CN108752841A - 一种超耐候车用空调扇叶的制备方法 - Google Patents

一种超耐候车用空调扇叶的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽车零配件技术领域，具体涉及一种超耐候车用空调扇叶的制备方法，所述超耐候车用空调扇叶的制备方法，包括以下步骤：(1)将淀粉、环糊精与三甲基氯硅烷在水中微波反应，加入无机增强剂与硅烷偶联剂超声反应，得到改性无机增强剂；(2)将硫代磷酸三苯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯与过氧化二异丙苯在有机溶剂中混合均匀，接着在160～200℃下回流15～60min，得到改性阻燃剂；(3)将ABS树脂、聚酰胺树脂、改性无机增强剂和改性阻燃剂投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；(4)将复合母粒熔融后固化成型，得到超耐候车用空调扇叶。本发明提供的制备方法步骤简单，原料易得，适合大规模的生产。

Description

一种超耐候车用空调扇叶的制备方法
技术领域
本发明涉及汽车零配件技术领域，具体涉及一种超耐候车用空调扇叶的制备方法。
背景技术
聚酰胺树脂具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，因此广泛应用于代替铜等金属在机械、化工、仪表、汽车等工业中制造轴承、齿轮、泵叶及其他零件。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(-ABS)是一种通用型热塑性聚合物刚性好、冲击强度高、机械强度和电气性能优良，易于加工，加工尺寸，稳定性和表面光泽好，容易涂装、着色，还可以进行喷涂金属、电镀、焊接和粘接等二次加工性能。由于ABS的特性结合了其三种组分的特点，使其具有优良的综合性能，成为电器元件、家电、计算机和仪器仪表首选的塑料之一。聚酰胺(PA)与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的合金材料兼具聚酰胺(PA)与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的优点，因此可以用作汽车空调扇叶的主要原料，由于汽车空调扇叶需要在较高的温度下进行工作，并且在炎热的夏季，汽车常常处于户外暴晒的环境中，使汽车室内的温度增高，压强变大，从而使空调扇叶经常处于高温高压的条件中，且长期受到户外紫外线的照射，使得该材料特别容易老化，耐高低温性能较差，从而使汽车空调扇叶出现变形、变脆等老化现象，进而影响了扇叶的正常使用，降低了扇叶的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种超耐候车用空调扇叶的制备方法，该方法具有可操作性强，工艺简单，安全性高的特点。
为了实现上述目的，本发明提供一种超耐候车用空调扇叶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将淀粉、环糊精与三甲基氯硅烷在水中混合均匀后，将体系升温至85～100℃，接着微波反应1～3min，得到混合体系，然后向混合体系中加入无机增强剂与硅烷偶联剂，并在75～90℃下超声反应5～15min，得到改性无机增强剂；
(2)将硫代磷酸三苯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯与过氧化二异丙苯在有机溶剂中混合均匀，接着在160～200℃下回流15～60min，得到改性阻燃剂；
(3)将ABS树脂、聚酰胺树脂、改性无机增强剂和改性阻燃剂投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；
(4)将复合母粒熔融后固化成型，得到超耐候车用空调扇叶。
通过上述技术方案，本发明中通过将ABS树脂与聚酰胺树脂进行复合，使其兼具ABS树脂和聚酰胺树脂的优点，不仅具有良好的耐高温性能和力学性能，而且环保无毒，安全性高；通过淀粉、环糊精对无机增强材料进行改性，可以提高无机增强材料与树脂基体的相容性和结合强度，从而达到有效提高其力学强度和耐高低温性能。且本发明提供的制备方法步骤简单，原料易得，适合大规模的生产，可操作性强，安全性高。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供一种超耐候车用空调扇叶，由以下重量份的物质制成：ABS树脂60～90重量份、聚酰胺树脂20～45重量份、无机增强剂15～36重量份、硫代磷酸三苯酯3～8重量份、环糊精5～15重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯5～12重量份、淀粉8～15重量份、三甲基氯硅烷1～3重量份、苯乙烯-丙烯腈共聚物0.5～2重量份、聚苯乙烯-马来酸酐0.5～2重量份、过氧化二异丙苯0.2～0.8重量份、硅烷偶联剂0.5～2重量份、有机溶剂80～150重量份。
优选条件下，所述的超耐候车用空调扇叶，由以下重量份的物质制成：ABS树脂72～80重量份、聚酰胺树脂25～40重量份、无机增强剂20～28重量份、硫代磷酸三苯酯3～8重量份、环糊精8～12重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯5～12重量份、淀粉10～14重量份、三甲基氯硅烷1～3重量份、苯乙烯-丙烯腈共聚物0.5～2重量份、聚苯乙烯-马来酸酐0.5～2重量份、过氧化二异丙苯0.2～0.8重量份、硅烷偶联剂0.5～2重量份、有机溶剂80～150重量份。
本发明还提供一种所述超耐候车用空调扇叶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将淀粉、环糊精与三甲基氯硅烷在水中混合均匀后，将体系升温至85～100℃，接着微波反应1～3min，得到混合体系，然后向混合体系中加入无机增强剂与硅烷偶联剂，并在75～90℃下超声反应5～15min，得到改性无机增强剂；
(2)将硫代磷酸三苯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯与过氧化二异丙苯在有机溶剂中混合均匀，接着在160～200℃下回流15～60min，得到改性阻燃剂；
(3)将ABS树脂、聚酰胺树脂、改性无机增强剂和改性阻燃剂投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；
(4)将复合母粒熔融后固化成型，得到超耐候车用空调扇叶。
本发明中采用ABS树脂与聚酰胺树脂的复合树脂作为基材，通过ABS树脂与聚酰胺树脂之间相互融合，既能提高基材的耐高温性能，还能够优化基材的力学性，优选条件下，所述ABS树脂与聚酰胺树脂的重量比为(1.8～3.2):1。
优选条件下，所述无机增韧剂由无机增强颗粒和无机增强纤维组成；为了提高所述无机增强剂与树脂基体的相容性，并使无机增强剂在复合基体中分布更加均匀，使无机增强剂对树脂基体的耐高温性以及耐候性增强作用更好，并通过控制复合树脂的成分使汽车空调扇叶在耐高温性与加工性能之间达到最优平衡关系，从而使其具有优异的耐高温性能、力学性能和使用寿命，本发明采用三聚羟胺对无机增强剂进行改性，使其表面含有活性反应基团，能够与树脂基体以化学键进行结合。优选条件下，所述无机增强剂与所述淀粉的重量比为(1.4～3):1。
本发明中，通过三甲基氯硅烷对淀粉和环糊精同时进行改性，既可以增长淀粉的分子链长度，使得淀粉能够环绕在无机增强剂的表面，还可以提高淀粉在聚合物基体中的交联度，从而提高聚合物的力学强度；还能够改变淀粉与聚合物基体间的界面作用和运动能力，进一步提高聚合物的力学强度。
进一步优选的，其中，所述无机增强颗粒选自钛白粉、海泡石粉末、水镁石粉末硅微粉、硫酸钡粉末、石墨粉和氧化铌粉末中的至少一种。所述无机增强纤维选自玻璃纤维、碳纤维、硫酸钙晶须、氧化铝晶须、碳化硅晶须、二氧化锆晶须、氮化铝晶须、氧化锌晶须、硫酸镁晶须中的至少一种。
所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570、硅烷偶联剂KH-580、硅烷偶联剂KH-590、硅烷偶联剂KH-902和硅烷偶联剂KH-903中的一种或多种。
本发明的发明人发现，在实验过程中，无机增强颗粒的粒径越小，其在树脂基体中的分散性越差，无机增强颗粒的粒径越大，其对树脂基体的耐高温增强作用越小，优选条件下，所述无机增强颗粒的粒径为50～500μm。
优选条件下，所述无机增强纤维的直径为20～50μm。
通过甲基丙烯酸缩水甘油酯对硫代磷酸三苯酯进行改性，可以使硫代磷酸三苯酯与无机增强剂和树脂基体之间均具有良好的相容性，提高树脂的耐高温性能。
优选条件下，所述有机溶剂选自苯、甲苯、二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、三乙二醇二甲醚、丙酮和二丙二醇二乙醚中的至少一种。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
一种超耐候车用空调扇叶，由以下重量份的物质制成：ABS树脂75重量份、聚酰胺树脂30重量份、海泡石粉末20重量份(粒径为50～150μm)、硫酸钙晶须16重量份(直径为20～50μm)、硫代磷酸三苯酯5重量份、环糊精12重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯8重量份、淀粉12重量份、三甲基氯硅烷1.2重量份、苯乙烯-丙烯腈共聚物1重量份、聚苯乙烯-马来酸酐1重量份、硅烷偶联剂KH-5600.8重量份、过氧化二异丙苯0.5重量份、N-甲基吡咯烷酮120重量份。
所述超耐候车用空调扇叶的制备方法，步骤如下：
(1)将淀粉、环糊精与三甲基氯硅烷在水中混合均匀后，将体系升温至100℃，接着微波反应2min(微波反应的功率为600W，频率为1850KHZ)，得到混合体系，然后向混合体系中加入硫酸钙晶须与硅烷偶联剂KH-560，并在85℃下超声反应2min，然后加入海泡石粉末，在75～100℃下超声反应8min，得到改性无机增强剂，所述超声反应的功率为450W；
(2)将硫代磷酸三苯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯与过氧化二异丙苯在N-甲基吡咯烷酮中混合均匀，接着在200℃下回流45min，得到改性阻燃剂；
(3)将ABS树脂、聚酰胺树脂、改性无机增强剂和改性阻燃剂投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；
(4)将复合母粒熔融后固化成型，得到超耐候车用空调扇叶。
实施例2
一种超耐候车用空调扇叶，由以下重量份的物质制成：
ABS树脂90重量份、聚酰胺树脂45重量份、水镁石粉末20重量份(粒径为200～300μm)、玻璃纤维10重量份(直径为20～50μm)、硫代磷酸三苯酯10重量份、环糊精10重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯12重量份、淀粉12重量份、三甲基氯硅烷2重量份、苯乙烯-丙烯腈共聚物2重量份、聚苯乙烯-马来酸酐0.5重量份、硅烷偶联剂KH-5502重量份、过氧化二异丙苯0.8重量份、二乙二醇二甲醚150重量份。
所述超耐候车用空调扇叶的制备方法，步骤如下：
(1)将淀粉、环糊精与三甲基氯硅烷在水中混合均匀后，将体系升温至85℃，接着微波反应1min(微波反应的功率为500W，频率为2000KHZ)，得到混合体系，然后向混合体系中加入玻璃纤维与硅烷偶联剂KH-550，并在85℃下超声反应3min，然后加入水镁石粉末，在85℃下超声反应8min，得到改性无机增强剂，所述超声反应的功率为400W；
(2)将硫代磷酸三苯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯与过氧化二异丙苯在二乙二醇二甲醚中混合均匀，接着在160℃下回流50min，得到改性阻燃剂；
(3)将ABS树脂、聚酰胺树脂、改性无机增强剂和改性阻燃剂投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；
(4)将复合母粒熔融后固化成型，得到超耐候车用空调扇叶。
实施例3
一种超耐候车用空调扇叶，由以下重量份的物质制成：
ABS树脂75重量份、聚酰胺树脂30重量份、石墨粉15重量份(粒径为400～500μm)、碳纤维13重量份(直径为20～50μm)、硫代磷酸三苯酯3～8重量份、环糊精8重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯5重量份、淀粉14重量份、三甲基氯硅烷1.8重量份、苯乙烯-丙烯腈共聚物0.5重量份、聚苯乙烯-马来酸酐2重量份、硅烷偶联剂KH-5500.5重量份、过氧化二异丙苯0.2重量份、二丙二醇二甲醚80重量份。
所述超耐候车用空调扇叶的制备方法，步骤如下：
(1)将淀粉、环糊精与三甲基氯硅烷在水中混合均匀后，将体系升温至95℃，接着微波反应1min(微波反应的功率为500W，频率为2000KHZ)，得到混合体系，然后向混合体系中加入碳纤维与硅烷偶联剂KH-550，并在100℃下超声反应3min，然后加入石墨粉，在100℃下超声反应12min，得到改性无机增强剂，所述超声反应的功率为450W；
(2)将硫代磷酸三苯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯与过氧化二异丙苯在二丙二醇二甲醚中混合均匀，接着在175℃下回流120min，得到改性阻燃剂；
(3)将ABS树脂、聚酰胺树脂、改性无机增强剂和改性阻燃剂投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；
(4)将复合母粒熔融后固化成型，得到超耐候车用空调扇叶。
实施例4
一种超耐候车用空调扇叶，由以下重量份的物质制成：ABS树脂72重量份、聚酰胺树脂40重量份、石墨粉12重量份(粒径为150～300μm)、氧化锌晶须8重量份(直径为20～50μm)、硫代磷酸三苯酯8重量份、环糊精15重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯12重量份、淀粉8重量份、三甲基氯硅烷1重量份、苯乙烯-丙烯腈共聚物1.5重量份、聚苯乙烯-马来酸酐1重量份、硅烷偶联剂KH-5501重量份、过氧化二异丙苯0.5重量份、N,N-二甲基乙酰胺100重量份。
所述超耐候车用空调扇叶的制备方法，步骤如下：
(1)将淀粉、环糊精与三甲基氯硅烷在水中混合均匀后，将体系升温至100℃，接着微波反应2min(微波反应的功率为800W，频率为1600KHZ)，得到混合体系，然后向混合体系中加入氧化锌晶须与硅烷偶联剂KH-550，并在75℃下超声反应3min，然后加入石墨粉，在75℃下超声反应2min，得到改性无机增强剂，所述超声反应的功率为500W；
(2)将硫代磷酸三苯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯与过氧化二异丙苯在N,N-二甲基乙酰胺中混合均匀，接着在160℃下回流30min，得到改性阻燃剂；
(3)将ABS树脂、聚酰胺树脂、改性无机增强剂和改性阻燃剂投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；
(4)将复合母粒熔融后固化成型，得到超耐候车用空调扇叶。
实施例5
一种超耐候车用空调扇叶，由以下重量份的物质制成：ABS树脂80重量份、聚酰胺树脂25重量份、氧化铌粉末10重量份(粒径为200～300μm)、二氧化锆晶须5重量份(直径为20～50μm)、硫代磷酸三苯酯3重量份、环糊精5重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯5重量份、淀粉10重量份、三甲基氯硅烷3重量份、苯乙烯-丙烯腈共聚物1重量份、聚苯乙烯-马来酸酐1.5重量份、硅烷偶联剂KH-5601.2重量份、过氧化二异丙苯0.5重量份、N,N-二甲基乙酰胺100重量份。
所述超耐候车用空调扇叶的制备方法，步骤如下：
(1)将淀粉、环糊精与三甲基氯硅烷在水中混合均匀后，将体系升温至100℃，接着微波反应3min(微波反应的功率为800W，频率为1600KHZ)，得到混合体系，然后向混合体系中加入二氧化锆晶须与硅烷偶联剂KH-560，并在90℃下超声反应3min，然后加入氧化铌粉末，在90℃下超声反应5min，得到改性无机增强剂，所述超声反应的功率为300W；
(2)将硫代磷酸三苯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯与过氧化二异丙苯在N,N-二甲基乙酰胺中混合均匀，接着在170℃下回流15min，得到改性阻燃剂；
(3)将ABS树脂、聚酰胺树脂、改性无机增强剂和改性阻燃剂投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；
(4)将复合母粒熔融后固化成型，得到超耐候车用空调扇叶。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种超耐候车用空调扇叶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将淀粉、环糊精与三甲基氯硅烷在水中混合均匀后，将体系升温至85～100℃，接着微波反应1～3min，得到混合体系，然后向混合体系中加入无机增强剂与硅烷偶联剂，并在75～90℃下超声反应5～15min，得到改性无机增强剂；
(2)将硫代磷酸三苯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯与过氧化二异丙苯在有机溶剂中混合均匀，接着在160～200℃下回流15～60min，得到改性阻燃剂；
(3)将ABS树脂、聚酰胺树脂、改性无机增强剂和改性阻燃剂投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，得到复合母粒；
(4)将复合母粒熔融后固化成型，得到超耐候车用空调扇叶。
2.根据权利要求1所述的超耐候车用空调扇叶的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述微波反应的功率为600～800W，微波反应的频率为1600～200KHz。
3.根据权利要求1所述的超耐候车用空调扇叶的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述超声反应的功率为300～500W。
4.根据权利要求1所述的超耐候车用空调扇叶的制备方法，其特征在于，所述无机增韧剂由无机增强颗粒和无机增强纤维组成；
其中，所述无机增强颗粒选自钛白粉、碳化硅粉末、海泡石粉末、水镁石粉末、氮化硼粉末、硅微粉、硫酸钡粉末、石墨粉和氧化铌粉末中的至少一种；和/或
所述无机增强纤维选自玻璃纤维、碳纤维、硫酸钙晶须、氧化铝晶须、碳化硅晶须、碳化硼晶须、二氧化锆晶须、氮化铝晶须、氧化锌晶须、硫酸镁晶须和氮化硅晶须中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的超耐候车用空调扇叶的制备方法，其特征在于，所述无机增强剂与所述淀粉的重量比为(1.5～2.5):1。
6.根据权利要求1所述的超耐候车用空调扇叶的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自苯、甲苯、二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、三乙二醇二甲醚、丙酮和二丙二醇二乙醚中的至少一种。
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