CN107880516A - 一种汽车用共混复合材料的制备方法 - Google Patents

一种汽车用共混复合材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种汽车用共混复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将碳化硅晶须、γ‑巯丙基三甲氧基硅烷和乙醇混合，搅拌过滤烘干；（2）将双酚A型聚碳酸酯干燥；（3）将聚羟基烷酸酯和线性低密度聚乙烯干燥；（4）将上述成分混合，加入乙烯‑甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯‑丙烯酸甲酯‑甲基丙烯酸缩水甘油酯、硬脂酸正丁酯、滑石粉、桉木粉和油酸酰胺，高速混合机中混合；（5）加入双螺杆挤出机进行挤出共混，冷却后切粒；（6）放入真空干燥箱中干燥；（7）经注塑机注塑成型即得。本发明的汽车用共混复合材料的制备方法，所制备的材料具有非常好的力学性能，拉伸强度和断裂伸长率高弯曲性能好，同时还具有非常好的抗冲击性能。

Description

一种汽车用共混复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种汽车用共混复合材料的制备方法。
背景技术
塑料作为高分子材料的一个重要分支，以质轻，化学性质稳定，耐锈蚀，易加工成型等优异性能而倍受青睐，广泛应用在农业、工业、能源等传统行业，在电子、宇航和信息等新技术领域也越来越多的被应用。随着科技的发展，电子产品的更新换代日趋频繁，地球上每年淘汰的电子产品数以百万计，这些塑料难以回收和分解，给地球的环境造成了严重的负担，其次，塑料大多来源于石油这种不可再生资源，石油的储量和价格制约着塑料的发展。作为可降解塑料代表之一的聚羟基烷酸酯，兼具有良好的生物相容性能，生物可降解性和塑料的热加工性能，受到越来越多人的关注。一般来说，工业上生产树脂有两种主要途径：一是通过聚合反应，二是两种或多种聚合物共混改性。新的共混材料可以体现出共混前各聚合物的优异性能，因而这种方法目的性相对较强、市场针对性也较强、研发周期短、投资少，适合中小企业的发展。共混改性塑料在一定程度上满足了汽车、通信、家电、高档工具等行业的特殊需求，以塑代钢的说法也兴及一时。聚羟基烷酸酯材料能部分替代石油基高分子材料的使用，从而节约石油资源，对减少生产过程中的能耗和资源环境的可持续发展具有重大意义。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种汽车用共混复合材料的制备方法，所制备的材料具有非常好的力学性能，拉伸强度和断裂伸长率高弯曲性能好，同时还具有非常好的抗冲击性能。
技术方案：一种汽车用共混复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1） 将2-4g碳化硅晶须、7-10mlγ-巯丙基三甲氧基硅烷和10-20ml乙醇混合，搅拌30-50分钟后过滤烘干；
（2） 将60-70g双酚A型聚碳酸酯在110-120℃下鼓风干燥11-12小时；
（3） 将25-30g聚羟基烷酸酯和3-6g线性低密度聚乙烯放入真空干燥箱中在温度50-60℃下干燥11-12小时；
（4） 将上述成分混合，加入5-8g乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、3-6g乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、3-7ml硬脂酸正丁酯、2-3g滑石粉、1-3g桉木粉和2-5g油酸酰胺，高速混合机中混合5-10分钟；
（5） 加入双螺杆挤出机进行挤出共混，挤出机各区温度依次为240-245℃，245-250℃，250-255℃，250-255℃，250-255℃，250-255℃，180-185℃，160-165℃，螺杆转速为70-75rpm，冷却后切粒；
（6） 放入真空干燥箱中在温度55-60℃下干燥12-13小时；
（7） 经注塑机注塑成型即得，从喷嘴到进料口的温度设置依次为240-245℃，250-255℃，250-255℃，180-185℃，注射压力为20-24MPa。
进一步优选的，步骤（1）中搅拌时间为40分钟。
进一步优选的，步骤（4）中混合时间为6-9分钟。
进一步优选的，步骤（5）中螺杆转速为73rpm。
进一步优选的，步骤（7）中注射压力为22MPa。
有益效果：本发明的一种汽车用共混复合材料的制备方法，所制备的材料具有非常好的力学性能，拉伸强度和断裂伸长率分别最高可达55.1MPa和164%，弯曲性能好，弯曲强度最大可为87.2MPa，同时其还具有非常好的抗冲击性能，缺口冲击强度最高可达到716J/m。
具体实施方式
实施例1
一种汽车用共混复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1） 将2g碳化硅晶须、7mlγ-巯丙基三甲氧基硅烷和10ml乙醇混合，搅拌30分钟后过滤烘干；
（2） 将60g双酚A型聚碳酸酯在110℃下鼓风干燥11小时；
（3） 将25g聚羟基烷酸酯和3g线性低密度聚乙烯放入真空干燥箱中在温度50℃下干燥11小时；
（4） 将上述成分混合，加入5g乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、3g乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、3ml硬脂酸正丁酯、2g滑石粉、1g桉木粉和2g油酸酰胺，高速混合机中混合5分钟；
（5） 加入双螺杆挤出机进行挤出共混，挤出机各区温度依次为240℃，245℃，250℃，250℃，250℃，250℃，180℃，160℃，螺杆转速为70rpm，冷却后切粒；
（6） 放入真空干燥箱中在温度55℃下干燥12小时；
（7） 经注塑机注塑成型即得，从喷嘴到进料口的温度设置依次为240℃，250℃，250℃，180℃，注射压力为20MPa。
实施例2
一种汽车用共混复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1） 将2.5g碳化硅晶须、8mlγ-巯丙基三甲氧基硅烷和12ml乙醇混合，搅拌35分钟后过滤烘干；
（2） 将62g双酚A型聚碳酸酯在112℃下鼓风干燥11.5小时；
（3） 将26g聚羟基烷酸酯和4g线性低密度聚乙烯放入真空干燥箱中在温度55℃下干燥11.5小时；
（4） 将上述成分混合，加入6g乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、4g乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、4ml硬脂酸正丁酯、2.5g滑石粉、1.5g桉木粉和3g油酸酰胺，高速混合机中混合6分钟；
（5） 加入双螺杆挤出机进行挤出共混，挤出机各区温度依次为240℃，245℃，250℃，250℃，250℃，250℃，180℃，160℃，螺杆转速为72rpm，冷却后切粒；
（6） 放入真空干燥箱中在温度55℃下干燥12小时；
（7） 经注塑机注塑成型即得，从喷嘴到进料口的温度设置依次为240℃，250℃，250℃，180℃，注射压力为21MPa。
实施例3
一种汽车用共混复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1） 将3g碳化硅晶须、8.5mlγ-巯丙基三甲氧基硅烷和15ml乙醇混合，搅拌40分钟后过滤烘干；
（2） 将65g双酚A型聚碳酸酯在115℃下鼓风干燥11.5小时；
（3） 将27g聚羟基烷酸酯和4.5g线性低密度聚乙烯放入真空干燥箱中在温度55℃下干燥11.5小时；
（4） 将上述成分混合，加入6.5g乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、4.5g乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、5ml硬脂酸正丁酯、2.5g滑石粉、2g桉木粉和3.5g油酸酰胺，高速混合机中混合7分钟；
（5） 加入双螺杆挤出机进行挤出共混，挤出机各区温度依次为243℃，247℃，253℃，253℃，250-255℃，253℃，183℃，163℃，螺杆转速为73rpm，冷却后切粒；
（6） 放入真空干燥箱中在温度57℃下干燥12.5小时；
（7） 经注塑机注塑成型即得，从喷嘴到进料口的温度设置依次为243℃，253℃，253℃，183℃，注射压力为22MPa。
实施例4
一种汽车用共混复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1） 将3.5g碳化硅晶须、9mlγ-巯丙基三甲氧基硅烷和18ml乙醇混合，搅拌45分钟后过滤烘干；
（2） 将67g双酚A型聚碳酸酯在115℃下鼓风干燥11.5小时；
（3） 将28g聚羟基烷酸酯和5g线性低密度聚乙烯放入真空干燥箱中在温度55℃下干燥11.5小时；
（4） 将上述成分混合，加入7g乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、5g乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、6ml硬脂酸正丁酯、2.5g滑石粉、2.5g桉木粉和4g油酸酰胺，高速混合机中混合9分钟；
（5） 加入双螺杆挤出机进行挤出共混，挤出机各区温度依次为245℃，250℃，255℃，255℃，255℃，255℃，185℃，165℃，螺杆转速为74rpm，冷却后切粒；
（6） 放入真空干燥箱中在温度60℃下干燥13小时；
（7） 经注塑机注塑成型即得，从喷嘴到进料口的温度设置依次为245℃，255℃，255℃，185℃，注射压力为23MPa。
实施例5
一种汽车用共混复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1） 将4g碳化硅晶须、10mlγ-巯丙基三甲氧基硅烷和20ml乙醇混合，搅拌50分钟后过滤烘干；
（2） 将70g双酚A型聚碳酸酯在120℃下鼓风干燥12小时；
（3） 将30g聚羟基烷酸酯和6g线性低密度聚乙烯放入真空干燥箱中在温度60℃下干燥12小时；
（4） 将上述成分混合，加入8g乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、6g乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、7ml硬脂酸正丁酯、3g滑石粉、3g桉木粉和5g油酸酰胺，高速混合机中混合10分钟；
（5） 加入双螺杆挤出机进行挤出共混，挤出机各区温度依次为245℃，250℃，255℃，255℃，255℃，255℃，185℃，165℃，螺杆转速为75rpm，冷却后切粒；
（6） 放入真空干燥箱中在温度60℃下干燥13小时；
（7） 经注塑机注塑成型即得，从喷嘴到进料口的温度设置依次为245℃，255℃，255℃，185℃，注射压力为24MPa。
对比例1
一种汽车用共混复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1） 将2.5g碳化硅晶须、8mlγ-巯丙基三甲氧基硅烷和12ml乙醇混合，搅拌35分钟后过滤烘干；
（2） 将62g双酚A型聚碳酸酯在112℃下鼓风干燥11.5小时；
（3） 将26g聚羟基烷酸酯和4g线性低密度聚乙烯放入真空干燥箱中在温度55℃下干燥11.5小时；
（4） 将上述成分混合，加入6g乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、4g乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、4ml硬脂酸正丁酯和3g油酸酰胺，高速混合机中混合6分钟；
（5） 加入双螺杆挤出机进行挤出共混，挤出机各区温度依次为240℃，245℃，250℃，250℃，250℃，250℃，180℃，160℃，螺杆转速为72rpm，冷却后切粒；
（6） 放入真空干燥箱中在温度55℃下干燥12小时；
（7） 经注塑机注塑成型即得，从喷嘴到进料口的温度设置依次为240℃，250℃，250℃，180℃，注射压力为21MPa。
对比例2
一种汽车用共混复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1） 将2.5g碳化硅晶须、8mlγ-巯丙基三甲氧基硅烷和12ml乙醇混合，搅拌35分钟后过滤烘干；
（2） 将62g双酚A型聚碳酸酯在112℃下鼓风干燥11.5小时；
（3） 将26g聚羟基烷酸酯放入真空干燥箱中在温度55℃下干燥11.5小时；
（4） 将上述成分混合，加入6g乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、4g乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、4ml硬脂酸正丁酯、2.5g滑石粉、1.5g桉木粉和3g油酸酰胺，高速混合机中混合6分钟；
（5） 加入双螺杆挤出机进行挤出共混，挤出机各区温度依次为240℃，245℃，250℃，250℃，250℃，250℃，180℃，160℃，螺杆转速为72rpm，冷却后切粒；
（6） 放入真空干燥箱中在温度55℃下干燥12小时；
（7） 经注塑机注塑成型即得，从喷嘴到进料口的温度设置依次为240℃，250℃，250℃，180℃，注射压力为21MPa。
拉伸性能按照GB/T1040-92标准进行测试，试验速度为50mm/min。
弯曲性能按照GB/T1042-92标准进行测试，试验速度为20mm/min。
悬臂梁缺口冲击性能按照ASTM256-06标准进行测试，摆锤能量2.7J-10.8J。
本发明所制备的汽车用共混复合材料的部分性能指标见下表，我们可以看到，其具有非常好的力学性能，拉伸强度和断裂伸长率分别最高可达55.1MPa和164%，弯曲性能好，弯曲强度最大可为87.2MPa，同时其还具有非常好的抗冲击性能，缺口冲击强度最高可达到716J/m。
实施例和对比例的性能如下：
拉伸强度（MPa） 弯曲强度（MPa） 断裂伸长率（%） 缺口冲击强度（J/m）
实施例1 54.6 86.3 158 708
实施例2 54.8 86.7 161 711
实施例3 54.9 86.9 164 714
实施例4 55.1 87.2 164 716
实施例5 55.0 87.1 159 713
对比例1 52.1 84.3 147 701
对比例2 51.5 84.8 150 697

