CN106336648A - 一种方向盘保护层高分子护套料及其制备方法 - Google Patents

一种方向盘保护层高分子护套料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种方向盘保护层高分子护套料，它是由下述重量份的原料组成的：硬脂酸1‑2、聚氧化丙烯二醇4‑7、氧化石墨烯10‑13、水合肼20‑30、聚ε‑己内酯二醇170‑180、八甲基环四硅氧烷5‑6、三氟丙基甲基环三硅氧烷2.5‑3、四甲基二硅氧烷0.8‑1、95‑98%的硫酸0.1‑0.15、甲苯二异氰酸酯120‑130、乙酸丁酯10‑14、氯化1‑烯丙基‑3‑甲基咪唑0.2‑0.3、聚乙烯吡咯烷酮3‑5、聚丙烯酸甲酯7‑10、丙烯酰胺0.5‑1、硅藻土6‑9、硼酸0.1‑0.13。本发明的护套料采用聚丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮等高分子原料，对于改善各原料间的相容性，提高整体稳定性都具有很好的辅助效果。

Description

一种方向盘保护层高分子护套料及其制备方法
技术领域
本发明涉及方向盘保护层护套料技术领域，尤其涉及一种方向盘保护层高分子护套料及其制备方法。
背景技术
方向盘作为汽车上最重要的安全部件之一, 是确保汽车沿正确路线行驶的关键。除需要具有一定强度、硬度, 并能承受一定扭转力及弯曲应力外 , 还需要具有一定的柔韧性。这样不仅美化外观, 还能使驾驶员感到舒适, 更重要的是当遇到碰撞等紧急事故时能起到缓冲作用, 确保驾驶员的安全；
方向盘包覆层最早采用酚醛塑料模压制造, 后来采用HDPE 和改性PP 注塑成形，目前使用最多的是PU 料RIM 制造工艺。这些常用的塑料主要有以下特征 ：比重小, 一般为钢铁的1 /4 、铝的1 /2, 约为大多数有色金属的1 /8-1 /5 , 有利于减重、节能, 比强度和耐热性高, 化学稳定性好, 电绝缘性、机械性能优良, 在较宽的温度范围内, 具有优异的抗冲击、耐疲劳和减摩、耐磨及自润滑性能, 易于成形且具有优良的尺寸稳定性；其中聚氨酯是目前方向盘上用得最广泛的一种塑料。聚氨酯方向盘集装饰与功能于一体, 其特点是手感舒适、能吸收驾驶员头部及胸部的碰撞能量, 提高安全性, 并且耐磨、不易开裂、使用寿命长。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种方向盘保护层高分子护套料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种方向盘保护层高分子护套料，它是由下述重量份的原料组成的：
硬脂酸1-2、聚氧化丙烯二醇4-7、氧化石墨烯10-13、水合肼20-30、聚ε-己内酯二醇170-180、八甲基环四硅氧烷5-6、三氟丙基甲基环三硅氧烷2.5-3、四甲基二硅氧烷0.8-1、95-98%的硫酸0.1-0.15、甲苯二异氰酸酯120-130、乙酸丁酯10-14、氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑0.2-0.3、聚乙烯吡咯烷酮3-5、聚丙烯酸甲酯7-10、丙烯酰胺0.5-1、硅藻土6-9、硼酸0.1-0.13。
一种所述的方向盘保护层高分子护套料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将上述氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑加入到5-6倍的N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌溶解，得溶解液；
（2）将上述硅藻土、硼酸混合，360-400℃下煅烧2-3小时，冷却至常温，加入到10-15mol/l的氢氧化钠溶液中，浸泡1-2小时，过滤，水洗3-5次，烘干，与氧化石墨烯混合，球磨均匀；
（3）将上述球磨均匀后的混合料加入到100-120倍去离子水中，超声分散3-5分钟，调节PH为10-12，加入上述溶解液，搅拌混合20-30分钟，加入水合肼，在76-80℃下反应20-24小时，将产物分别用去离子水、丙酮，依次洗涤至中性，真空干燥，得改性石墨烯；
（4）将上述聚乙烯吡咯烷酮加入到6-10倍去离子水中，搅拌均匀，加入上述甲苯二异氰酸酯重量的3-5%，送入105-110℃的油浴中，保温搅拌6-10分钟，出料冷却，与丙烯酰胺混合，搅拌均匀，得预混单体酯；
（5）取上述聚ε-己内酯二醇重量的3-4%，与聚氧化丙烯二醇混合，搅拌均匀，得预混单体醇；
