CN105623235A - 一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料及其制备方法。制备方法如下：先将双酚A聚碳酸酯和四氢呋喃混合加热搅拌，得混合物A；将纳米二氧化硅、正硅酸乙酯、纳米二氧化钛、磷脂酰肌醇、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和异丙醇混合搅拌，得混合物B；将盐酸、丙酮和去离子水混合，慢慢滴加进混合物B中，滴完后缓慢搅拌反应，再加入γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，继续反应得反应物C；将混合物A与反应物C混合，回流搅拌，放入烘箱中，干燥即得。本发明的增强型汽车部件纳米复合塑胶材料透光率高，同时具有卓越的耐热性能。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料及其制备方法。
背景技术
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1-100nm间的粒子，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成纳米级后，它会显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。其中，纳米二氧化硅是目前工业化产量最大的纳米材料，它具有纳米效应以及与基体材料间强的界面作用，能够全面的提升材料的综合性能，如改善强度和韧性、优化光学性能等。通过与其他材料进行复合，改善各项性能，研制出增强型的能够被用于汽车零部件的材料，具有广阔的市场前景。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料，平均粒径在37-39nm之间，透光率高，同时具有卓越的耐热性能。
技术方案：一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A聚碳酸酯10-20份、纳米二氧化硅1-2份、正硅酸乙酯8-12份、纳米二氧化钛1-2份、磷脂酰肌醇0.2-0.4份、四氢呋喃60-80份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.5-1份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.3-0.6份、聚乙烯蜡0.2-0.4份、硬脂酸锌0.1-0.2份、盐酸1-2份、异丙醇5-10份、丙酮10-15份、去离子水5-10份。
进一步优选的，所述的一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A聚碳酸酯12-18份、纳米二氧化硅1.2-1.7份、正硅酸乙酯9-11份、纳米二氧化钛1.2-1.8份、磷脂酰肌醇0.25-0.35份、四氢呋喃65-75份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.6-0.9份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.4-0.5份、聚乙烯蜡0.25-0.35份、硬脂酸锌0.11-0.16份、盐酸1.3-1.8份、异丙醇6-9份、丙酮11-14份、去离子水6-9份。
上述增强型汽车部件纳米复合塑胶材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1：将双酚A聚碳酸酯和四氢呋喃混合，用磁力搅拌机在温度60-80℃下搅拌20-40分钟，得混合物A；
步骤2：将纳米二氧化硅、正硅酸乙酯、纳米二氧化钛、磷脂酰肌醇、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和异丙醇混合，用磁力搅拌机在温度50-60℃下搅拌10-20分钟，得混合物B；
步骤3：将盐酸、丙酮和去离子水混合，慢慢滴加进混合物B中，滴完后缓慢搅拌反应2-3小时；
步骤4：加入γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，继续反应3-4小时，得反应物C；
步骤5：将混合物A与反应物C混合，回流搅拌2-3小时；
步骤6：放入烘箱中，在温度120-130℃下干燥120-150分钟即得。
进一步优选的，步骤1中温度为65-75℃，搅拌时间为25-35分钟。
进一步优选的，步骤2温度为55℃，时间为15分钟。
进一步优选的，步骤3中反应时间为2.5小时。
进一步优选的，步骤4中反应时间为3.5小时。
进一步优选的，步骤5中搅拌时间为2.5小时。
进一步优选的，步骤6中温度为125℃，干燥时间为130-140分钟。
有益效果：本发明的增强型汽车部件纳米复合塑胶材料，其平均粒径在37-39nm之间，其透光率最高达到了77.2%，另外，本发明具有卓越的耐热性能，其热分解温度最高可达533℃。
具体实施方式
实施例1
一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A聚碳酸酯10份、纳米二氧化硅1份、正硅酸乙酯8份、纳米二氧化钛1份、磷脂酰肌醇0.2份、四氢呋喃60份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.3份、聚乙烯蜡0.2份、硬脂酸锌0.1份、盐酸1份、异丙醇5份、丙酮10份、去离子水5份。
上述增强型汽车部件纳米复合塑胶材料的制备方法为：先将双酚A聚碳酸酯和四氢呋喃混合，用磁力搅拌机在温度60℃下搅拌20分钟，得混合物A；将纳米二氧化硅、正硅酸乙酯、纳米二氧化钛、磷脂酰肌醇、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和异丙醇混合，用磁力搅拌机在温度50℃下搅拌10分钟，得混合物B；将盐酸、丙酮和去离子水混合，慢慢滴加进混合物B中，滴完后缓慢搅拌反应2小时，再加入γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，继续反应3小时，得反应物C；将混合物A与反应物C混合，回流搅拌2小时，放入烘箱中，在温度120℃下干燥120分钟即得。
实施例2
