CN105153572A - 一种通信设备用复合纳米高分子注塑材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通信设备用复合纳米高分子注塑材料及其制备方法，所述材料包括PVC、聚苯乙烯、聚ε-己内酯二醇、甲基丙烯酸异癸酯、聚琥珀酸丁二醇酯、领苯二甲酸二烯丙酯、富马酸、纳米氮化硼、纳米氧化钐、丙三醇、十溴二苯醚、亚磷酸三苯酯、KH570偶联剂、邻苯二甲酸二丁酯、季戊四醇。制备方法包括以下步骤：（1）按重量取上述成分；（2）投入至高速混合机中进行高速混合；（3）将混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行双螺杆挤压并造粒。本发明制备方法制备得到的高分子注塑材料具有机械强度高、抗冲击性能强、耐磨强度高的特点，可广泛的应用于通信设备中，提高通信设备的相应强度。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，涉及一种高分子材料及其制备方法，尤其涉及一种通信设备用复合纳米高分子注塑材料及其制备方法。
背景技术
注塑材料的应用非常广泛，可用于通信设备的壳体、汽车零配件的塑料部分、日用商品如厨房器械，冰箱装置，电视机底座，卡带盒等，汽车工业中如车头灯盒、反光境、仪表盘等，家庭用品如餐具、食品刀具等，化装品包装等。
其中，注塑材料在通信设备和汽车零配件中使用时，由于通信设备和汽车零配件使用环境的原因，迫使注塑材料需要具有较为理想的性能，如具有较好的阻燃特性、耐磨性能、较高的抗冲击强度和拉伸强度等，而常规的注塑材料在以上方面并不具有全面且优异的特性，因此需要对用于通信设备和汽车零配件的注塑材料的机械性能及其他性能进行研究和开发，提高上述的复合注塑材料在上述设备和零配件使用中的强度和寿命。改善通信设备和汽车零配件的性能。
发明内容
本发明目的在于提供了一种通信设备用复合纳米高分子注塑材料及其制备方法，有效的提高用于通信设备的注塑材料的机械强度、抗冲击强度、阻燃特性及耐磨强度。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种通信设备用复合纳米高分子注塑材料，所述的高分子注塑材料包括以下重量份的成分：
PVC25-40份、
聚苯乙烯20-35份、
聚ε-己内酯二醇5-12份、
甲基丙烯酸异癸酯6-14份、
聚琥珀酸丁二醇酯5-12份、
领苯二甲酸二烯丙酯3-7份、
富马酸3-5份、
纳米氮化硼2-7份、
纳米氧化钐0.5-2.5份、
丙三醇2-6份、
十溴二苯醚4-8份、
亚磷酸三苯酯1-4份、
KH570偶联剂2-5份、
邻苯二甲酸二丁酯1.5-4份、
季戊四醇3-6份。
进一步的，所述的一种通信设备用复合纳米高分子注塑材料，所述的高分子注塑材料包括以下重量份的成分：
PVC33份、
聚苯乙烯27份、
聚ε-己内酯二醇8份、
甲基丙烯酸异癸酯10份、
聚琥珀酸丁二醇酯8份、
领苯二甲酸二烯丙酯5份、
富马酸4份、
纳米氮化硼5份、
纳米氧化钐1.8份、
丙三醇4份、
十溴二苯醚6份、
亚磷酸三苯酯2份、
KH570偶联剂4份、
邻苯二甲酸二丁酯3份、
季戊四醇5份。
一种通信设备用复合纳米高分子注塑材料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量分别取PVC为25-40份、聚苯乙烯20-35份、聚ε-己内酯二醇5-12份、甲基丙烯酸异癸酯6-14份、聚琥珀酸丁二醇酯5-12份、领苯二甲酸二烯丙酯3-7份、富马酸3-5份、纳米氮化硼2-7份、纳米氧化钐0.5-2.5份、丙三醇2-6份、十溴二苯醚4-8份、亚磷酸三苯酯1-4份、KH570偶联剂2-5份、邻苯二甲酸二丁酯1.5-4份、季戊四醇3-6份；
（2）打开高速混合机，将步骤（1）的各种成分投入至高速混合机中进行高速混合，充分混合至均匀；
（3）将混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行双螺杆挤压并造粒，双螺杆挤压时挤压温度为4个阶段：第一阶段温度为140-155℃，第二阶段温度为160-175℃，第三阶段温度为185-195℃，第四阶段温度为200-210℃，双螺杆挤出机长径比为30:1-40:1，机头温度为180-190℃。
进一步的，所述的一种通信设备用复合纳米高分子注塑材料的制备方法，步骤（3）中双螺杆挤出机长径比为35：1。
进一步的，所述的一种通信设备用复合纳米高分子注塑材料的制备方法，步骤（3）中机头温度为185℃。
进一步的，所述的一种通信设备用复合纳米高分子注塑材料的制备方法，第一阶段温度为145℃，第二阶段温度为170℃，第三阶段温度为190℃，第四阶段温度为205℃。
有益效果：本发明的用于通信设备的复合纳米高分子注塑材料区别于常规的用于通信设备的注塑材料，通过对注塑材料的组成成分及其制备工艺进行改良，有效的提高了本发明的高分子注塑材料的拉伸强度、断裂伸长率、耐磨强度及其缺口冲击强度。本发明中加入的聚ε-己内酯二醇和甲基丙烯酸异癸酯对于提高高分子材料的拉伸强度和缺口冲击强度作用显著，并且两者结合的方式对性能的提升显著地高于单独添加两种成分的作用。另外加入的纳米氮化硼、纳米氧化钐两种纳米材料也非常显著的提高了制备的高分子注塑材料的耐磨强度，取得了出乎预料的良好技术效果。本发明的高分子注塑材料可用于通信设备大类中，提高通信设备的机械强度、抗冲击强度以及耐磨强度，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
（1）按重量分别取PVC为40份、聚苯乙烯20份、聚ε-己内酯二醇12份、甲基丙烯酸异癸酯14份、聚琥珀酸丁二醇酯5份、领苯二甲酸二烯丙酯7份、富马酸5份、纳米氮化硼7份、纳米氧化钐0.5份、丙三醇6份、十溴二苯醚8份、亚磷酸三苯酯4份、KH570偶联剂2份、邻苯二甲酸二丁酯4份、季戊四醇6份；
（2）打开高速混合机，将步骤（1）的各种成分投入至高速混合机中进行高速混合，充分混合至均匀；
（3）将混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行双螺杆挤压并造粒，双螺杆挤压时挤压温度为4个阶段：第一阶段温度为155℃，第二阶段温度为175℃，第三阶段温度为185℃，第四阶段温度为200℃，双螺杆挤出机长径比为40:1，机头温度为190℃。
实施例2
（1）按重量分别取PVC为25份、聚苯乙烯35份、聚ε-己内酯二醇5份、甲基丙烯酸异癸酯6份、聚琥珀酸丁二醇酯12份、领苯二甲酸二烯丙酯3份、富马酸3份、纳米氮化硼2份、纳米氧化钐2.5份、丙三醇2份、十溴二苯醚4份、亚磷酸三苯酯1份、KH570偶联剂5份、邻苯二甲酸二丁酯1.5份、季戊四醇3份；
（2）打开高速混合机，将步骤（1）的各种成分投入至高速混合机中进行高速混合，充分混合至均匀；
（3）将混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行双螺杆挤压并造粒，双螺杆挤压时挤压温度为4个阶段：第一阶段温度为140℃，第二阶段温度为160℃，第三阶段温度为195℃，第四阶段温度为210℃，双螺杆挤出机长径比为30:1，机头温度为180℃。
实施例3
（1）按重量分别取PVC为33份、聚苯乙烯27份、聚ε-己内酯二醇8份、甲基丙烯酸异癸酯10份、聚琥珀酸丁二醇酯8份、领苯二甲酸二烯丙酯5份、富马酸4份、纳米氮化硼5份、纳米氧化钐1.8份、丙三醇4份、十溴二苯醚6份、亚磷酸三苯酯2份、KH570偶联剂4份、邻苯二甲酸二丁酯3份、季戊四醇5份；
（2）打开高速混合机，将步骤（1）的各种成分投入至高速混合机中进行高速混合，充分混合至均匀；
（3）将混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行双螺杆挤压并造粒，双螺杆挤压时挤压温度为4个阶段：第一阶段温度为145℃，第二阶段温度为170℃，第三阶段温度为190℃，第四阶段温度为205℃，双螺杆挤出机长径比为35:1，机头温度为185℃。
对比例1
（1）按重量分别取PVC为40份、聚苯乙烯20份、甲基丙烯酸异癸酯14份、聚琥珀酸丁二醇酯5份、领苯二甲酸二烯丙酯7份、富马酸5份、纳米氮化硼7份、纳米氧化钐0.5份、丙三醇6份、十溴二苯醚8份、亚磷酸三苯酯4份、KH570偶联剂2份、邻苯二甲酸二丁酯4份、季戊四醇6份；
（2）打开高速混合机，将步骤（1）的各种成分投入至高速混合机中进行高速混合，充分混合至均匀；
（3）将混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行双螺杆挤压并造粒，双螺杆挤压时挤压温度为4个阶段：第一阶段温度为155℃，第二阶段温度为175℃，第三阶段温度为185℃，第四阶段温度为200℃，双螺杆挤出机长径比为40:1，机头温度为190℃。
对比例2
（1）按重量分别取PVC为40份、聚苯乙烯20份、聚ε-己内酯二醇12份、聚琥珀酸丁二醇酯5份、领苯二甲酸二烯丙酯7份、富马酸5份、纳米氮化硼7份、纳米氧化钐0.5份、丙三醇6份、十溴二苯醚8份、亚磷酸三苯酯4份、KH570偶联剂2份、邻苯二甲酸二丁酯4份、季戊四醇6份；
（2）打开高速混合机，将步骤（1）的各种成分投入至高速混合机中进行高速混合，充分混合至均匀；
（3）将混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行双螺杆挤压并造粒，双螺杆挤压时挤压温度为4个阶段：第一阶段温度为155℃，第二阶段温度为175℃，第三阶段温度为185℃，第四阶段温度为200℃，双螺杆挤出机长径比为40:1，机头温度为190℃。
对比例3
（1）按重量分别取PVC为40份、聚苯乙烯20份、聚琥珀酸丁二醇酯5份、领苯二甲酸二烯丙酯7份、富马酸5份、纳米氮化硼7份、纳米氧化钐0.5份、丙三醇6份、十溴二苯醚8份、亚磷酸三苯酯4份、KH570偶联剂2份、邻苯二甲酸二丁酯4份、季戊四醇6份；
（2）打开高速混合机，将步骤（1）的各种成分投入至高速混合机中进行高速混合，充分混合至均匀；
（3）将混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行双螺杆挤压并造粒，双螺杆挤压时挤压温度为4个阶段：第一阶段温度为155℃，第二阶段温度为175℃，第三阶段温度为185℃，第四阶段温度为200℃，双螺杆挤出机长径比为40:1，机头温度为190℃。
对比例4
（1）按重量分别取PVC为40份、聚苯乙烯20份、聚ε-己内酯二醇12份、甲基丙烯酸异癸酯14份、聚琥珀酸丁二醇酯5份、领苯二甲酸二烯丙酯7份、富马酸5份、纳米氧化钐0.5份、丙三醇6份、十溴二苯醚8份、亚磷酸三苯酯4份、KH570偶联剂2份、邻苯二甲酸二丁酯4份、季戊四醇6份；
（2）打开高速混合机，将步骤（1）的各种成分投入至高速混合机中进行高速混合，充分混合至均匀；
（3）将混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行双螺杆挤压并造粒，双螺杆挤压时挤压温度为4个阶段：第一阶段温度为155℃，第二阶段温度为175℃，第三阶段温度为185℃，第四阶段温度为200℃，双螺杆挤出机长径比为40:1，机头温度为190℃。
对比例5
（1）按重量分别取PVC为40份、聚苯乙烯20份、聚ε-己内酯二醇12份、甲基丙烯酸异癸酯14份、聚琥珀酸丁二醇酯5份、领苯二甲酸二烯丙酯7份、富马酸5份、纳米氮化硼7份、丙三醇6份、十溴二苯醚8份、亚磷酸三苯酯4份、KH570偶联剂2份、邻苯二甲酸二丁酯4份、季戊四醇6份；
（2）打开高速混合机，将步骤（1）的各种成分投入至高速混合机中进行高速混合，充分混合至均匀；
（3）将混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行双螺杆挤压并造粒，双螺杆挤压时挤压温度为4个阶段：第一阶段温度为155℃，第二阶段温度为175℃，第三阶段温度为185℃，第四阶段温度为200℃，双螺杆挤出机长径比为40:1，机头温度为190℃。
对比例6
（1）按重量分别取PVC为40份、聚苯乙烯20份、聚ε-己内酯二醇12份、甲基丙烯酸异癸酯14份、聚琥珀酸丁二醇酯5份、领苯二甲酸二烯丙酯7份、富马酸5份、丙三醇6份、十溴二苯醚8份、亚磷酸三苯酯4份、KH570偶联剂2份、邻苯二甲酸二丁酯4份、季戊四醇6份；
（2）打开高速混合机，将步骤（1）的各种成分投入至高速混合机中进行高速混合，充分混合至均匀；
（3）将混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行双螺杆挤压并造粒，双螺杆挤压时挤压温度为4个阶段：第一阶段温度为155℃，第二阶段温度为175℃，第三阶段温度为185℃，第四阶段温度为200℃，双螺杆挤出机长径比为40:1，机头温度为190℃。
测定了制备的实施例和对比例的高分子注塑材料的拉伸强度、缺口冲击强度、耐磨性，密度，上述的材料的性能如以下三个表所示：
实施例1至3性能如下：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 密度 | 1.23 | 1.26 | 1.25 |
| 拉伸强度（MPa） | 45.1 | 43.6 | 64.4 |
