CN111072856A - 一种行车记录仪改性外壳成型工艺 - Google Patents

一种行车记录仪改性外壳成型工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种行车记录仪改性外壳成型工艺，涉及聚乙烯外壳技术领域，其技术方案要点是，包括如下步骤：将引发剂溶于有机溶剂中，加入UHMWPE，室温下充分搅拌进行引发反应，得到经引发剂溶胀的UHMWPE；将溶胀后的UHMWPE加入至去离子水中进行预热，之后加入溴苯乙烯进行接枝反应，除杂后得到接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE；将接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE送入双螺杆挤出机中熔融挤出，倒入模具中，保压10s后，冷却至室温，脱模；对脱模后的中间产物进行研磨抛光。本发明解决了塑料制成的行车记录仪壳体容易燃烧的问题，达到了增强行车记录仪壳体阻燃性能的效果。

Description

一种行车记录仪改性外壳成型工艺
技术领域
本发明涉及聚乙烯外壳技术领域，更具体的说，它涉及一种行车记录仪改性外壳成型工艺。
背景技术
目前，超高分子量聚乙烯，简称UHMWPE，是一种分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯，具有超强的耐磨性、自润滑性，强度比较高、化学性质稳定、抗老化性能强，适合作为行车记录仪的待加工材料。
现有技术可参考公开号为CN109147087A的中国发明专利，其公开了一种具有净化空气功能的行车记录仪，包括行车记录仪本体，且行车记录仪本体为一种塑料材质的构件。塑料的主要成分是聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯，用塑料作为主要成分制作行车记录仪壳体具有不会锈蚀、绝缘性好的优点。
但是，大部分塑料制品导热性较差，热膨胀率低，极易燃烧，从而导致通过塑料制成的行车记录仪壳体成为车内的安全隐患。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种行车记录仪改性外壳成型工艺，其具有增强行车记录仪壳体阻燃性能的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种行车记录仪改性外壳成型工艺，包括如下步骤：
将引发剂溶于有机溶剂中，加入UHMWPE，室温下充分搅拌进行引发反应，得到经引发剂溶胀的UHMWPE；
Figure BDA0002336274700000011
将溶胀后的UHMWPE加入至去离子水中进行预热，之后加入溴苯乙烯进行接枝反应，除杂后得到接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE；
Figure BDA0002336274700000021
将接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE注入模具中，冷却至室温后脱模；对脱模后的中间产物进行研磨抛光，得到行车记录仪改性外壳。
通过采用上述技术方案，UHMWPE中加入引发剂过氧乙酰，过氧乙酰中的-O-O-键断裂形成两个自由基，每个自由基夺取UHMWPE中的氢原子形成乙酸，UHMWPE形成高分子自由基。溶液中发生的次要反应是过氧乙酰发生脱羧反应生成甲基自由基和二氧化碳。之后在高分子自由基中加入溴苯乙烯单体，发生聚合反应，生成接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE。在UHMWPE接入溴苯乙烯，可以为UHMWPE引入阻燃性能，从而降低行车记录仪外壳燃烧的几率。
本发明进一步设置为：UHMWPE与引发剂的质量比为200-300：1，引发剂为过氧乙酰。
通过采用上述技术方案，通过加入引发剂过氧乙酰，过氧乙酰中的-O-O-键断裂后可以形成两个活性自由基，通过自由基夺取UHMWPE中的氢原子使得UHMWPE成为高分子自由基，便于继续进行UHMWPE的接枝反应。
本发明进一步设置为：有机溶剂为乙醚，引发反应结束后，常温挥发乙醚，之后对溶胀的UHMWPE进行真空干燥。
通过采用上述技术方案，通过选择乙醚作为溶剂进行引发反应，引发剂过氧乙酰和UHMWPE均溶于乙醚，同时乙醚的沸点仅为34.6℃，反应结束后便于在常温条件下挥发乙醚除去溶剂。
本发明进一步设置为：接枝反应过程中，反应温度为90-110℃，反应时间为30-60min。
通过采用上述技术方案，反应温度的升高，会推动反应进程向右进行，从而提高接枝反应的接枝率；由于溶剂为水，接枝反应的最佳反应温度在90-110℃范围内，通过设定反应温度，降低由于温度过高导致溶剂沸腾的可能性，同时也降低温度过低导致接枝率降低的可能性。
本发明进一步设置为：接枝反应结束后，产物通过减压过滤除去低聚物和副产物。
通过采用上述技术方案，由于过氧乙酰会发生副反应脱羧生成甲基自由基，在聚合反应过程中，甲基自由基会与溴化的聚苯乙烯结合，溶液中存在着没有反应完全的低聚物，通过减压过滤除去副产物和低聚物。
本发明进一步设置为：接枝反应结束后，产物用碳酸氢钠溶液洗涤除去乙酸，用去离子水洗涤除去碳酸氢钠，之后在产物中加入无水硫酸镁吸取多余的水。
通过采用上述技术方案，过氧乙酰与UHMWPE反应生成乙酸，通过加入碳酸氢钠与乙酸反应除去乙酸，之后通过去离子水洗涤除去碳酸氢钠，最后加入无水硫酸镁将多余的水除去。
本发明进一步设置为：将接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE注入模具的具体工艺如下：将注塑模具固定在注塑机内，将接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE倒入注塑机的烘干料桶内烘干2小时；在注塑机的料筒温度达到160-200℃时进行注塑；注塑完成后保压10s，将产物脱模。
通过采用上述技术方案，物料经烘干后进行注塑，便于将经过接枝改性的UHMWPE通过注塑形成模具。
综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：
1.通过选择过氧乙酰为引发剂，过氧乙酰中的-O-O-键断裂后可以形成两个活性自由基，便于通过自由基夺取UHMWPE中的氢原子使得UHMWPE成为高分子自由基；
2.通过在UHMWPE中接入溴苯乙烯，便于为UHMWPE增加阻燃性能。
具体实施方式
实施例
实施例1：一种行车记录仪改性外壳成型工艺，包括如下步骤：
将过氧乙酰溶于乙醚中配制成有机溶剂，将UHMWPE分散于过氧乙酰的有机溶剂中，UHMWPE与过氧乙酰的质量比为250：1，室温下充分搅拌。反应结束后常温挥发乙醚，真空干燥得到后得到溶胀后的UHMWPE。
将溶胀后的UHMWPE和去离子水加入至三口烧瓶中，80℃预热15min，之后向三口烧瓶中加入与UHMWPE质量相同的溴苯乙烯，100℃反应45min。产物减压过滤除去低聚物和副产物，之后用碳酸氢钠溶液洗涤除去乙酸，并用去离子水洗涤除去碳酸氢钠，在产物中加入无水硫酸镁吸取多余的水，得到接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE。
将注塑模具固定在注塑机内，将接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE倒入注塑机的烘干料桶内烘干2小时；在注塑机的料筒温度达到180℃时进行注塑；注塑完成后保压10s，脱模得到中间产物。将脱模后的中间产物送入研磨机中，加入体积比为1：1的水和研磨液，对中间产物进行研磨抛光后得到行车记录仪改性外壳。
实施例2：实施例2与实施例1的区别在于，UHMWPE与过氧乙酰的质量比为200：1。
实施例3：实施例3与实施例1的区别在于，UHMWPE与过氧乙酰的质量比为300：1。
实施例4：实施例4与实施例1的区别在于，向三口烧瓶中加入与UHMWPE质量相同的溴苯乙烯，90℃反应45min。
实施例5：实施例5与实施例1的区别在于，向三口烧瓶中加入与UHMWPE质量相同的溴苯乙烯，110℃反应45min。
实施例6：一种行车记录仪改性外壳成型工艺，包括如下步骤：
将过氧乙酰溶于乙醚中配制成有机溶剂，将UHMWPE分散于过氧乙酰的有机溶剂中，UHMWPE与过氧乙酰的质量比为250：1，室温下充分搅拌。反应结束后常温挥发乙醚，真空干燥得到后得到溶胀后的UHMWPE。
将溶胀后的UHMWPE和去离子水加入至三口烧瓶中，80℃预热15min，之后向三口烧瓶中加入与UHMWPE质量相同的溴苯乙烯，100℃反应30min。产物减压过滤除去低聚物和副产物，之后用碳酸氢钠溶液洗涤除去乙酸，并用去离子水洗涤除去碳酸氢钠，在产物中加入无水硫酸镁吸取多余的水，得到接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE。
将注塑模具固定在注塑机内，将接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE倒入注塑机的烘干料桶内烘干2小时；在注塑机的料筒温度达到160℃时进行注塑；注塑完成后保压10s，脱模得到中间产物。将脱模后的中间产物送入研磨机中，加入体积比为0.5：1的水和研磨液，对中间产物进行研磨抛光后得到行车记录仪改性外壳。
实施例7：一种行车记录仪改性外壳成型工艺，包括如下步骤：
将过氧乙酰溶于乙醚中配制成有机溶剂，将UHMWPE分散于过氧乙酰的有机溶剂中，UHMWPE与过氧乙酰的质量比为250：1，室温下充分搅拌。反应结束后常温挥发乙醚，真空干燥得到后得到溶胀后的UHMWPE。
将溶胀后的UHMWPE和去离子水加入至三口烧瓶中，80℃预热15min，之后向三口烧瓶中加入与UHMWPE质量相同的溴苯乙烯，100℃反应60min。产物减压过滤除去低聚物和副产物，之后用碳酸氢钠溶液洗涤除去乙酸，并用去离子水洗涤除去碳酸氢钠，在产物中加入无水硫酸镁吸取多余的水，得到接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE。
将注塑模具固定在注塑机内，将接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE倒入注塑机的烘干料桶内烘干2小时；在注塑机的料筒温度达到200℃时进行注塑；注塑完成后保压10s，脱模得到中间产物。将脱模后的中间产物送入研磨机中，加入体积比为2：1的水和研磨液，对中间产物进行研磨抛光后得到行车记录仪改性外壳。
对比例
对比例1：对比例1和实施例1的区别在于，UHMWPE与过氧乙酰的质量比为100：1。
对比例2：对比例2和实施例1的区别在于，UHMWPE与过氧乙酰的质量比为400：1。
对比例3：对比例3和实施例1的区别在于，向三口烧瓶中加入与UHMWPE质量相同的溴苯乙烯，70℃反应45min。
对比例4：对比例4和实施例1的区别在于，向三口烧瓶中加入与UHMWPE质量相同的溴苯乙烯，140℃反应45min。
对比例5：对比例5和实施例1的区别在于，不加入引发剂过氧乙酰。
对比例6：对比例6和实施例1的区别在于，UHMWPE中不接枝溴苯乙烯。
性能检测试验
依照GB/T 1043.1-2008分别测定实施例和对比例在常温和-5℃条件下的冲击强度；
依照GB/T 1040.1-2006分别测定实施例和对比例在常温和-5℃条件下的拉伸强度和断裂伸长率；
依照GB/T 2408/IEC60695-2003分别测定实施例和对比例的UL-94等级；上述试验结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002336274700000051
根据表1中各组实施例以及对比例的数据可知：随着过氧乙酰加入量的增多，终产物的拉伸强度逐渐增大，当过氧乙酰的加入量低于实施例限定的加入范围时，终产物的拉伸强度明显降低，当过氧乙酰的加入量高于实施例限定的加入范围时，终产物的拉伸强度基本持平。
随着接枝反应温度的升高，终产物的断裂伸长率逐渐增大，当反应温度低于实施例限定的范围时，终产物的断裂伸长率明显降低，当反应温度高于实施例限定的范围时，终产物的断裂伸长率基本维持不变。
UHMWPE与溴苯乙烯的反应时间对终产物的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率影响较小。
UHMWPE经引发接枝溴苯乙烯，为UHMWPE赋予了较好的阻燃性能。没有接枝过氧乙酰的对比例5和对比例6都不具有阻燃性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种行车记录仪改性外壳成型工艺，其特征在于：包括如下步骤：
将引发剂溶于有机溶剂中，加入UHMWPE，室温下充分搅拌进行引发反应，得到经引发剂溶胀的UHMWPE；
将溶胀后的UHMWPE加入至去离子水中进行预热，之后加入溴苯乙烯进行接枝反应，除杂后得到接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE；
将接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE注入模具中，冷却至室温后脱模；对脱模后的中间产物进行研磨抛光，得到行车记录仪改性外壳。
2.根据权利要求1所述的一种行车记录仪改性外壳成型工艺，其特征在于：UHMWPE与引发剂的质量比为200-300：1，引发剂为过氧乙酰。
3.根据权利要求1所述的一种行车记录仪改性外壳成型工艺，其特征在于：有机溶剂为乙醚，引发反应结束后，常温挥发乙醚，之后对溶胀的UHMWPE进行真空干燥。
4.根据权利要求1所述的一种行车记录仪改性外壳成型工艺，其特征在于：接枝反应过程中，加入与UHMWPE质量相同的溴苯乙烯。
5.根据权利要求1所述的一种行车记录仪改性外壳成型工艺，其特征在于：接枝反应过程中，反应温度为90-110℃，反应时间为30-60min。
6.根据权利要求1所述的一种行车记录仪改性外壳成型工艺，其特征在于：接枝反应结束后，产物通过减压过滤除去低聚物和副产物。
7.根据权利要求1所述的一种行车记录仪改性外壳成型工艺，其特征在于：接枝反应结束后，产物用碳酸氢钠溶液洗涤除去乙酸，用去离子水洗涤除去碳酸氢钠，之后在产物中加入无水硫酸镁吸取多余的水。
8.根据权利要求1所述的一种行车记录仪改性外壳成型工艺，其特征在于：将接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE注入模具的具体工艺如下：将注塑模具固定在注塑机内，将接枝溴化聚苯乙烯的UHMWPE倒入注塑机的烘干料桶内烘干2小时；在注塑机的料筒温度达到160-200℃时进行注塑；注塑完成后保压10s，将产物脱模。
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