CN109096447A - 一种耐温防水灯箱壳体材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐温防水灯箱壳体材料及其制备方法，制备耐温防水灯箱壳体材料的原料按其重量份包括：聚碳酸酯35份～55份、马来酸酐15份～25份、滑石粉2份～6份、氧化镁2份～6份、热稳定剂3份～10份、氮化硼1份～5份、增韧剂0.5份～2.5份、光扩散剂0.3份～0.8份、纳米二氧化钛0.5份～2.6份、活化碳酸钙2份～7份、硬脂酸钙0.5份～3.5份。本发明制备的耐温防水灯箱壳体材料的防水性好、热稳定性强，具有优异的阻燃、抗老化、耐候性能，使用寿命长，并且制备方法简单，生产工艺流程易操作，适合大规模推广本发明。

Description

一种耐温防水灯箱壳体材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种耐温防水灯箱壳体材料及其制备方法。
背景技术
灯箱，特别是LED灯箱具有美观大方、广告作用强的特点，正被广大商家广泛采用。灯箱壳体作为灯箱的保护结构，对灯箱的正常使用及使用寿命尤其重要，特别是安装在室外的灯箱，由于其长期暴露在室外，经历风吹、日晒、雨淋，这就要求灯箱的壳体结构不仅要具有较好的防水性，还要有优良的耐热、耐候特性。高分子聚酯材料因其价格低廉、强度大、密封效果好等特点，被广泛使用。但高分子聚酯材料作为壳体时的防水性和耐候性往往不佳，使用寿命短。因此，需要一种材质轻、强度大、防水耐候性好的灯箱壳体材料。
中国专利CN107722530A公开了一种LED灯管外壳材料，该LED灯管外壳材料由下述成份按照重量比组成：氯苯基硅油20～30份、甲基乙氧基硅油15～35份、二乙氨基丙胺5～8份、酚醛环氧树脂20～30份、异辛酸镁5～8份、聚甲基丙烯酸甲酯50～80份、有机硅材料6～10份、荧光粉0.5～1.0份、透明纤维4～8份、纳米二氧化钛0.2～0.8份、光稳定剂1～2.0份。外壳材料中的的聚甲基丙烯酸甲酯具有较高的光透过率和耐候性，但是该专利制备的外壳材料的防水性能不佳。
中国专利CN108148359A公开了一种LED灯罩材料，由以下重量配比的原料制成：聚碳酸树脂40-50份、聚对苯二甲酸丁二醇酯65-80份、乙醇12-20份、氮化铝8-15份、硬脂酸钙8-15份、抗氧剂BHT 0.5-1.5份、光稳定剂1.5-3份、羧甲基纤维素1.5-4份、氧化镁2-5份。该专利的LED灯罩材料的透光性和散热性好，但是该专利的耐候性不佳。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种耐温防水灯箱壳体材料及其制备方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种耐温防水灯箱壳体材料，制备耐温防水灯箱壳体材料的原料按其重量份包括：聚碳酸酯35份～55份、马来酸酐15份～25份、滑石粉2份～6份、氧化镁2份～6份、热稳定剂3份～10份、氮化硼1份～5份、增韧剂0.5份～2.5份、光扩散剂0.3份～0.8份、纳米二氧化钛0.5份～2.6份、活化碳酸钙2份～7份、硬脂酸钙0.5份～3.5份。其中，添加有滑石粉、氧化镁可以提高壳体材料的耐火、阻燃性，还可以起到润滑作用，使制得的壳体表面平滑、光泽性好；添加有氮化硼和活化碳酸钙可以对壳体材料起到补强作用，提高壳体材料的强度；纳米二氧化钛的添加提高壳体材料屏蔽紫外线的能力，增强耐候性，提高材料的使用寿命。
进一步的，热稳定剂为草酰氯单乙酯与甲基丙烯酸甲酯以重量比1:0.8～1.6的混合物。其中，特定组分、特定配比的热稳定剂的添加可以提高壳体材料的热稳定性，提高壳体材料对抗酷暑寒冬的能力，延长使用寿命。
进一步的，光扩散剂为纳米硫酸钡与二氧化硅以重量比1:0.5～2.5的混合物。其中，以纳米硫酸钡和二氧化硅以特定重量比混合得到的光扩散剂可以使光线柔和，提高视觉舒适度。
进一步的，制备耐温防水灯箱壳体材料的原料按其重量份包括：聚碳酸酯45份、马来酸酐20份、滑石粉4份、氧化镁4份、热稳定剂6.5份、氮化硼3份、增韧剂1.5份、光扩散剂0.5份、纳米二氧化钛1.5份、活化碳酸钙4.5份、硬脂酸钙2.0份。
进一步的，活化碳酸钙的制备包括：
步骤i，将纳米碳酸钙与聚甲基硅油以重量比1:0.05～0.15混合，放到混合机中搅拌8分钟～16分钟，得到混合物；
步骤ii，向步骤i的混合物中加入十二烷基磺酸钠，在75℃～85℃温度下，继续搅拌5分钟～15分钟，得到活化碳酸钙。其中，纳米碳化钙经活性处理后，可以提高其在壳体材料中的分散均匀性，增强材料的耐热耐久性能。
更进一步的，步骤i中，混合机的温度为65℃～75℃。
更进一步的，步骤ii中，十二烷基磺酸钠的加入量为纳米碳酸钙重量的5％～15％。
本发明的另一发明目的在于提供一种耐温防水灯箱壳体材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1，按上述重量份称取制备耐温防水灯箱壳体材料的原料，将上述重量份的纳米二氧化钛、活化碳酸钙、氮化硼和光扩散剂搅拌混合，得到预混物；其中，先将低配比的颗粒混合，可以提高其在壳体材料中的分散性，保证各自性能的正常发挥；
步骤S2，将上述重量份的聚碳酸酯、马来酸酐、滑石粉、氧化镁、硬脂酸钙混合，加热至150℃～170℃，搅拌混合均匀，加入上述重量份的热稳定剂和增韧剂后，继续混合10分钟～30分钟，得到混合物料；
步骤S3，将步骤S2得到的混合物料投入密炼机中，加入步骤S1得到的预混物，共混5分钟～15分钟，经双螺杆挤出机造粒，得到耐温防水灯箱壳体材料。
进一步的，步骤S2中，搅拌的速度为1300r/min～1500r/min。
进一步的，步骤S3中，双螺杆挤出机的温度为170℃～190℃。
本发明的优点是：
1.本发明以具有耐热、阻燃、抗冲击特点的无色透明的聚碳酸酯为主要原料，通过添加特定组分、特定配比的热稳定剂的添加可以提高壳体材料的热稳定性，提高壳体材料对抗酷暑寒冬的能力，延长使用寿命；添加氮化硼和活化碳酸钙可以对壳体材料起到补强作用，提高壳体材料的强度；
2.本发明制备的耐温防水灯箱壳体材料的防水性好、强度大、热稳定性强，耐候性好，能承受长期的日晒，使用寿命长，并且制备方法简单，制备工艺易操作，适合大规模的生产应用。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种耐温防水灯箱壳体材料及其制备方法
制备耐温防水灯箱壳体材料的原料包括：聚碳酸酯35kg、马来酸酐18kg、滑石粉5kg、氧化镁3kg、热稳定剂3kg、氮化硼2kg、增韧剂2.0kg、光扩散剂0.8kg、纳米二氧化钛0.5kg、活化碳酸钙7kg、硬脂酸钙1.0kg，其中，热稳定剂为草酰氯单乙酯与甲基丙烯酸甲酯以重量比1:1.4的混合物；光扩散剂为纳米硫酸钡与二氧化硅以重量比1:2.5的混合物。
其中，活化碳酸钙的制备包括：
步骤i，将纳米碳酸钙与聚甲基硅油以重量比1:0.05混合，放到68℃的混合机中搅拌14分钟，得到混合物；
步骤ii，向步骤i的混合物中加入十二烷基磺酸钠，十二烷基磺酸钠的加入量为纳米碳酸钙重量的15％，在75℃温度下，继续搅拌6分钟，得到活化碳酸钙。
耐温防水灯箱壳体材料，通过如下方法制备：
步骤S1，按上述重量份称取制备耐温防水灯箱壳体材料的原料，将上述重量份的纳米二氧化钛、活化碳酸钙、氮化硼和光扩散剂搅拌混合，得到预混物；
步骤S2，将上述重量份的聚碳酸酯、马来酸酐、滑石粉、氧化镁、硬脂酸钙混合，加热至165℃，以1500r/min的搅拌速度，搅拌混合均匀，加入上述重量份的热稳定剂和增韧剂后，继续混合10分钟，得到混合物料；
步骤S3，将步骤S2得到的混合物料投入密炼机中，加入步骤S1得到的预混物，共混7分钟，经185℃双螺杆挤出机造粒，得到耐温防水灯箱壳体材料。
实施例2
一种耐温防水灯箱壳体材料及其制备方法
制备耐温防水灯箱壳体材料的原料包括：聚碳酸酯50kg、马来酸酐15kg、滑石粉6kg、氧化镁5kg、热稳定剂5kg、氮化硼4kg、增韧剂2.5kg、光扩散剂0.3kg、纳米二氧化钛0.8kg、活化碳酸钙6kg、硬脂酸钙3.5kg，其中，热稳定剂为草酰氯单乙酯与甲基丙烯酸甲酯以重量比1:0.8的混合物；光扩散剂为纳米硫酸钡与二氧化硅以重量比1:1.0的混合物。
其中，活化碳酸钙的制备包括：
步骤i，将纳米碳酸钙与聚甲基硅油以重量比1:0.08混合，放到75℃的混合机中搅拌8分钟，得到混合物；
步骤ii，向步骤i的混合物中加入十二烷基磺酸钠，十二烷基磺酸钠的加入量为纳米碳酸钙重量的12％，在83℃温度下，继续搅拌15分钟，得到活化碳酸钙。
耐温防水灯箱壳体材料，通过如下方法制备：
步骤S1，按上述重量份称取制备耐温防水灯箱壳体材料的原料，将上述重量份的纳米二氧化钛、活化碳酸钙、氮化硼和光扩散剂搅拌混合，得到预混物；
步骤S2，将上述重量份的聚碳酸酯、马来酸酐、滑石粉、氧化镁、硬脂酸钙混合，加热至155℃，以1300r/min的搅拌速度，搅拌混合均匀，加入上述重量份的热稳定剂和增韧剂后，继续混合15分钟，得到混合物料；
步骤S3，将步骤S2得到的混合物料投入密炼机中，加入步骤S1得到的预混物，共混12分钟，经190℃双螺杆挤出机造粒，得到耐温防水灯箱壳体材料。
实施例3
一种耐温防水灯箱壳体材料及其制备方法
制备耐温防水灯箱壳体材料的原料包括：聚碳酸酯40kg、马来酸酐25kg、滑石粉2kg、氧化镁6kg、热稳定剂10kg、氮化硼1kg、增韧剂1.0kg、光扩散剂0.7kg、纳米二氧化钛2.6kg、活化碳酸钙3kg、硬脂酸钙0.5kg，其中，热稳定剂为草酰氯单乙酯与甲基丙烯酸甲酯以重量比1:1.0的混合物；光扩散剂为纳米硫酸钡与二氧化硅以重量比1:0.5的混合物。
其中，活化碳酸钙的制备包括：
步骤i，将纳米碳酸钙与聚甲基硅油以重量比1:0.15混合，放到72℃的混合机中搅拌10分钟，得到混合物；
步骤ii，向步骤i的混合物中加入十二烷基磺酸钠，十二烷基磺酸钠的加入量为纳米碳酸钙重量的5％，在78℃温度下，继续搅拌5分钟，得到活化碳酸钙。
耐温防水灯箱壳体材料，通过如下方法制备：
步骤S1，按上述重量份称取制备耐温防水灯箱壳体材料的原料，将上述重量份的纳米二氧化钛、活化碳酸钙、氮化硼和光扩散剂搅拌混合，得到预混物；
步骤S2，将上述重量份的聚碳酸酯、马来酸酐、滑石粉、氧化镁、硬脂酸钙混合，加热至170℃，以1350r/min的搅拌速度，搅拌混合均匀，加入上述重量份的热稳定剂和增韧剂后，继续混合25分钟，得到混合物料；
步骤S3，将步骤S2得到的混合物料投入密炼机中，加入步骤S1得到的预混物，共混15分钟，经170℃双螺杆挤出机造粒，得到耐温防水灯箱壳体材料。
实施例4
一种耐温防水灯箱壳体材料及其制备方法
制备耐温防水灯箱壳体材料的原料包括：聚碳酸酯55kg、马来酸酐23kg、滑石粉3kg、氧化镁2kg、热稳定剂8kg、氮化硼5kg、增韧剂0.5kg、光扩散剂0.5kg、纳米二氧化钛2.2kg、活化碳酸钙2kg、硬脂酸钙3.0kg，其中，热稳定剂为草酰氯单乙酯与甲基丙烯酸甲酯以重量比1:1.6的混合物；光扩散剂为纳米硫酸钡与二氧化硅以重量比1:2.0的混合物。
其中，活化碳酸钙的制备包括：
步骤i，将纳米碳酸钙与聚甲基硅油以重量比1:0.12混合，放到65℃的混合机中搅拌16分钟，得到混合物；
步骤ii，向步骤i的混合物中加入十二烷基磺酸钠，十二烷基磺酸钠的加入量为纳米碳酸钙重量的7％，在85℃温度下，继续搅拌12分钟，得到活化碳酸钙。
耐温防水灯箱壳体材料，通过如下方法制备：
步骤S1，按上述重量份称取制备耐温防水灯箱壳体材料的原料，将上述重量份的纳米二氧化钛、活化碳酸钙、氮化硼和光扩散剂搅拌混合，得到预混物；
步骤S2，将上述重量份的聚碳酸酯、马来酸酐、滑石粉、氧化镁、硬脂酸钙混合，加热至150℃，以1450r/min的搅拌速度，搅拌混合均匀，加入上述重量份的热稳定剂和增韧剂后，继续混合30分钟，得到混合物料；
步骤S3，将步骤S2得到的混合物料投入密炼机中，加入步骤S1得到的预混物，共混5分钟，经175℃双螺杆挤出机造粒，得到耐温防水灯箱壳体材料。
实施例5
制备耐温防水灯箱壳体材料的原料包括：聚碳酸酯45kg、马来酸酐20kg、滑石粉4kg、氧化镁4kg、热稳定剂6.5kg、氮化硼3kg、增韧剂1.5kg、光扩散剂0.5kg、纳米二氧化钛1.5kg、活化碳酸钙4.5kg、硬脂酸钙2.0kg，其中，热稳定剂为草酰氯单乙酯与甲基丙烯酸甲酯以重量比1:1.2的混合物；光扩散剂为纳米硫酸钡与二氧化硅以重量比1:1.5的混合物。
其中，活化碳酸钙的制备包括：
步骤i，将纳米碳酸钙与聚甲基硅油以重量比1:0.1混合，放到70℃的混合机中搅拌12分钟，得到混合物；
步骤ii，向步骤i的混合物中加入十二烷基磺酸钠，十二烷基磺酸钠的加入量为纳米碳酸钙重量的10％，在80℃温度下，继续搅拌10分钟，得到活化碳酸钙。
耐温防水灯箱壳体材料，通过如下方法制备：
步骤S1，按上述重量份称取制备耐温防水灯箱壳体材料的原料，将上述重量份的纳米二氧化钛、活化碳酸钙、氮化硼和光扩散剂搅拌混合，得到预混物；
步骤S2，将上述重量份的聚碳酸酯、马来酸酐、滑石粉、氧化镁、硬脂酸钙混合，加热至160℃，以1400r/min的搅拌速度，搅拌混合均匀，加入上述重量份的热稳定剂和增韧剂后，继续混合20分钟，得到混合物料；
步骤S3，将步骤S2得到的混合物料投入密炼机中，加入步骤S1得到的预混物，共混10分钟，经180℃双螺杆挤出机造粒，得到耐温防水灯箱壳体材料。
实验例
为了进一步说明本发明的技术进步性，现采用实验进一步说明。
同等情况下比较各种材料的各项性能，实验结果如表1所示。
表1.实施例1～5制备的耐温防水灯箱壳体材料测试结果
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐温防水灯箱壳体材料，其特征在于，制备所述耐温防水灯箱壳体材料的原料按其重量份包括：聚碳酸酯35份～55份、马来酸酐15份～25份、滑石粉2份～6份、氧化镁2份～6份、热稳定剂3份～10份、氮化硼1份～5份、增韧剂0.5份～2.5份、光扩散剂0.3份～0.8份、纳米二氧化钛0.5份～2.6份、活化碳酸钙2份～7份、硬脂酸钙0.5份～3.5份。
2.根据权利要求1所述的耐温防水灯箱壳体材料，其特征在于，所述热稳定剂为草酰氯单乙酯与甲基丙烯酸甲酯以重量比1:0.8～1.6的混合物。
3.根据权利要求1所述的耐温防水灯箱壳体材料，其特征在于，所述光扩散剂为纳米硫酸钡与二氧化硅以重量比1:0.5～2.5的混合物。
4.根据权利要求1所述的耐温防水灯箱壳体材料，其特征在于，制备所述耐温防水灯箱壳体材料的原料按其重量份包括：聚碳酸酯45份、马来酸酐20份、滑石粉4份、氧化镁4份、热稳定剂6.5份、氮化硼3份、增韧剂1.5份、光扩散剂0.5份、纳米二氧化钛1.5份、活化碳酸钙4.5份、硬脂酸钙2.0份。
5.根据权利要求1所述的耐温防水灯箱壳体材料，其特征在于，所述活化碳酸钙的制备包括：
步骤i，将纳米碳酸钙与聚甲基硅油以重量比1:0.05～0.15混合，放到混合机中搅拌8分钟～16分钟，得到混合物；
步骤ii，向步骤i的混合物中加入十二烷基磺酸钠，在75℃～85℃温度下，继续搅拌5分钟～15分钟，得到活化碳酸钙。
6.根据权利要求5所述的耐温防水灯箱壳体材料，其特征在于，步骤i中，所述混合机的温度为65℃～75℃。
7.根据权利要求5所述的耐温防水灯箱壳体材料，其特征在于，步骤ii中，所述十二烷基磺酸钠的加入量为纳米碳酸钙重量的5％～15％。
8.一种根据权利要求1～7中任一项所述的耐温防水灯箱壳体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，按所述重量份称取制备耐温防水灯箱壳体材料的原料，将所述重量份的纳米二氧化钛、活化碳酸钙、氮化硼和光扩散剂搅拌混合，得到预混物；
步骤S2，将所述重量份的聚碳酸酯、马来酸酐、滑石粉、氧化镁、硬脂酸钙混合，加热至150℃～170℃，搅拌混合均匀，加入所述重量份的热稳定剂和增韧剂后，继续混合10分钟～30分钟，得到混合物料；
步骤S3，将步骤S2得到的混合物料投入密炼机中，加入步骤S1得到的预混物，共混5分钟～15分钟，经双螺杆挤出机造粒，得到耐温防水灯箱壳体材料。
9.根据权利要求8所述的耐温防水灯箱壳体材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述搅拌的速度为1300r/min～1500r/min。
10.根据权利要求8所述的耐温防水灯箱壳体材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述双螺杆挤出机的温度为170℃～190℃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102219989A (zh) * 2011-06-08 2011-10-19 广州市聚赛龙工程塑料有限公司 一种led灯具用阻燃光扩散聚碳酸酯树脂复合材料及其制备方法
WO2013115903A1 (en) * 2012-02-03 2013-08-08 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Polycarbonate blends having improved electroplate adhesion
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