| 缺口冲击强度（J/m） | 49 | 51 | 73 |
| 阿克隆磨耗（cm3/1.61公里） | 0.18 | 0.19 | 0.11 |
| 氧指数 | 34 | 33 | 34 |
对比例1至3的性能如下：
| 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 密度 | 1.22 | 1.24 | 1.24 |
| 拉伸强度（MPa） | 39.4 | 38.2 | 30.5 |
| 缺口冲击强度（J/m） | 38 | 39 | 29 |
| 阿克隆磨耗（cm3/1.61公里） | 0.18 | 0.17 | 0.19 |
| 氧指数 | 34 | 33 | 35 |
对比例4至6的性能如下：
| 对比例4 | 对比例5 | 对比例6 | |
| 密度 | 1.23 | 1.23 | 1.22 |
| 拉伸强度（MPa） | 45.7 | 44.9 | 43.8 |
| 缺口冲击强度（J/m） | 47 | 46 | 48 |
| 阿克隆磨耗（cm3/1.61公里） | 0.32 | 0.35 | 0.54 |
| 氧指数 | 34 | 34 | 33 |
Claims (6)
1.一种通信设备用复合纳米高分子注塑材料，其特征在于，所述的高分子注塑材料包括以下重量份的成分：
PVC25-40份、
聚苯乙烯20-35份、
聚ε-己内酯二醇5-12份、
甲基丙烯酸异癸酯6-14份、
聚琥珀酸丁二醇酯5-12份、
领苯二甲酸二烯丙酯3-7份、
富马酸3-5份、
纳米氮化硼2-7份、
纳米氧化钐0.5-2.5份、
丙三醇2-6份、
十溴二苯醚4-8份、
亚磷酸三苯酯1-4份、
KH570偶联剂2-5份、
邻苯二甲酸二丁酯1.5-4份、
季戊四醇3-6份。
2.根据权利要求1所述的一种通信设备用复合纳米高分子注塑材料，其特征在于，所述的高分子注塑材料包括以下重量份的成分：
PVC33份、
聚苯乙烯27份、
聚ε-己内酯二醇8份、
甲基丙烯酸异癸酯10份、
聚琥珀酸丁二醇酯8份、
领苯二甲酸二烯丙酯5份、
富马酸4份、
纳米氮化硼5份、
纳米氧化钐1.8份、
丙三醇4份、
十溴二苯醚6份、
亚磷酸三苯酯2份、
KH570偶联剂4份、
邻苯二甲酸二丁酯3份、
季戊四醇5份。
3.一种通信设备用复合纳米高分子注塑材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量分别取PVC为25-40份、聚苯乙烯20-35份、聚ε-己内酯二醇5-12份、甲基丙烯酸异癸酯6-14份、聚琥珀酸丁二醇酯5-12份、领苯二甲酸二烯丙酯3-7份、富马酸3-5份、纳米氮化硼2-7份、纳米氧化钐0.5-2.5份、丙三醇2-6份、十溴二苯醚4-8份、亚磷酸三苯酯1-4份、KH570偶联剂2-5份、邻苯二甲酸二丁酯1.5-4份、季戊四醇3-6份；
（2）打开高速混合机，将步骤（1）的各种成分投入至高速混合机中进行高速混合，充分混合至均匀；
（3）将混合均匀的物料用双螺杆挤出机进行双螺杆挤压并造粒，双螺杆挤压时挤压温度为4个阶段：第一阶段温度为140-155℃，第二阶段温度为160-175℃，第三阶段温度为185-195℃，第四阶段温度为200-210℃，双螺杆挤出机长径比为30:1-40:1，机头温度为180-190℃。
4.根据权利要求3所述的一种通信设备用复合纳米高分子注塑材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中双螺杆挤出机长径比为35：1。
5.根据权利要求3所述的一种通信设备用复合纳米高分子注塑材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中机头温度为185℃。
6.根据权利要求3所述的一种通信设备用复合纳米高分子注塑材料的制备方法，其特征在于，第一阶段温度为145℃，第二阶段温度为170℃，第三阶段温度为190℃，第四阶段温度为205℃。
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- 2015-07-14 CN CN201510410205.1A patent/CN105153572A/zh active Pending
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