Claims (5)

1.一种汽车用共混复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1） 将2-4g碳化硅晶须、7-10mlγ-巯丙基三甲氧基硅烷和10-20ml乙醇混合，搅拌30-50分钟后过滤烘干；
（2） 将60-70g双酚A型聚碳酸酯在110-120℃下鼓风干燥11-12小时；
（3） 将25-30g聚羟基烷酸酯和3-6g线性低密度聚乙烯放入真空干燥箱中在温度50-60℃下干燥11-12小时；
（4） 将上述成分混合，加入5-8g乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、3-6g乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、3-7ml硬脂酸正丁酯、2-3g滑石粉、1-3g桉木粉和2-5g油酸酰胺，高速混合机中混合5-10分钟；
（5） 加入双螺杆挤出机进行挤出共混，挤出机各区温度依次为240-245℃，245-250℃，250-255℃，250-255℃，250-255℃，250-255℃，180-185℃，160-165℃，螺杆转速为70-75rpm，冷却后切粒；
（6） 放入真空干燥箱中在温度55-60℃下干燥12-13小时；
（7） 经注塑机注塑成型即得，从喷嘴到进料口的温度设置依次为240-245℃，250-255℃，250-255℃，180-185℃，注射压力为20-24MPa。
2.根据权利要求1所述的一种汽车用共混复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中搅拌时间为40分钟。
3.根据权利要求1所述的一种汽车用共混复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中混合时间为6-9分钟。
4.根据权利要求1所述的一种汽车用共混复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中螺杆转速为73rpm。
5.根据权利要求1所述的一种汽车用共混复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（7）中注射压力为22MPa。
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