一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A聚碳酸酯12份、纳米二氧化硅1.2份、正硅酸乙酯9份、纳米二氧化钛1.2份、磷脂酰肌醇0.25份、四氢呋喃65份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.6份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.4份、聚乙烯蜡0.25份、硬脂酸锌0.11份、盐酸1.3份、异丙醇6份、丙酮11份、去离子水6份。
上述增强型汽车部件纳米复合塑胶材料的制备方法为：先将双酚A聚碳酸酯和四氢呋喃混合，用磁力搅拌机在温度65℃下搅拌25分钟，得混合物A；将纳米二氧化硅、正硅酸乙酯、纳米二氧化钛、磷脂酰肌醇、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和异丙醇混合，用磁力搅拌机在温度55℃下搅拌15分钟，得混合物B；将盐酸、丙酮和去离子水混合，慢慢滴加进混合物B中，滴完后缓慢搅拌反应2.5小时，再加入γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，继续反应3.5小时，得反应物C；将混合物A与反应物C混合，回流搅拌2.5小时，放入烘箱中，在温度125℃下干燥130分钟即得。
实施例3
一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A聚碳酸酯15份、纳米二氧化硅1.5份、正硅酸乙酯10份、纳米二氧化钛1.5份、磷脂酰肌醇0.3份、四氢呋喃70份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.75份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.45份、聚乙烯蜡0.3份、硬脂酸锌0.15份、盐酸1.5份、异丙醇7.5份、丙酮12份、去离子水7.5份。
上述增强型汽车部件纳米复合塑胶材料的制备方法为：先将双酚A聚碳酸酯和四氢呋喃混合，用磁力搅拌机在温度70℃下搅拌30分钟，得混合物A；将纳米二氧化硅、正硅酸乙酯、纳米二氧化钛、磷脂酰肌醇、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和异丙醇混合，用磁力搅拌机在温度55℃下搅拌15分钟，得混合物B；将盐酸、丙酮和去离子水混合，慢慢滴加进混合物B中，滴完后缓慢搅拌反应2.5小时，再加入γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，继续反应3.5小时，得反应物C；将混合物A与反应物C混合，回流搅拌2.5小时，放入烘箱中，在温度125℃下干燥135分钟即得。
实施例4
一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A聚碳酸酯18份、纳米二氧化硅1.7份、正硅酸乙酯11份、纳米二氧化钛1.8份、磷脂酰肌醇0.35份、四氢呋喃75份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.9份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5份、聚乙烯蜡0.35份、硬脂酸锌0.16份、盐酸1.8份、异丙醇9份、丙酮14份、去离子水9份。
上述增强型汽车部件纳米复合塑胶材料的制备方法为：先将双酚A聚碳酸酯和四氢呋喃混合，用磁力搅拌机在温度75℃下搅拌35分钟，得混合物A；将纳米二氧化硅、正硅酸乙酯、纳米二氧化钛、磷脂酰肌醇、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和异丙醇混合，用磁力搅拌机在温度55℃下搅拌15分钟，得混合物B；将盐酸、丙酮和去离子水混合，慢慢滴加进混合物B中，滴完后缓慢搅拌反应2.5小时，再加入γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，继续反应3.5小时，得反应物C；将混合物A与反应物C混合，回流搅拌2.5小时，放入烘箱中，在温度125℃下干燥140分钟即得。
实施例5
一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A聚碳酸酯20份、纳米二氧化硅2份、正硅酸乙酯12份、纳米二氧化钛2份、磷脂酰肌醇0.4份、四氢呋喃80份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷1份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.6份、聚乙烯蜡0.4份、硬脂酸锌0.2份、盐酸2份、异丙醇10份、丙酮15份、去离子水10份。
上述增强型汽车部件纳米复合塑胶材料的制备方法为：先将双酚A聚碳酸酯和四氢呋喃混合，用磁力搅拌机在温度80℃下搅拌40分钟，得混合物A；将纳米二氧化硅、正硅酸乙酯、纳米二氧化钛、磷脂酰肌醇、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和异丙醇混合，用磁力搅拌机在温度60℃下搅拌20分钟，得混合物B；将盐酸、丙酮和去离子水混合，慢慢滴加进混合物B中，滴完后缓慢搅拌反应3小时，再加入γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，继续反应4小时，得反应物C；将混合物A与反应物C混合，回流搅拌3小时，放入烘箱中，在温度130℃下干燥150分钟即得。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于不含有纳米二氧化硅和纳米二氧化钛。具体地说是：
一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A聚碳酸酯20份、正硅酸乙酯12份、磷脂酰肌醇0.4份、四氢呋喃80份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷1份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.6份、聚乙烯蜡0.4份、硬脂酸锌0.2份、盐酸2份、异丙醇10份、丙酮15份、去离子水10份。
