CN110330781A - 一种减震耐老化传感器外壳材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种减震耐老化传感器外壳材料及其制备方法，涉及传感器加工技术领域。所述传感器外壳材料由以下重量份的原料制成：聚氨酯45‑50份、天然橡胶15‑25份、环氧树脂8‑12份、高密度聚乙烯6‑10份、三乙烯四胺2‑4份、聚醚砜2‑3份、亚硫酸氢钠1‑2份、脲醛树脂5‑8份、端羟基聚丁二烯4‑6份、纳米石墨烯1‑2份、纳米氧化锌1‑3份、十二烷基二甲基苄基溴化铵1‑2份、四乙基溴化铵0.8‑1.6份、1，2‑二甲氧基苯2‑3份、增塑剂1‑2份、硫化剂1‑1.6份、抗氧化剂1‑2份。本发明克服了现有技术的不足，提高了传统传感器塑料外壳的抗冲击性能，并且使其具有优良的耐老化性能，延长其使用寿命，并且成本较低，适宜推广生产。

Description

一种减震耐老化传感器外壳材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及传感器加工技术领域，具体涉及一种减震耐老化传感器外壳材料及其制备方法。
背景技术
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
传感器的内部通常根据其基本感知功能设置热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等。通常传感器的外部需要设置一个外壳来对这些元件进行保护，现有的传感器外壳主要分为金属外壳和塑料外壳，金属外壳主要采用铝或者不锈钢制备，具有优良的抗老化、耐高温、防腐蚀等性能，但是金属外壳质量较大，减震效果差，且造价较高，而塑料外壳一般采用ABS制备，质量轻便，具有一定的减震效果，造价低，但是容易损害，使用寿命短，所以针对这一特性，提升塑料外壳减震耐老化性能为现阶段的一大研究方向。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种减震耐老化传感器外壳材料及其制备方法，提高了传统传感器塑料外壳的抗冲击性能，并且使其具有优良的耐老化性能，延长其使用寿命，并且成本较低，适宜推广生产。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种减震耐老化传感器外壳材料，所述传感器外壳材料由以下重量份的原料制成：聚氨酯45-50份、天然橡胶15-25份、环氧树脂8-12份、高密度聚乙烯6-10份、三乙烯四胺2-4份、聚醚砜2-3份、亚硫酸氢钠1-2份、脲醛树脂5-8份、端羟基聚丁二烯4-6份、纳米石墨烯1-2份、纳米氧化锌1-3份、十二烷基二甲基苄基溴化铵1-2份、四乙基溴化铵0.8-1.6份、1，2-二甲氧基苯2-3份、增塑剂1-2份、硫化剂1-1.6份、抗氧化剂1-2份。
优选的，所述增塑剂为已二酸、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二仲辛酯质量比2∶2∶1的混合物。
优选的，所述硫化剂为N，N＇-间苯撑双马来酰亚胺、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、三聚硫氰酸质量比3∶1∶1的混合物。
优选的，所述抗氧化剂为过氧化苯甲酰、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、三辛酯质量比2∶3∶1的混合物。
所述传感器外壳材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将环氧树脂加入端羟基聚丁二烯、纳米氧化锌和纳米石墨烯于反应釜中高温高压搅拌改性一段时间，得到混合料A备用；
(2)将聚氨酯、高密度聚乙烯和聚醚砜混合，于粉碎机中进行粉碎，再加入上述混合料A中，在搅拌机中进行高速搅拌，得混合料B备用；
(3)将天然橡胶、脲醛树脂加入亚硫酸氢钠、十二烷基二甲基苄基溴化铵和硫化剂于混炼机中高温混炼1-2h后，在保温保温静置，得混合料C备用；
(4)将上述混合料B和混合料C混合后再加入三乙烯四胺、四乙基溴化铵、1，2-二甲氧基苯、增塑剂和抗氧化剂于混炼机中高温混炼后，挤出机挤出成型，得传感器外壳材料。
优选的，所述步骤(1)中高温高压搅拌改性的温度为120-140℃，压强为16-18MPa，搅拌转速为100-200r/min，时间为45-50min。
优选的，所述步骤(2)中搅拌机高速搅拌的转速为1200-1300r/min，搅拌时间为20-25min。
优选的，所述步骤(3)中混炼温度为180-190℃，保温静置时间为60-80min。
优选的，所述步骤(4)中高温混炼的温度为220-230℃，混炼时间为2-2.5h，挤出温度为190℃。
本发明提供一种减震耐老化传感器外壳材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
(1)本发明选取聚氨酯、天然橡胶、环氧树脂、高密度聚乙烯等物质为主要基料，有效提升产品的抗冲击强度，增强其使用效果，并且将环氧树脂加入端羟基聚丁二烯、纳米氧化锌和纳米石墨烯进行改性处理，进一步提升产品的韧性，增强其稳定性。
(2)本发明添加天然橡胶、脲醛树脂加入亚硫酸氢钠、十二烷基二甲基苄基溴化铵和硫化剂进行高温混炼硫化处理，提升产品的抗冲击性能，增强其减震效果。
(3)本发明各物质混合添加制备，使产品在具有优良的耐老化性能，并且成本低，质量轻便，适宜推广使用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种减震耐老化传感器外壳材料，所述传感器外壳材料由以下重量份的原料制成：聚氨酯45份、天然橡胶15份、环氧树脂8份、高密度聚乙烯6份、三乙烯四胺2份、聚醚砜2份、亚硫酸氢钠1份、脲醛树脂5份、端羟基聚丁二烯4份、纳米石墨烯1份、纳米氧化锌1份、十二烷基二甲基苄基溴化铵1份、四乙基溴化铵0.8份、1，2-二甲氧基苯2份、增塑剂1份、硫化剂1份、抗氧化剂1份。
所述增塑剂为已二酸、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二仲辛酯质量比2∶2∶1的混合物；所述硫化剂为N，N＇-间苯撑双马来酰亚胺、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、三聚硫氰酸质量比3∶1∶1的混合物；所述抗氧化剂为过氧化苯甲酰、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、三辛酯质量比2∶3∶1的混合物。
所述传感器外壳材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将环氧树脂加入端羟基聚丁二烯、纳米氧化锌和纳米石墨烯于反应釜中高温高压搅拌改性一段时间，得到混合料A备用；
(2)将聚氨酯、高密度聚乙烯和聚醚砜混合，于粉碎机中进行粉碎，再加入上述混合料A中，在搅拌机中进行高速搅拌，得混合料B备用；
(3)将天然橡胶、脲醛树脂加入亚硫酸氢钠、十二烷基二甲基苄基溴化铵和硫化剂于混炼机中高温混炼1-2h后，在保温保温静置，得混合料C备用；
(4)将上述混合料B和混合料C混合后再加入三乙烯四胺、四乙基溴化铵、1，2-二甲氧基苯、增塑剂和抗氧化剂于混炼机中高温混炼后，挤出机挤出成型，得传感器外壳材料。
其中，所述步骤(1)中高温高压搅拌改性的温度为120-140℃，压强为16-18MPa，搅拌转速为100-200r/min，时间为45-50min；所述步骤(2)中搅拌机高速搅拌的转速为1200-1300r/min，搅拌时间为20-25min；所述步骤(3)中混炼温度为180-190℃，保温静置时间为60-80min；所述步骤(4)中高温混炼的温度为220-230℃，混炼时间为2-2.5h，挤出温度为190℃。
实施例2：
一种减震耐老化传感器外壳材料，所述传感器外壳材料由以下重量份的原料制成：聚氨酯50份、天然橡胶25份、环氧树脂12份、高密度聚乙烯10份、三乙烯四胺4份、聚醚砜3份、亚硫酸氢钠2份、脲醛树脂8份、端羟基聚丁二烯6份、纳米石墨烯2份、纳米氧化锌3份、十二烷基二甲基苄基溴化铵2份、四乙基溴化铵1.6份、1，2-二甲氧基苯3份、增塑剂2份、硫化剂1.6份、抗氧化剂2份。
所述增塑剂为已二酸、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二仲辛酯质量比2∶2∶1的混合物；所述硫化剂为N，N＇-间苯撑双马来酰亚胺、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、三聚硫氰酸质量比3∶1∶1的混合物；所述抗氧化剂为过氧化苯甲酰、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、三辛酯质量比2∶3∶1的混合物。
所述传感器外壳材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将环氧树脂加入端羟基聚丁二烯、纳米氧化锌和纳米石墨烯于反应釜中高温高压搅拌改性一段时间，得到混合料A备用；
(2)将聚氨酯、高密度聚乙烯和聚醚砜混合，于粉碎机中进行粉碎，再加入上述混合料A中，在搅拌机中进行高速搅拌，得混合料B备用；
(3)将天然橡胶、脲醛树脂加入亚硫酸氢钠、十二烷基二甲基苄基溴化铵和硫化剂于混炼机中高温混炼1-2h后，在保温保温静置，得混合料C备用；
(4)将上述混合料B和混合料C混合后再加入三乙烯四胺、四乙基溴化铵、1，2-二甲氧基苯、增塑剂和抗氧化剂于混炼机中高温混炼后，挤出机挤出成型，得传感器外壳材料。
其中，所述步骤(1)中高温高压搅拌改性的温度为120-140℃，压强为16-18MPa，搅拌转速为100-200r/min，时间为45-50min；所述步骤(2)中搅拌机高速搅拌的转速为1200-1300r/min，搅拌时间为20-25min；所述步骤(3)中混炼温度为180-190℃，保温静置时间为60-80min；所述步骤(4)中高温混炼的温度为220-230℃，混炼时间为2-2.5h，挤出温度为190℃。
实施例3：
一种减震耐老化传感器外壳材料，所述传感器外壳材料由以下重量份的原料制成：聚氨酯48份、天然橡胶20份、环氧树脂10份、高密度聚乙烯8份、三乙烯四胺3份、聚醚砜2.5份、亚硫酸氢钠1.5份、脲醛树脂6份、端羟基聚丁二烯5份、纳米石墨烯1.5份、纳米氧化锌2份、十二烷基二甲基苄基溴化铵1.5份、四乙基溴化铵1.2份、1，2-二甲氧基苯2.5份、增塑剂1.5份、硫化剂1.3份、抗氧化剂1.5份。
所述增塑剂为已二酸、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二仲辛酯质量比2∶2∶1的混合物；所述硫化剂为N，N＇-间苯撑双马来酰亚胺、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、三聚硫氰酸质量比3∶1∶1的混合物；所述抗氧化剂为过氧化苯甲酰、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、三辛酯质量比2∶3∶1的混合物。
所述传感器外壳材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将环氧树脂加入端羟基聚丁二烯、纳米氧化锌和纳米石墨烯于反应釜中高温高压搅拌改性一段时间，得到混合料A备用；
(2)将聚氨酯、高密度聚乙烯和聚醚砜混合，于粉碎机中进行粉碎，再加入上述混合料A中，在搅拌机中进行高速搅拌，得混合料B备用；
(3)将天然橡胶、脲醛树脂加入亚硫酸氢钠、十二烷基二甲基苄基溴化铵和硫化剂于混炼机中高温混炼1-2h后，在保温保温静置，得混合料C备用；
(4)将上述混合料B和混合料C混合后再加入三乙烯四胺、四乙基溴化铵、1，2-二甲氧基苯、增塑剂和抗氧化剂于混炼机中高温混炼后，挤出机挤出成型，得传感器外壳材料。
其中，所述步骤(1)中高温高压搅拌改性的温度为120-140℃，压强为16-18MPa，搅拌转速为100-200r/min，时间为45-50min；所述步骤(2)中搅拌机高速搅拌的转速为1200-1300r/min，搅拌时间为20-25min；所述步骤(3)中混炼温度为180-190℃，保温静置时间为60-80min；所述步骤(4)中高温混炼的温度为220-230℃，混炼时间为2-2.5h，挤出温度为190℃。
实施例4：
选取实施例1-3所得材料和ABS的耐老化性能和抗冲击、拉伸和弯曲性能，检测方法如下：
(1)热氧老化检测：按照GB/T 1843-2008，GB/T 1040.2-2006和GB/T 9341-2008，分别将各组材料制备抗冲击、拉伸和弯曲性能的样条，置于恒温鼓风烘干箱内，在80℃条件下热氧老化一定时间后，检测各组的物理性质；
(2)物理性质检测：悬臂梁缺口冲击强度按照GB/T 1843-2008采用B5113.300型摆锤冲击仪测定，拉伸性能按照GB/T 1040.2-2006采用SHIMADUAG-I型电子拉力试验机检测，拉升速度为50mm/min，弯曲性能按照GB/T 9341-2008采用LJ-500型弯曲试验机测试，测试速度为2mm/min。检测结果如下表所示：
由上表可知本发明所得产品相较于ABS具有良好的抗冲击、拉伸和弯曲性能，同时具有良好的抗老化性能，适宜推广使用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种减震耐老化传感器外壳材料，其特征在于，所述传感器外壳材料由以下重量份的原料制成：聚氨酯45-50份、天然橡胶15-25份、环氧树脂8-12份、高密度聚乙烯6-10份、三乙烯四胺2-4份、聚醚砜2-3份、亚硫酸氢钠1-2份、脲醛树脂5-8份、端羟基聚丁二烯4-6份、纳米石墨烯1-2份、纳米氧化锌1-3份、十二烷基二甲基苄基溴化铵1-2份、四乙基溴化铵0.8-1.6份、1，2-二甲氧基苯2-3份、增塑剂1-2份、硫化剂1-1.6份、抗氧化剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种减震耐老化传感器外壳材料，其特征在于：所述增塑剂为已二酸、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二仲辛酯质量比2∶2∶1的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种减震耐老化传感器外壳材料，其特征在于：所述硫化剂为N，N＇-间苯撑双马来酰亚胺、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、三聚硫氰酸质量比3∶1∶1的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种减震耐老化传感器外壳材料，其特征在于：所述抗氧化剂为过氧化苯甲酰、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、三辛酯质量比2∶3∶1的混合物。
5.一种减震耐老化传感器外壳材料的制备方法，其特征在于：所述传感器外壳材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将环氧树脂加入端羟基聚丁二烯、纳米氧化锌和纳米石墨烯于反应釜中高温高压搅拌改性一段时间，得到混合料A备用；
(2)将聚氨酯、高密度聚乙烯和聚醚砜混合，于粉碎机中进行粉碎，再加入上述混合料A中，在搅拌机中进行高速搅拌，得混合料B备用；
(3)将天然橡胶、脲醛树脂加入亚硫酸氢钠、十二烷基二甲基苄基溴化铵和硫化剂于混炼机中高温混炼1-2h后，在保温保温静置，得混合料C备用；
(4)将上述混合料B和混合料C混合后再加入三乙烯四胺、四乙基溴化铵、1，2-二甲氧基苯、增塑剂和抗氧化剂于混炼机中高温混炼后，挤出机挤出成型，得传感器外壳材料。
6.根据权利要求5所述的一种减震耐老化传感器外壳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中高温高压搅拌改性的温度为120-140℃，压强为16-18MPa，搅拌转速为100-200r/min，时间为45-50min。
7.根据权利要求5所述的一种减震耐老化传感器外壳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中搅拌机高速搅拌的转速为1200-1300r/min，搅拌时间为20-25min。
8.根据权利要求5所述的一种减震耐老化传感器外壳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中混炼温度为180-190℃，保温静置时间为60-80min。
9.根据权利要求5所述的一种减震耐老化传感器外壳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中高温混炼的温度为220-230℃，混炼时间为2-2.5h，挤出温度为190℃。
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