一种导热耐刮擦PS复合材料及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201710834377.0 | 申请日 | 2017-09-15 | 公开(公告)号 | CN107501775A | 公开(公告)日 | 2017-12-22 |
| 申请人 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司; | 发明人 | 刘凯; 伏建博; 王添琪; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种导热耐刮擦PS 复合材料 及其制备方法，按重量份其组成为：PS为80份-100份；导热耐刮擦母粒为10份-16份；抗 氧 剂为0.1份-0.5份；相容剂为0.1份-0.3份；导热耐刮擦母粒，由以下重量份的组分制成：LDPE为40份-60份；TiO2负载ZnO粒子为12份-16份； 偶联剂 为0.1份-0.3份； 润滑剂 为0.1份-0.5份。本 申请 制得的导热耐刮擦母粒工艺简单，价格低廉；导热耐刮擦母粒的加入不但提升PS复合材料的导热性能，也提升了PS复合材料的耐刮擦性能。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种导热耐刮擦PS复合材料，其特征在于，按重量份其组成为： |
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| 说明书全文 | 一种导热耐刮擦PS复合材料及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种导热耐刮擦PS复合材料及其制备方法。 背景技术[0002] 聚苯乙烯(PS)具有质轻、无毒、无臭，化学稳定性好，且在常温下不溶于一般溶剂，吸水性小等优点。尽管PS的综合性能非常优异，但是在一些特殊的应用领域，对导热性能、耐刮擦性能有很高的要求，普通PS不能满足这种要求，这就大大限制了PS复合材料的应用范围。 [0003] 鉴于此原因，本申请创新制得一种导热性能和耐刮擦性能优异的PS复合材料，弥补现有PS复合材料的不足，这种PS材料至今尚未见于报道，这对于扩展PS复合材料的应用具有非常重要的现实意义。 发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种导热耐刮擦PS复合材料及其制备方法，以解决现有技术的PS导热及耐刮擦性能不足的问题。 [0005] 本发明是通过以下技术方案实现的： [0006] 一种导热耐刮擦PS复合材料，按重量份其组成为： [0007] [0008] 所述导热耐刮擦母粒，由以下重量份的组分制成： [0009] [0010] [0011] 所述TiO2负载ZnO粒子的制备步骤如下： [0012] (1)称取一定质量的纳米TiO2、纳米ZnO； [0014] (3)分离后在真空干燥箱里干燥10-12h，既得TiO2负载ZnO粒子。 [0015] 步骤(1)中纳米TiO2的粒径尺寸为20-30nm，纳米ZnO的粒径尺寸为10-20nm，且纳米TiO2、纳米ZnO的质量比为(4-8)：(1-3)。 [0016] 步骤(3)中的真空干燥箱温度为80-100℃。 [0018] 所述润滑剂为德固赛的TEGOMER E525。 [0019] 所述导热耐刮擦母粒的制备步骤为 [0020] (3)称取40份-60份LDPE、12份-16份TiO2负载ZnO粒子、0.1份-0.3份AC-201、0.1份-0.5份TEGOMER E525； [0022] 步骤(2)中所述高速搅拌机转速为280～320r/min，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度160～180℃，二区温度180～200℃，三区温度180～200℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度180～200℃；螺杆转速180～260r/min。 [0023] 所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。 [0024] 所述相容剂为SEBS-g-MAH或者PE-g-MAH。 [0025] 上述任一项导热耐刮擦PS复合材料的制备方法，包括以下步骤： [0026] (3)称取80份-100份的PS、10份-16份导热耐刮擦母粒、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份相容剂混合并搅拌均匀，得到混合料； [0027] (4)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS复合材料。 [0028] 所述步骤(2)具体为： [0029] 将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度160～180℃，二区温度210～230℃，三区温度210～230℃，四区温度210～230℃，五区温度210～230℃，六区温度210～230℃，机头温度210～230℃,螺杆转速200～280r/min。 [0030] 本发明的有益效果是： [0031] 本申请制得的导热耐刮擦母粒工艺简单，价格低廉，具有很好的推广价值。 [0032] 本申请中导热耐刮擦母粒的加入不但提升PS复合材料的导热性能，也提升了PS复合材料的耐刮擦性能。 具体实施方式[0033] 以下通过具体实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。 [0034] 本申请各实施例中所用的原料如下： [0035] PS(型号350)，中国台湾国乔；纳米TiO2，芜湖华泰化工；纳米ZnO，四川锌鸿科技；LDPE(型号6611),陶氏杜邦；偶联剂(型号AC-201)，南京奥诚化工；润滑剂(型号TEGOMER E525)，德固赛公司；抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化； SEBS-g-MAH，苏州亚赛塑化有限公司；PE-g-MAH，苏州亚赛塑化有限公司。 [0036] 本申请所用的测试仪器如下： [0037] ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。 [0038] 本申请提供一种导热耐刮擦PS复合材料，按重量份其组成为： [0039] [0040] [0041] 导热耐刮擦母粒，由以下重量份的组分制成： [0042] [0043] TiO2负载ZnO粒子的制备步骤如下： [0044] (1)称取一定质量的纳米TiO2、纳米ZnO； [0045] (2)将纳米TiO2和纳米ZnO放入去离子水中，用超声波分散器超声5-7h，再用离心机进行分离； [0046] (3)分离后在80-100℃的真空干燥箱里干燥10-12h，既得TiO2负载ZnO粒子。 [0047] 步骤(1)中纳米TiO2的粒径尺寸为20-30nm，纳米ZnO的粒径尺寸为10-20nm，且纳米TiO2、纳米ZnO的质量比为(4-8)：(1-3)。 [0048] 偶联剂为钛酸酯偶联剂AC-201。 [0049] 润滑剂为德固赛的TEGOMER E525。 [0050] 导热耐刮擦母粒的制备步骤为 [0051] (5)称取40份-60份LDPE、12份-16份TiO2负载ZnO粒子、0.1份-0.3份AC-201、0.1份-0.5份TEGOMER E525； [0052] (6)将它们投入高速搅拌机混合，待混合均匀，放入双螺杆挤出机中挤出造粒，烘干既得导热耐刮擦母粒。 [0053] 步骤(2)中高速搅拌机转速为280～320r/min，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度160～180℃，二区温度180～200℃，三区温度180～200℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度180～200℃；螺杆转速180～ 260r/min。 [0054] 的抗氧剂为巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称Irganox168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称Irganox1010)或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称Irganox1330)中的一种或几种的混合。 [0055] 相容剂为SEBS-g-MAH或者PE-g-MAH。 [0056] 上述任一项导热耐刮擦PS复合材料的制备方法，包括以下步骤： [0057] (5)称取80份-100份的PS、10份-16份导热耐刮擦母粒、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份相容剂混合并搅拌均匀，得到混合料； [0058] (6)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS复合材料。 [0059] 步骤(2)具体为： [0060] 将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度160～180℃，二区温度210～230℃，三区温度210～230℃，四区温度210～230℃，五区温度210～230℃，六区温度210～230℃，机头温度 210～230℃,螺杆转速200～280r/min。 [0061] 实施例1 [0062] (1)称取80份PS、10份导热耐刮擦母粒、0.1份Irganox168、0.1份SEBS-g-MAH混合并搅拌均匀，得到混合料； [0063] (2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS复合材料P1。 [0064] 其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度160℃，二区温度210℃，三区温度210℃，四区温度210℃，五区温度210℃，六区温度210℃，机头温度210℃,螺杆转速200r/min。 [0065] 实施例2 [0066] (1)称取100份PS、16份导热耐刮擦母粒、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.3份PE-g-MAH混合并搅拌均匀，得到混合料； [0067] (2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS复合材料P2。 [0068] 其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度180℃，二区温度230℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度230℃，六区温度230℃，机头温度230℃,螺杆转速280r/min。 [0069] 实施例3 [0070] (1)称取90份PS、13份导热耐刮擦母粒、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份SEBS-g-MAH混合并搅拌均匀，得到混合料； [0071] (2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS复合材料P3。 [0072] 其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度170℃，二区温度220℃，三区温度220℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，机头温度220℃；螺杆转速240r/min。 [0073] 实施例4 [0074] (1)称取95份PS、12份导热耐刮擦母粒、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.1份PE-g-MAH混合并搅拌均匀，得到混合料； [0075] (2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS复合材料P4。 [0076] 其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度165℃，二区温度215℃，三区温度215℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，机头温度215℃；螺杆转速260r/min。 [0077] 实施例5 [0078] (1)称取100份PS、15份导热耐刮擦母粒、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.3份SEBS-g-MAH混合并搅拌均匀，得到混合料； [0079] (2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS复合材料P5。 [0080] 其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度165℃，二区温度225℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃，机头温度225℃；螺杆转速255r/min。 [0081] 对比例1 [0082] (1)称取80份PS、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox168、0.1份SEBS-g-MAH混合并搅拌均匀，得到混合料； [0083] (2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PS复合材料D1。 [0084] 其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度165℃，二区温度215℃，三区温度215℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，机头温度215℃；螺杆转速215r/min。 [0085] 性能测试： [0086] 将上述实施例1-5及对比例1制备的PS复合材料用注塑机制成样条测试，测试数据如下表： [0087] [0088] 注；耐刮擦性能按照上海大众的PV 3952《塑料内饰件耐刮伤测试》标准进行测试，其中使用20N的载荷，结果测试用色差仪测试实验前后△L的大小。 [0089] 从上表可以看出，从表中还可以看出实施例1-5的导热性能、耐刮擦性能都要好于对比例1。这对于扩展了PS复合材料的应用领域，具有非常重要的意义。 |
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