（6）将上述预混单体酯、预混单体醇混合，加入硬脂酸，通入氮气，在70-80℃下保温反应2-3小时，冷却，加入聚丙烯酸甲酯，搅拌均匀，得预混料；
（7）将上述八甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷混合，在30-40℃下搅拌20-30分钟，加入95-98%的浓硫酸，升高温度为50-60℃，滴加三氟丙基甲基环三硅氧烷，搅拌反应4-5小时，冷却至常温，调节PH为6-7，过滤，得含氟聚硅氧烷；
（8）将上述聚ε-己内酯二醇、含氟聚硅氧烷混合，搅拌均匀，加入乙酸丁酯，在60-65℃下保温搅拌20-30分钟，加入甲苯二异氰酸酯，搅拌条件下加入改性石墨烯，在80-85℃通入氮气反应3-4小时，加入预混料、剩余各原料，搅拌均匀，抽滤，真空干燥，得所述护套料。
本发明的优点是：
本发明用氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑改性的石墨烯，可以产生 π-π 和阳离子-π 的相互作用而不会团聚，可以使石墨烯具有良好的再分散性，能与聚氨酯树脂之间产生较强的相互作用，从而提高复合材料的拉伸强度；且含氟聚硅氧烷链段的加入能使软、硬段产生微相分离，使得分子链排列规整，因而复合材料的断裂强度增加，柔韧性好；
本发明的改性石墨烯具有超高的比表面积，分散在聚氨酯树脂中可以产生较大的接触面，使得改性石墨烯与聚氨酯分子链之间可以获得更大的相互作用力，改性石墨烯中的纳米片层中亚氨基的存在可能会与聚氨酯分子链中的羰基相互作用形成氢键，在一定程度上也会抑制聚氨酯分子链段之间的相互运动，从而提高复合材料的耐热强度；
本发明改性石墨烯的纳米片层拥有类似于粘土的层状结构，可以有效的阻碍氧气的渗透和不稳定挥发性气体的逃逸，因此可以提高材料的稳定性；
本发明的含氟聚硅氧烷链段具有极强的疏水性，在聚氨酯的分子中引入疏水的含氟聚硅氧烷链段，使复合材料的表面具有很好的抗水性。
本发明的护套料采用聚丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮等高分子原料，对于改善各原料间的相容性，提高整体稳定性都具有很好的辅助效果。
具体实施方式
一种方向盘保护层高分子护套料，它是由下述重量份的原料组成的：
硬脂酸1、聚氧化丙烯二醇4、氧化石墨烯10、水合肼20、聚ε己内酯二醇170、八甲基环四硅氧烷5、三氟丙基甲基环三硅氧烷2.5、四甲基二硅氧烷0.8、95%的硫酸0.1、甲苯二异氰酸酯120、乙酸丁酯10、氯化1烯丙基甲基咪唑0.2、聚乙烯吡咯烷酮3、聚丙烯酸甲酯7、丙烯酰胺0.5、硅藻土6、硼酸0.1。
一种所述的方向盘保护层高分子护套料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将上述氯化1烯丙基甲基咪唑加入到5倍的N，N二甲基甲酰胺中，搅拌溶解，得溶解液；
（2）将上述硅藻土、硼酸混合，360℃下煅烧2小时，冷却至常温，加入到10mol/l的氢氧化钠溶液中，浸泡1小时，过滤，水洗3次，烘干，与氧化石墨烯混合，球磨均匀；
（3）将上述球磨均匀后的混合料加入到100倍去离子水中，超声分散3分钟，调节PH为10，加入上述溶解液，搅拌混合20分钟，加入水合肼，在76℃下反应20小时，将产物分别用去离子水、丙酮，依次洗涤至中性，真空干燥，得改性石墨烯；
（4）将上述聚乙烯吡咯烷酮加入到6倍去离子水中，搅拌均匀，加入上述甲苯二异氰酸酯重量的3%，送入105℃的油浴中，保温搅拌6分钟，出料冷却，与丙烯酰胺混合，搅拌均匀，得预混单体酯；
（5）取上述聚ε己内酯二醇重量的3%，与聚氧化丙烯二醇混合，搅拌均匀，得预混单体醇；
（6）将上述预混单体酯、预混单体醇混合，加入硬脂酸，通入氮气，在70℃下保温反应2小时，冷却，加入聚丙烯酸甲酯，搅拌均匀，得预混料；
（7）将上述八甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷混合，在30℃下搅拌20分钟，加入95%的浓硫酸，升高温度为50℃，滴加三氟丙基甲基环三硅氧烷，搅拌反应4小时，冷却至常温，调节PH为6，过滤，得含氟聚硅氧烷；
（8）将上述聚ε己内酯二醇、含氟聚硅氧烷混合，搅拌均匀，加入乙酸丁酯，在60℃下保温搅拌20分钟，加入甲苯二异氰酸酯，搅拌条件下加入改性石墨烯，在80℃通入氮气反应3小时，加入预混料、剩余各原料，搅拌均匀，抽滤，真空干燥，得所述护套料。
性能测试：
拉伸强度36.3Mpa；
断裂伸长率203.7%。

