和金属镶件粘结性好，耐高温、抗冲击、耐冷热交变性能优良的特点。

作为优选，双螺杆造粒机的工艺参数为：温度150-200℃，转速400-600rpm，机头压力0.1-0.5MPa。