CN117186546B

CN117186546B - 一种抗老化手机塑料支架及其制备方法

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Publication number: CN117186546B
Application number: CN202311176470.9A
Authority: CN
Inventors: 黄瑞胜
Original assignee: Dongguan Hongzhong Plastic Rubber Die Co ltd
Current assignee: Dongguan Hongzhong Plastic Rubber Die Co ltd
Priority date: 2023-09-13
Filing date: 2023-09-13
Publication date: 2024-05-14
Anticipated expiration: 2043-09-13
Also published as: CN117186546A

Abstract

本发明涉及手机支架技术领域，具体为一种抗老化手机塑料支架及其制备方法。步骤1：(1)将2,6‑二氨基苯并[1,2‑D:4,5‑D']二噻唑、溶剂、1,2‑环氧氯丁烷、氨水、相转移催化剂混合均匀，在80～85℃回流反应24小时，得到环氧基二噻唑；(2)将环氧基二噻唑、4‑氨基‑2,6‑二叔丁基苯酚、3‑丁烯‑1‑胺、溶剂、氨基改性聚丙烯单体混合均匀，在80～85℃回流反应24小时，得到有机抗老化剂；(3)将有机抗老化剂与异氰酸酯基纳米粒子复合，得到多元抗老化剂；步骤2：将聚丙烯粉料、多元抗老化剂、丙烯‑辛烯共聚物、抗静电聚丙烯、交联剂混合，挤出造粒、注塑成型，得到抗老化手机塑料支架。

Description

一种抗老化手机塑料支架及其制备方法

技术领域

本发明涉及手机支架技术领域，具体为一种抗老化手机塑料支架及其制备方法。

背景技术

手机塑料支架是一种由塑料材质制成的，轻质、小巧、方便、可多角度调节的产品。相较于金属支架，塑胶支架表面光滑，不易对手机产生划痕，对手机友好；且其成本较低、生产效率较高，是一种更符合市场化的产品。

手机塑料支架常用的材料包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)三大类；其中聚丙烯类塑料支架具有防水、防震、耐高温等性质，且制造成本、生产工艺相对较低，应用更为广泛。但是聚丙烯类塑料支架，由于材质相对较脆，容易受到外力影响而损坏、抗冲击性能较差；同时，其老化问题是最大的诟病，长时间使用极易老化变脆、变形，导致时候寿命较短、美观性降低。现有技术中，通常会引入抗老化剂等添加剂，用于提高性能，但是存在小分子迁移性和相容性问题，抗老化性能仍有待提高。

综上，解决上述问题，制备一种抗老化手机塑料支架具有重要应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗老化手机塑料支架及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种抗老化手机塑料支架的制备方法，包括以下过程：

步骤1：(1)将2,6-二氨基苯并[1,2-D:4,5-D']二噻唑、溶剂、1,2-环氧氯丁烷、氨水、相转移催化剂混合均匀，在80～85℃回流反应24小时，得到环氧基二噻唑；(2)将环氧基二噻唑、4-氨基-2,6-二叔丁基苯酚、3-丁烯-1-胺、溶剂、氨基改性聚丙烯单体混合均匀，在80～85℃回流反应24小时，得到有机抗老化剂；(3)将有机抗老化剂与异氰酸酯基纳米粒子复合，得到多元抗老化剂；

步骤2：将聚丙烯粉料、多元抗老化剂、丙烯-辛烯共聚物、抗静电聚丙烯、交联剂混合，挤出造粒、注塑成型，得到抗老化手机塑料支架。

较为优化地，所述抗老化手机塑料支架的原料包括以下组分：按重量份数计，100份聚丙烯粉料、12～20份多元抗老化剂、5～7份抗静电聚丙烯、8～10份丙烯-辛烯共聚物、0.5～0.8份交联剂。

较为优化地，所述抗老化手机塑料支架的原料包括以下组分：按重量份数计，100份聚丙烯粉料、12～20份多元抗老化剂、5～7份抗静电聚丙烯、8～10份丙烯-辛烯共聚物。

较为优化地，所述多元抗老化剂中，有机抗老化剂与异氰酸酯基纳米粒子的质量比为10:1.5～2.5；所述有机抗老化剂的原料包括以下组分：按重量份数计，4.5～5.5份环氧基二噻唑、1～1.2份4-氨基-2,6-二叔丁基苯酚、3～4份3-丁烯-1-胺、5～10份氨基改性聚丙烯单体。

较为优化地，所述环氧基二噻唑的原料包括以下组分：按重量份数计，2～2.5份2,6-二氨基苯并[1,2-D:4,5-D']二噻唑、4～6份1,2-环氧氯丁烷、10～15份氨水、0.03～0.08份相转移催化剂。

较为优化地，所述多元抗老化剂的具体过程为：氮气氛围下，将有机抗老化剂、异氰酸酯基纳米粒子、溶剂在80～90℃下搅拌4～5小时，洗涤干燥，得到多元抗老化剂。

较为优化地，所述氨基改性聚丙烯单体的制备过程为：(1)将等规聚丙烯热解得到异丙烯基封端聚丙烯单体；(2)将半胱胺、偶氮二异丁腈、异丙烯基封端聚丙烯单体、溶剂混合均匀，在100～105℃下搅拌反应4.5～5.5小时，洗涤干燥，得到氨基改性聚丙烯单体。

较为优化地，所述等规聚丙烯的分子量为8～15万，热解温度为350～400℃，热解时间为4～5小时；所述氨基改性聚丙烯单体的原料包括以下组分：按重量份数计，10份半胱胺、0.04～0.06份偶氮二异丁腈、8.5～9份异丙烯基封端聚丙烯单体。

较为优化地，步骤2中，挤出造粒过程中，各区温度为：机头温度为200～210℃，一段温度为170～180℃、二段温度为180～190℃、三段温度为190～200℃；注塑成型过程中，注塑压力为100～120MPa，进料端温度为200～210℃，压缩段温度为230～240℃、喷嘴温度为220～230℃。

较为优化地，所述的一种抗老化手机塑料支架的制备方法制备得到的抗老化塑料支架。

与现有技术相比，有益效果为：方案中，将有机抗老化剂和异氰酸酯基纳米粒子复合，制备得到一种多元抗老化剂，有效提高手机塑料支架的抗冲击性能、抗老化性能；从而有效提高手机塑料支架的使用性和使用寿命。

其中，有机抗老化剂是以2,6-二氨基苯并[1,2-D:4,5-D']二噻唑为基础，先通过氨基与环氧氯丁烷的反应接枝环氧基团，再利用环氧基团与氨基的反应，接枝4-氨基-2,6-二叔丁基苯酚(受阻酚)、3-丁烯-1-胺(短链烯)、氨基改性聚丙烯单体(长链烯)得到支化型有机抗老化剂。异氰酸酯基纳米粒子是以纳米粒子为基础，通过二异氰酸酯改性得到。两者复合过程，是利用有机抗老化剂中氨基与环氧基反应产生的羟基，以及剩余的氨基与纳米粒子表面的异氰酸酯交联，从而复合得到。

一方面：其一，以2,6-二氨基苯并[1,2-D:4,5-D']二噻唑为中心，利用其含有的共轭杂环，可以有效吸收紫外线，从而降低老化性；其二，支链中的受阻酚，有效提高了抗氧性，延缓了老化过程；同时，异氰酸酯基纳米粒子中无机粒子具有光散射、反射作用，可以耗散紫外光，同时其具有热稳定性；因此，得到多元抗老化剂，在紫外吸收性的杂化、抗氧化的受阻酚、以及纳米粒子的协同下，显著提高了手机塑料支架的抗老化性能。

另一方面：其一，有机抗老化剂中含有短链烯，具有反应交联性、具有聚丙烯单体(由聚丙烯降解改性所得)，具有相似相容性；有效增强了其在聚丙烯中的分散性、同时抑制了抗老化剂的小分子迁移性；其二，有机抗老化剂与纳米粒子的复合，有效提高了纳米粒子在聚丙烯中的分散性，有效增强了手机塑料支架的力学和抗老化性能；其三，支链性有效提高了塑料支架的韧性；同时，纳米粒子引入提高了成核性；而长链支链促进了异相成核，抑制了分子链的运动，提高了韧性，有效提高了塑料支架的抗冲击性能。

综上，方案中通过制备了多元抗老化剂，用于替代常规多种小分子添加剂的引入，有效增加了小分子迁移性，和原料分散性，从而有效提高了手机塑料支架的性能，增强使用性和使用寿命。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

需要说明的是，本发明所有涉及的原料的购买厂家没有任何特殊的限制示例性地包括：以下实施例中，2,6-二氨基苯并[1,2-D:4,5-D']二噻唑的CAS号为16162-28-0；氨水浓度为30wt％；半胱胺的CAS号为60-23-1、1,2-环氧氯丁烷的CAS号为13067-79-3；4-氨基-2,6-二叔丁基苯酚的CAS号为950-58-3；1,6-己二异氰酸酯的CAS号为822-06-0；3-丁烯-1-胺的CAS号为2524-49-4；等规聚丙烯的牌号为PPH-T03，分子量为8～15万；纳米二氧化钛的平均粒径为150nm，品牌为阿拉丁；抗静电聚丙烯的牌号为K1514；聚丙烯粉料的牌号为PPH-XD-075；以下份数为质量份；

异丙烯基封端聚丙烯单体是基于现有工艺进行合成的：将等规聚丙烯放入高温反应釜中，真空条件下，在380℃裂解4小时；将产物冷却至200℃，倒入二甲苯中，搅拌溶解，得到二甲苯溶液；将二甲苯溶液倒入乙醇中沉淀析出，洗涤过滤，得到异丙烯基封端聚丙烯单体；

将2份纳米二氧化钛、3.5份1,6-己二异氰酸酯、15份甲苯、0.1g二月桂酸正丁基锡催化剂搅拌均匀，升温至75℃反应10小时，过滤干燥，得到异氰酸酯基纳米粒子；

实施例1：一种抗老化手机塑料支架的制备方法，包括以下过程：

步骤1：(1)将10份半胱胺、0.05份偶氮二异丁腈、8.9份异丙烯基封端聚丙烯单体、120份氯苯(预先干燥)中混合均匀，在105℃下搅拌反应5小时，洗涤干燥，得到氨基改性聚丙烯单体；(2)将2.2份2,6-二氨基苯并[1,2-D:4,5-D']二噻唑加入至反应釜中，依次加入200份无水甲醇、4.5份1,2-环氧氯丁烷、12份氨水、0.05份十六烷基三甲基溴化铵，在85℃下回流反应24小时；80℃旋蒸除去未反应的环氧氯丙烷和甲醇，洗涤干燥，得到环氧基二噻唑；将5份环氧基二噻唑、1.2份4-氨基-2,6-二叔丁基苯酚、3.5份3-丁烯-1-胺、200份无水甲醇、8份氨基改性聚丙烯单体混合均匀，在80℃下回流反应24小时(冷凝装置上方设有无水氯化钙干燥管)；将产物洗涤干燥得到有机抗老化剂；(3)氮气氛围下，将10份抗老化剂、2份异氰酸酯基纳米粒子、150份甲苯、在80℃搅拌5小时，洗涤干燥，得到多元抗老化剂；

步骤2：将100份聚丙烯粉料、12份多元抗老化剂、10份丙烯-辛烯共聚物、7份抗静电聚丙烯、0.5份过氧化二异丙苯混合，挤出造粒：机头温度为205℃，一段温度为175℃、二段温度为185℃、三段温度为195℃；注塑成型：注塑压力为120MPa，进料端温度为205℃，压缩段温度为220℃、喷嘴温度为225℃，得到抗老化手机塑料支架。

实施例2：一种抗老化手机塑料支架的制备方法，包括以下过程：

步骤2：将100份聚丙烯粉料、18多元抗老化剂、9份丙烯-辛烯共聚物、6份抗静电聚丙烯、0.6份过氧化二异丙苯混合，挤出造粒：机头温度为205℃，一段温度为175℃、二段温度为185℃、三段温度为195℃；注塑成型：注塑压力为120MPa，进料端温度为205℃，压缩段温度为220℃、喷嘴温度为225℃，得到抗老化手机塑料支架。

实施例3：一种抗老化手机塑料支架的制备方法，包括以下过程：

步骤1：(1)将10份半胱胺、0.05份偶氮二异丁腈、8.9份异丙烯基封端聚丙烯单体、120份氯苯(预先干燥)中混合均匀，在105℃下搅拌反应5小时，洗涤干燥，得到氨基改性聚丙烯单体；(2)将2.2份2,6-二氨基苯并[1,2-D:4,5-D']二噻唑加入至反应釜中，依次加入200份无水甲醇、4.5份1,2-环氧氯丁烷、12份氨水、0.05份十六烷基三甲基溴化铵，在85℃下回流反应24小时；80℃旋蒸除去未反应的环氧氯丙烷和甲醇，洗涤干燥，得到环氧基二噻唑；将5份环氧基二噻唑、1.2份4-氨基-2,6-二叔丁基苯酚、3.5份3-丁烯-1-胺、200份无水甲醇、8份氨基改性聚丙烯单体混合均匀，在80℃下回流反应24小时(冷凝装置上方设有无水氯化钙干燥管)；将产物洗涤干燥得到有机抗老化剂；(3)氮气氛围下，将10份抗老化剂、2.5份异氰酸酯基纳米粒子、150份甲苯、在80℃搅拌5小时，洗涤干燥，得到多元抗老化剂；

步骤2：将100份聚丙烯粉料、20份多元抗老化剂、8份丙烯-辛烯共聚物、5份抗静电聚丙烯、0.6份过氧化二异丙苯混合，挤出造粒：机头温度为205℃，一段温度为175℃、二段温度为185℃、三段温度为195℃；注塑成型：注塑压力为120MPa，进料端温度为205℃，压缩段温度为220℃、喷嘴温度为225℃，得到抗老化手机塑料支架。

对比例1：更换多元抗老化剂；一种抗老化手机塑料支架的制备方法，包括以下过程：

步骤1：将2g纳米二氧化钛加入至100份无水乙醇中，超声分散，加入0.5份硅烷偶联剂KH-560，调节温度为80℃恒温搅拌4小时，抽滤干燥得到，改性纳米粒子；将2g改性纳米粒子、1.5份4-氨基-2,6-二叔丁基苯酚在100份无水甲醇中分散均匀，在60℃下反应8小时，过滤干燥，得到多元抗老化剂；

对比例2：以对苯二胺为中心，制备多元抗老化剂；一种抗老化手机塑料支架的制备方法，包括以下过程：

步骤1：(1)将10份半胱胺、0.05份偶氮二异丁腈、8.9份异丙烯基封端聚丙烯单体、120份氯苯(预先干燥)中混合均匀，在105℃下搅拌反应5小时，洗涤干燥，得到氨基改性聚丙烯单体；(2)将1.1份对苯二胺加入至反应釜中，依次加入200份无水甲醇、4.5份1,2-环氧氯丁烷、12份氨水、0.05份十六烷基三甲基溴化铵，在85℃下回流反应24小时；80℃旋蒸除去未反应的环氧氯丙烷和甲醇，洗涤干燥，得到环氧基二噻唑；将5份环氧基二噻唑、1.2份4-氨基-2,6-二叔丁基苯酚、3.5份3-丁烯-1-胺、200份无水甲醇、8份氨基改性聚丙烯单体混合均匀，在80℃下回流反应24小时(冷凝装置上方设有无水氯化钙干燥管)；将产物洗涤干燥得到有机抗老化剂；(3)氮气氛围下，将10份抗老化剂、2份异氰酸酯基纳米粒子、150份甲苯、在80℃搅拌5小时，洗涤干燥，得到多元抗老化剂；

对比例3：提高多元抗老化剂的含量，其余与实施例2相同；一种抗老化手机塑料支架的制备方法，包括以下过程：

步骤2：将100份聚丙烯粉料、30份多元抗老化剂、9份丙烯-辛烯共聚物、6份抗静电聚丙烯、0.6份过氧化二异丙苯混合，挤出造粒：机头温度为205℃，一段温度为175℃、二段温度为185℃、三段温度为195℃；注塑成型：注塑压力为120MPa，进料端温度为205℃，压缩段温度为220℃、喷嘴温度为225℃，得到抗老化手机塑料支架。

对比例4：纯PP制备的抗老化手机塑料支架。

性能测试：将实施例和对比例制备得到的抗老化手机塑料支架，将其置于紫外加速老化实验箱中，在温度为50℃下；以340nm的辐射波长，在紫外辐射强度为0.98W/m²采用连续光照，老化时间为2500小时；按照GB/T1043.1-2008，试样为哑铃型，摆锤能量为50J，冲击速度为5m/s，测试老化前后的抗冲击强度，所得数据如下所示：

试样	老化前抗冲击强度kj/m²	老化后抗冲击强度kj/m²
			实施例1	132.7	109.2
实施例2	136.6	112.8
			实施例3	133.6	111.0
对比例1	114.9	80.8
			对比例2	131.3	98.9
对比例3	127.1	96.1
			对比例4	113.2	55.3

结论：由上表中的数据可知方案中制备得到的多元抗老化剂不仅增强了手机塑料支架的抗冲击性，同时显著增强了抗老化性能。有对比例1～4可知，与纯聚丙烯材料相比，通过引入多元抗老化剂；抗老化性能大幅度提升；而对比1中将纳米粒子和小分子抗氧化剂结合，抗氧化性能相较于实施例2有明显下降；对比例2中，不以2,6-二氨基苯并[1,2-D:4,5-D']二噻唑为中心，使得性能有所下降；对比例3中，由于多元抗老化剂引入量增多，界面作用下降，相容性下降，使得性能下降。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。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

1.一种抗老化手机塑料支架的制备方法，其特征在于：包括以下过程：

步骤2：将聚丙烯粉料、多元抗老化剂、丙烯-辛烯共聚物、抗静电聚丙烯、交联剂混合，挤出造粒、注塑成型，得到抗老化手机塑料支架；

所述抗老化手机塑料支架的原料包括以下组分：按重量份数计，100份聚丙烯粉料、12～20份多元抗老化剂、5～7份抗静电聚丙烯、8～10份丙烯-辛烯共聚物、0.5～0.8份交联剂；所述聚丙烯粉料的牌号为PPH-XD-075。

2.根据权利要求1所述的一种抗老化手机塑料支架的制备方法，其特征在于：所述多元抗老化剂中，有机抗老化剂与异氰酸酯基纳米粒子的质量比为10:1.5～2.5；所述有机抗老化剂的原料包括以下组分：按重量份数计，4.5～5.5份环氧基二噻唑、1～1.2份4-氨基-2,6-二叔丁基苯酚、3～4份3-丁烯-1-胺、5～10份氨基改性聚丙烯单体。

3.根据权利要求2所述的一种抗老化手机塑料支架的制备方法，其特征在于：所述环氧基二噻唑的原料包括以下组分：按重量份数计，2～2.5份2,6-二氨基苯并[1,2-D:4,5-D']二噻唑、4～6份1,2-环氧氯丁烷、10～15份氨水、0.03～0.08份相转移催化剂。

4.根据权利要求1所述的一种抗老化手机塑料支架的制备方法，其特征在于：所述多元抗老化剂的具体过程为：氮气氛围下，将有机抗老化剂、异氰酸酯基纳米粒子、溶剂在80～90℃下搅拌4～5小时，洗涤干燥，得到多元抗老化剂。

5.根据权利要求1所述的一种抗老化手机塑料支架的制备方法，其特征在于：所述氨基改性聚丙烯单体的制备过程为：(1)将等规聚丙烯热解得到异丙烯基封端聚丙烯单体；(2)将半胱胺、偶氮二异丁腈、异丙烯基封端聚丙烯单体、溶剂混合均匀，在100～105℃下搅拌反应4.5～5.5小时，洗涤干燥，得到氨基改性聚丙烯单体。

6.根据权利要求5所述的一种抗老化手机塑料支架的制备方法，其特征在于：所述等规聚丙烯的分子量为8～15万，热解温度为350～400℃，热解时间为4～5小时；所述氨基改性聚丙烯单体的原料包括以下组分：按重量份数计，10份半胱胺、0.04～0.06份偶氮二异丁腈、8.5～9份异丙烯基封端聚丙烯单体。

7.根据权利要求1所述的一种抗老化手机塑料支架的制备方法，其特征在于：步骤2中，挤出造粒过程中，各区温度为：机头温度为200～210℃，一段温度为170～180℃、二段温度为180～190℃、三段温度为190～200℃；注塑成型过程中，注塑压力为100～120MPa，进料端温度为200～210℃，压缩段温度为230～240℃、喷嘴温度为220～230℃。

8.根据权利要求1～7任一项所述的一种抗老化手机塑料支架的制备方法制备得到的抗老化塑料支架。