Claims (2)

1.一种方向盘保护层高分子护套料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
硬脂酸1-2、聚氧化丙烯二醇4-7、氧化石墨烯10-13、水合肼20-30、聚ε-己内酯二醇170-180、八甲基环四硅氧烷5-6、三氟丙基甲基环三硅氧烷2.5-3、四甲基二硅氧烷0.8-1、95-98%的硫酸0.1-0.15、甲苯二异氰酸酯120-130、乙酸丁酯10-14、氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑0.2-0.3、聚乙烯吡咯烷酮3-5、聚丙烯酸甲酯7-10、丙烯酰胺0.5-1、硅藻土6-9、硼酸0.1-0.13。
2.一种如权利要求1所述的方向盘保护层高分子护套料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将上述氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑加入到5-6倍的N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌溶解，得溶解液；
（2）将上述硅藻土、硼酸混合，360-400℃下煅烧2-3小时，冷却至常温，加入到10-15mol/l的氢氧化钠溶液中，浸泡1-2小时，过滤，水洗3-5次，烘干，与氧化石墨烯混合，球磨均匀；
（3）将上述球磨均匀后的混合料加入到100-120倍去离子水中，超声分散3-5分钟，调节PH为10-12，加入上述溶解液，搅拌混合20-30分钟，加入水合肼，在76-80℃下反应20-24小时，将产物分别用去离子水、丙酮，依次洗涤至中性，真空干燥，得改性石墨烯；
（4）将上述聚乙烯吡咯烷酮加入到6-10倍去离子水中，搅拌均匀，加入上述甲苯二异氰酸酯重量的3-5%，送入105-110℃的油浴中，保温搅拌6-10分钟，出料冷却，与丙烯酰胺混合，搅拌均匀，得预混单体酯；
（5）取上述聚ε-己内酯二醇重量的3-4%，与聚氧化丙烯二醇混合，搅拌均匀，得预混单体醇；
（6）将上述预混单体酯、预混单体醇混合，加入硬脂酸，通入氮气，在70-80℃下保温反应2-3小时，冷却，加入聚丙烯酸甲酯，搅拌均匀，得预混料；
（7）将上述八甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷混合，在30-40℃下搅拌20-30分钟，加入95-98%的浓硫酸，升高温度为50-60℃，滴加三氟丙基甲基环三硅氧烷，搅拌反应4-5小时，冷却至常温，调节PH为6-7，过滤，得含氟聚硅氧烷；
（8）将上述聚ε-己内酯二醇、含氟聚硅氧烷混合，搅拌均匀，加入乙酸丁酯，在60-65℃下保温搅拌20-30分钟，加入甲苯二异氰酸酯，搅拌条件下加入改性石墨烯，在80-85℃通入氮气反应3-4小时，加入预混料、剩余各原料，搅拌均匀，抽滤，真空干燥，得所述护套料。
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