上述增强型汽车部件纳米复合塑胶材料的制备方法为：先将双酚A聚碳酸酯和四氢呋喃混合，用磁力搅拌机在温度80℃下搅拌40分钟，得混合物A；将正硅酸乙酯、磷脂酰肌醇、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和异丙醇混合，用磁力搅拌机在温度60℃下搅拌20分钟，得混合物B；将盐酸、丙酮和去离子水混合，慢慢滴加进混合物B中，滴完后缓慢搅拌反应3小时，再加入γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，继续反应4小时，得反应物C；将混合物A与反应物C混合，回流搅拌3小时，放入烘箱中，在温度130℃下干燥150分钟即得。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷。具体地说是：
一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料，由以下成分以重量份制备而成：双酚A聚碳酸酯20份、纳米二氧化硅2份、正硅酸乙酯12份、纳米二氧化钛2份、磷脂酰肌醇0.4份、四氢呋喃80份、聚乙烯蜡0.4份、硬脂酸锌0.2份、盐酸2份、异丙醇10份、丙酮15份、去离子水10份。
上述增强型汽车部件纳米复合塑胶材料的制备方法为：先将双酚A聚碳酸酯和四氢呋喃混合，用磁力搅拌机在温度80℃下搅拌40分钟，得混合物A；将纳米二氧化硅、正硅酸乙酯、纳米二氧化钛、磷脂酰肌醇、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和异丙醇混合，用磁力搅拌机在温度60℃下搅拌20分钟，得混合物B；将盐酸、丙酮和去离子水混合，慢慢滴加进混合物B中，滴完后缓慢搅拌反应3小时，得反应物C；将混合物A与反应物C混合，回流搅拌3小时，放入烘箱中，在温度130℃下干燥150分钟即得。
本发明制备的增强型汽车部件纳米复合塑胶材料的部分性能如下，其平均粒径在37-39nm之间，其透光率最高达到了77.2%，对比例1中去除了纳米二氧化硅和纳米二氧化钛，其透光率变大，另外，本发明具有卓越的耐热性能，其热分解温度最高可达533℃。
实施例和对比例的性能如下：
| 热分解温度（℃） | 透光率（%） | 平均粒径（nm） | |
| 实施例1 | 523 | 76.7 | 38 |
| 实施例2 | 525 | 76.8 | 38 |
| 实施例3 | 527 | 76.9 | 37 |
| 实施例4 | 533 | 77.2 | 39 |
| 实施例5 | 530 | 77.0 | 39 |
| 对比例1 | 498 | 85.0 | 37 |
| 对比例2 | 527 | 75.3 | 67 |
Claims (9)
1.一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：双酚A聚碳酸酯10-20份、纳米二氧化硅1-2份、正硅酸乙酯8-12份、纳米二氧化钛1-2份、磷脂酰肌醇0.2-0.4份、四氢呋喃60-80份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.5-1份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.3-0.6份、聚乙烯蜡0.2-0.4份、硬脂酸锌0.1-0.2份、盐酸1-2份、异丙醇5-10份、丙酮10-15份、去离子水5-10份。
2.根据权利要求1所述的一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：双酚A聚碳酸酯12-18份、纳米二氧化硅1.2-1.7份、正硅酸乙酯9-11份、纳米二氧化钛1.2-1.8份、磷脂酰肌醇0.25-0.35份、四氢呋喃65-75份、γ-巯丙基三甲氧基硅烷0.6-0.9份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.4-0.5份、聚乙烯蜡0.25-0.35份、硬脂酸锌0.11-0.16份、盐酸1.3-1.8份、异丙醇6-9份、丙酮11-14份、去离子水6-9份。
3.权利要求1至2任一项所述的一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将双酚A聚碳酸酯和四氢呋喃混合，用磁力搅拌机在温度60-80℃下搅拌20-40分钟，得混合物A；
步骤2：将纳米二氧化硅、正硅酸乙酯、纳米二氧化钛、磷脂酰肌醇、聚乙烯蜡、硬脂酸锌和异丙醇混合，用磁力搅拌机在温度50-60℃下搅拌10-20分钟，得混合物B；
步骤3：将盐酸、丙酮和去离子水混合，慢慢滴加进混合物B中，滴完后缓慢搅拌反应2-3小时；
步骤4：加入γ-巯丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，继续反应3-4小时，得反应物C；
步骤5：将混合物A与反应物C混合，回流搅拌2-3小时；
步骤6：放入烘箱中，在温度120-130℃下干燥120-150分钟即得。
4.根据权利要求3所述的一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中温度为65-75℃，搅拌时间为25-35分钟。
5.根据权利要求3所述的一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2温度为55℃，时间为15分钟。
6.根据权利要求3所述的一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中反应时间为2.5小时。
7.根据权利要求3所述的一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4中反应时间为3.5小时。
8.根据权利要求3所述的一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤5中搅拌时间为2.5小时。
9.根据权利要求3所述的一种增强型汽车部件纳米复合塑胶材料的制备方法，其特征在于：所述步骤6中温度为125℃，干燥时间为130-140分钟。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160601 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |