CN109517329A - 一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料及制备方法 - Google Patents
一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109517329A CN109517329A CN201811564019.3A CN201811564019A CN109517329A CN 109517329 A CN109517329 A CN 109517329A CN 201811564019 A CN201811564019 A CN 201811564019A CN 109517329 A CN109517329 A CN 109517329A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- preparation
- plastics
- automobile
- modified
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
- C08K5/098—Metal salts of carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
- C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
本发明属于改性塑料领域,提出一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料及制备方法，将空心玻璃微珠表面里包覆石墨烯，并进一步利用氢氟酸溶解除脱部分玻璃微珠，并使石墨烯包覆层固化，从而形成空心的石墨烯微粒，用于制备轻质塑料，较佳的保证了强度和轻量化，提高了材料的强度，使用中不易变形，并且耐温度好，可在较高温度下长期使用，满足汽车轻量化需求。
Description
技术领域
本发明涉及复合塑料技术领域，特别是涉及一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料及制备方法。
背景技术
随着新能源汽车的快速发展,对汽车轻量化要求越来越紧迫。目前一已有例如铝合金、镁合金、碳纤维等复合材料的采用，但成本高。随着轻量化概念的持续升温，传统以钢材为主材料的汽车用材将面临大范围的更新及替换，而轻质材料之间也将掀起新一番的剧烈竞争。
汽车应用塑料的最大优势是减轻车体的重量。轻量化是汽车业追求的目标，塑料在此方面具有显著优势。塑料成型容易，使得形状复杂的部件加工十分便利。例如仪表台用钢板加工，往往需要先加工成型各个零件，再分别用连接件装配或焊接而成，工序较多。而使用塑料可以一次成型，加工时间短，精度有保证。
塑料制品的弹性变形特性能吸收大量的碰撞能量，对强烈撞击有较大的缓冲作用，对车辆和乘客起到保护作用。因此，现代汽车上都采用塑化仪表板和方向盘，以增强缓冲作用。前后保险杠、车身装饰条都采用塑料材料，以减轻车外物体对车声的冲击力。另外，塑料还具有吸收和衰减振动和噪声的作用，可以提高乘坐的舒适性。塑料耐腐蚀性强，局部受损不会腐蚀。而钢材制作一旦漆面受损或者先期防腐做的不好就容易生锈腐蚀。塑料对酸、碱、盐等抗腐蚀能力大于钢板，如果用塑料做车身覆盖件，十分适宜在污染较大的区域使用。塑料可根据塑料的组织成分，通过添加不同的填料、增塑剂和硬化剂制出所需性能的塑料，改性塑料的机械强度及加工成型性能，以适应车上不同部件的用途要求。例如保险杠要有相当的机械强度，而坐垫和靠背就要采用柔软的聚氨酯泡沫塑料。更方便的是塑料颜色可以通过添加剂跳出不同颜色，省去喷漆的麻烦。有些塑料件还可以电镀，如abs塑料具有很好的电镀性能，可用于制作装饰条、标牌、开关旋钮、车轮装饰罩等。
一直以来，技术人员通过对塑料增强来代替钢材来获得轻质材料，在汽车缓冲等部件得到了应用，但面临的问题是塑料件强度低，模量降低，难以达到汽车的刚性要求。
发明内容
针对现有塑料应用汽车轻量化刚性不足，容易变形，长期耐温性差的缺陷，本发明提出一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料及制备方法，从而具备轻质高强和耐久性好的有点。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：
（1）将空心玻璃微珠加入乙醇溶液中，超声分散、清洗，过滤，得到预处理的空心玻璃微珠；
（2）将预处理的空心玻璃微珠与石墨烯、金属锡以质量比100:3-5：0.5-1混合，在氮气氛围中采用235℃的热气流在混合室分散，通过锡的熔融将石墨烯均匀粘附在空心玻璃微珠表面；
（3）将粘附石墨烯的空心玻璃微珠加入氢氟酸溶液浸泡3-5min，洗脱部分玻璃微珠，进一步轻质化，洗涤、干燥，制得三维连续结构的石墨烯空心球；
（4）将石墨烯空心球与ABS、硬脂酸锌充分混合，加入双螺杆挤出机中，熔融共混挤出，双螺杆挤出机温度控制在为180-310℃，转速为100-500r/min，即得用于汽车的石墨烯改性轻质塑料。
优选的，步骤（1）中所述超声分散的超声波频率为40-60kHz，时间为50-60min。
优选的，步骤（2）中所述热气流以0.08MPa的压力在混合室使物料分散。
优选的，步骤（3）中所述氢氟酸溶液的质量浓度为10-20%。
优选的，步骤（3）中所述氢氟酸的浸泡时间控制在4min。
优选的，步骤（4）中所述石墨烯空心球与ABS、硬脂酸锌的质量比为5-8:90-95:1-3。
本发明还提供一种上述制备方法制备得到的一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料。
现有的用于汽车的复合材料普遍存在刚性不足、容易变形、长期耐温性差等缺陷，限制了其应用。本发明将空心玻璃微珠表面里阿杰石墨烯，并进一步利用氢氟酸溶解除脱部分玻璃微珠，并使石墨烯包覆层固化，从而形成空心的石墨烯微粒，用于制备轻质塑料，较佳的保证了强度和轻量化，提高了材料的强度，使用中不易变形，并且耐温度好，可在较高温度下长期使用，满足汽车轻量化的特点。
本发明提出一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1、本发明金属锡熔融连接和氢氟酸洗脱玻璃微珠，将石墨烯形成空心微粒；
2、本发明将空心石墨烯与ABS共混制备的复合材料，在受到外力作用时，空心石墨烯均匀连续的结构作为桥连作用，为复合材料提供高效的力量传导和分散作用，使复合材料得以增强，使用中不易变形。
3、本发明制得的石墨烯复合材料耐温度好，可在较高温度下长期使用，有效避免了无人机复合材料刚性不足，容易变形，长期耐温性差的缺陷。
4、本发明制备的空心石墨烯，填充后的复合材料满足汽车轻量化的特点。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
（1）将空心玻璃微珠加入乙醇溶液中，超声分散、清洗，过滤，得到预处理的空心玻璃微珠；超声分散的超声波频率为40kHz，时间为50min；
（2）将预处理的空心玻璃微珠与石墨烯、金属锡以质量比100:5：1混合，在氮气氛围中采用235℃的热气流热气流以0.08MPa的压力在混合室使物料分散，通过锡的熔融将石墨烯均匀粘附在空心玻璃微珠表面；
（3）将粘附石墨烯的空心玻璃微珠加入质量浓度为10%的氢氟酸溶液浸泡4min，洗脱部分玻璃微珠，进一步轻质化，洗涤、干燥，制得三维连续结构的石墨烯空心球；
（4）将石墨烯空心球与ABS、硬脂酸锌以质量比5:90:3充分混合，加入双螺杆挤出机中，熔融共混挤出，双螺杆挤出机温度控制在为10℃，转速为150r/min，即得用于汽车的石墨烯改性轻质塑料。
测试方法：
将本实施例制备获得的改性塑料进行性能测试，室温25℃，湿度为55%条件下，将改性塑料制成标准试样，采用电子万能试验机分别进行拉弯曲和拉伸试验，得到结果如表1所示；
将本实施例制备获得的改性塑料进行性能测试，直接采用JW-BK型真密度测定仪测得材料的密度，得到结果如表1所示。
实施例2
（1）将空心玻璃微珠加入乙醇溶液中，超声分散、清洗，过滤，得到预处理的空心玻璃微珠；超声分散的超声波频率为60kHz，时间为60min；
（2）将预处理的空心玻璃微珠与石墨烯、金属锡以质量比100:5：0.5混合，在氮气氛围中采用235℃的热气流热气流以0.08MPa的压力在混合室使物料分散，通过锡的熔融将石墨烯均匀粘附在空心玻璃微珠表面；
（3）将粘附石墨烯的空心玻璃微珠加入质量浓度为10%的氢氟酸溶液浸泡3min，洗脱部分玻璃微珠，进一步轻质化，洗涤、干燥，制得三维连续结构的石墨烯空心球；
（4）将石墨烯空心球与ABS、硬脂酸锌以质量比5:95:1充分混合，加入双螺杆挤出机中，熔融共混挤出，双螺杆挤出机温度控制在为220℃，转速为180r/min，即得用于汽车的石墨烯改性轻质塑料。
采用实施例1的方法进行测试，测试结果如表1所示。
实施例3
（1）将空心玻璃微珠加入乙醇溶液中，超声分散、清洗，过滤，得到预处理的空心玻璃微珠；超声分散的超声波频率为40kHz，时间为50min；
（2）将预处理的空心玻璃微珠与石墨烯、金属锡以质量比100:5：1混合，在氮气氛围中采用235℃的热气流热气流以0.08MPa的压力在混合室使物料分散，通过锡的熔融将石墨烯均匀粘附在空心玻璃微珠表面；
（3）将粘附石墨烯的空心玻璃微珠加入质量浓度为10%的氢氟酸溶液浸泡5min，洗脱部分玻璃微珠，进一步轻质化，洗涤、干燥，制得三维连续结构的石墨烯空心球；
（4）将石墨烯空心球与ABS、硬脂酸锌以质量比8:90:1充分混合，加入双螺杆挤出机中，熔融共混挤出，双螺杆挤出机温度控制在为230℃，转速为200r/min，即得用于汽车的石墨烯改性轻质塑料。
采用实施例1的方法进行测试，测试结果如表1所示。
实施例4
（1）将空心玻璃微珠加入乙醇溶液中，超声分散、清洗，过滤，得到预处理的空心玻璃微珠；超声分散的超声波频率为60kHz，时间为60min；
（2）将预处理的空心玻璃微珠与石墨烯、金属锡以质量比100:5：1混合，在氮气氛围中采用235℃的热气流热气流以0.08MPa的压力在混合室使物料分散，通过锡的熔融将石墨烯均匀粘附在空心玻璃微珠表面；
（3）将粘附石墨烯的空心玻璃微珠加入质量浓度为10%的氢氟酸溶液浸泡5min，洗脱部分玻璃微珠，进一步轻质化，洗涤、干燥，制得三维连续结构的石墨烯空心球；
（4）将石墨烯空心球与ABS、硬脂酸锌以质量比8:95:2充分混合，加入双螺杆挤出机中，熔融共混挤出，双螺杆挤出机温度控制在为240℃，转速为200r/min，即得用于汽车的石墨烯改性轻质塑料。
采用实施例1的方法进行测试，测试结果如表1所示。
对比例1
对比例1与实施例1相比，直接使用空心玻璃微珠，未包覆石墨烯，制得的改性塑料采用实施例1的方法进行测试，测试结果如表1所示。
表1：
Claims (7)
1.一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：
（1）将空心玻璃微珠加入乙醇溶液中，超声分散、清洗，过滤，得到预处理的空心玻璃微珠；
（2）将预处理的空心玻璃微珠与石墨烯、金属锡以质量比100:3-5：0.5-1混合，在氮气氛围中采用235℃的热气流在混合室分散，通过锡的熔融将石墨烯均匀粘附在空心玻璃微珠表面；
（3）将粘附石墨烯的空心玻璃微珠加入氢氟酸溶液浸泡3-5min，洗脱部分玻璃微珠，进一步轻质化，洗涤、干燥，制得三维连续结构的石墨烯空心球；
（4）将石墨烯空心球与ABS、硬脂酸锌充分混合，加入双螺杆挤出机中，熔融共混挤出，双螺杆挤出机温度控制在为180-310℃，转速为100-500r/min，即得用于汽车的石墨烯改性轻质塑料。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述超声分散的超声波频率为40-60kHz，时间为50-60min。
3.根据权利要求1所述的一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述热气流以0.08MPa的压力在混合室使物料分散。
4.根据权利要求1所述的一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述氢氟酸溶液的质量浓度为10-20%。
5.根据权利要求1所述的一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述氢氟酸的浸泡时间控制在4min。
6.根据权利要求1所述的一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述石墨烯空心球与ABS、硬脂酸锌的质量比为5-8:90-95:1-3。
7.权利要求1-6任一权项所述的制备方法制备得到的一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811564019.3A CN109517329A (zh) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | 一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811564019.3A CN109517329A (zh) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | 一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料及制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109517329A true CN109517329A (zh) | 2019-03-26 |
Family
ID=65796030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811564019.3A Withdrawn CN109517329A (zh) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | 一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109517329A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110564159A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-13 | 青岛科技大学 | 具有隔离结构的轻质聚合物纳米复合材料及其制备方法 |
-
2018
- 2018-12-20 CN CN201811564019.3A patent/CN109517329A/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110564159A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-13 | 青岛科技大学 | 具有隔离结构的轻质聚合物纳米复合材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110551340B (zh) | 一种喷涂用改性聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| KR101640490B1 (ko) | 자동차내 리어 뷰 미러의 베이스에 사용되는 구조용 접착시트 및 그 제조방법 | |
| CN111117062B (zh) | 一种汽车前端模块用长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN108472840B (zh) | 结构体的制造方法 | |
| CN107312327B (zh) | 一种高耐热高抗冲的尼龙合金树脂组合物 | |
| CN106084493A (zh) | 一种用于汽车外饰件的金属质感免喷涂聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| JP2010155986A (ja) | 炭素繊維およびガラス繊維により強化された複合材料 | |
| CN110326059B (zh) | 制备适用于静电涂漆的组合物的方法 | |
| CN109517329A (zh) | 一种用于汽车的石墨烯改性轻质塑料及制备方法 | |
| CN103360715A (zh) | 一种聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN105484041A (zh) | 一种碳纤维用复合型水性乳液上浆剂及其制备方法 | |
| CN112480660A (zh) | 一种高强度高耐候良外观的pa6组合物及其制备方法 | |
| CN102990999A (zh) | 具有改进的弯曲特性和表面特性的大丝束碳纤维复合物 | |
| CN110527259B (zh) | 一种可焊接性良好的纤维增强pbt/asa合金材料及其制备方法 | |
| CA2635488A1 (en) | Composite polymers | |
| DE102008002599A1 (de) | Bauteil mit Deckschicht aus einer PA613-Formmasse | |
| CN102924907B (zh) | 一种连续玻璃纤维/尼龙复合材料及其制备方法以及应用 | |
| JP2000313747A (ja) | 光輝材含有ポリプロピレン系樹脂成形品の製造方法 | |
| US5079281A (en) | Fiber-reinforced polypropylene resin composition | |
| EP1403306A1 (de) | Polyamid-Formmassen mit ultrafeinen Füllstoffen und daraus herstellbare Lichtreflektier-Bauteile | |
| CN109233261B (zh) | 一种可电镀汽车内门把手的专用尼龙及其制备工艺 | |
| CN1562620A (zh) | 一种汽车壳体用复合材料的制备方法 | |
| CN105778285A (zh) | 一种碳纳米管改性的耐热汽车仪表板材料 | |
| CN113119557B (zh) | 一种改性tpu车用包覆件及其制备方法 | |
| CN103740096A (zh) | 低密度轻质abs/pa合金材料及其制备工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190326 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |