一种用于改善仪表盘塑料外壳性能添加剂的制备方法与流程

2021-02-02 13:02:56|

279|

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[0001]
本发明属于塑料加工技术领域，特别是一种用于改善仪表盘塑料外壳性能添加剂的制备方法。

背景技术：

[0002]
仪表盘是用于安装仪表及有关装置的刚性平板或结构件，能够反映汽车各系统的工作状态，一般包括车速里程表、转速表、机油压力表、水温表等，其塑料外壳在使用的过程中，往往因为力学性能不佳，容易在冲击之后破碎，并且在平时的清理过程中，经常擦拭表面极易出现划痕，严重影响美观和使用效果。因此，本发明开发研究了一种用于改善仪表盘塑料外壳性能添加剂，用于仪表盘塑料的加工制备中，可有效的提升仪表盘的品质。

技术实现要素：

[0003]
本发明的目的是提供一种用于改善仪表盘塑料外壳性能添加剂的制备方法，以解决现有技术中的不足。
[0004]
本发明采用的技术方案如下：
[0005]
一种用于改善仪表盘塑料外壳性能添加剂的制备方法，包括以下步骤：
[0006]
(1)混合液a的制备：
[0007]
先将甜菜碱和十二烷基苯磺酸钠按照重量比为1:3～5共同投入搅拌罐内，搅拌混匀后，然后将酒石酸和去离子水按照重量比为1:30～40共同投入搅拌罐内，在60～80℃的条件下搅拌混匀，再将硅烷偶联剂加入到搅拌罐内，在50～60℃的条件下搅拌混匀得混合液a备用；
[0008]
(2)纳米氧化锌分散液的制备：
[0009]
将纳米氧化锌和无水乙醇按照重量体积比为1g:40～50ml共同投入单口烧瓶中，在超声条件下进行分散处理1～2h后得纳米氧化锌分散液备用；
[0010]
(3)混合液b的制备：
[0011]
将步骤(2)中所得的纳米氧化锌分散液注入到步骤(1)所得的混合液a中，在90～96℃的条件下搅拌混匀后，将聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇按照重量比为1:3～5共同投入到搅拌罐内，在90～96℃的条件下继续搅拌混匀，得混合液b备用；
[0012]
(4)混合粉末的制备：
[0013]
将碳酸镧和硝酸铈按照重量比为1:1～2混匀后置于低能质子辐照箱内进行质子辐照处理，处理30～40min后置于珠磨机内进行研磨，研磨后得混合粉末备用；
[0014]
(5)成品的制备：
[0015]
先将步骤(4)中所得的混合粉末和步骤(3)中所得的混合液b按照重量体积比为1g:29～39ml混匀后投入坩埚内，加热至500～600℃，在保温的情况下，将超声波探头浸入步骤(3)所得的混合液b液面下约5～8cm处，进行超声波处理，同时连通直流磁场，处理3～5h即可。
[0016]
进一步的，步骤(1)中所述的甜菜碱和十二烷基苯磺酸钠的总重量份为酒石酸和去离子水总重量份的20～26％，硅烷偶联剂的重量份为酒石酸和去离子水总重量份的3～5％。
[0017]
进一步的，步骤(2)中所述的超声分散处理时超声波的频率为30～80khz。
[0018]
进一步的，步骤(3)中纳米氧化锌分散液注入量为混合液a 5～5.6％，聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的总重量份为混合液a总重量份的2～2.6％。
[0019]
进一步的，步骤(4)中所述的质子辐照的参数为：质子能量为2～3mev，质子注量为7～9
×
10
10
p/cm
2
。
[0020]
进一步的，步骤(5)中所述的超声波处理的频率为20～24khz，磁场功率为900～1000w。
[0021]
本发明具有如下有益效果：
[0022]
本发明针对现今仪表盘塑料存在的缺陷，开发研究了一种用于改善仪表盘塑料外壳性能添加剂的制备方法方法，将该添加剂用于塑料的加工制备中，可有效的提升塑料的综合性能，提升仪表盘的品质，首先配制混合液a通过混合液a来改变纳米氧化锌的表面特性，削弱其与塑料基体成分之间的界面性，提高其与其他成分之间的相容性，在混合液b的制备中加入了一定比例的聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇，是为了利用聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的化学特性，抑制分散相聚集和粒子破裂，稳固向界面，保障此添加剂在塑料的加工中能很快紧密的结合到塑料的基体成分中，长久持续的在仪表盘的使用中发挥作用；将碳酸镧和硝酸铈按照合适比例混匀后进行质子辐照处理，合适能量的质子辐照，在碳酸镧和硝酸铈的表面形成刻蚀，使得碳酸镧和硝酸铈的物理结构发生改变，并毛化碳酸镧和硝酸铈的表面，增加碳酸镧和硝酸铈的比表面积以及表面粗糙度，此时将所得的混合粉末与混合液共同投入坩埚内，在高温，超声-磁场耦合的协同作用下，混合粉末与混合液相互融合，当将所得的添加剂用于塑料的制备中时，添加剂可在塑料的表面形成一个巨大的分子网状结构从而改善塑料的综合性能。
具体实施方式
[0023]
下面将结合本发明实施例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。
[0024]
实施例1
[0025]
一种用于改善仪表盘塑料外壳性能添加剂的制备方法，包括以下步骤：
[0026]
(1)混合液a的制备：
[0027]
先将甜菜碱和十二烷基苯磺酸钠按照重量比为1:3共同投入搅拌罐内，搅拌混匀后，然后将酒石酸和去离子水按照重量比为1:30共同投入搅拌罐内，在60℃的条件下搅拌混匀，再将硅烷偶联剂加入到搅拌罐内，在50℃的条件下搅拌混匀得混合液a备用；
[0028]
(2)纳米氧化锌分散液的制备：
[0029]
将纳米氧化锌和无水乙醇按照重量体积比为1g:40ml共同投入单口烧瓶中，在超声条件下进行分散处理1h后得纳米氧化锌分散液备用；
[0030]
(3)混合液b的制备：
[0031]
将步骤(2)中所得的纳米氧化锌分散液注入到步骤(1)所得的混合液a中，在90℃的条件下搅拌混匀后，将聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇按照重量比为1:3共同投入到搅拌罐内，在90℃的条件下继续搅拌混匀，得混合液b备用；
[0032]
(4)混合粉末的制备：
[0033]
将碳酸镧和硝酸铈按照重量比为1:1混匀后置于低能质子辐照箱内进行质子辐照处理，处理30min后置于珠磨机内进行研磨，研磨后得混合粉末备用；
[0034]
(5)成品的制备：
[0035]
先将步骤(4)中所得的混合粉末和步骤(3)中所得的混合液b按照重量体积比为1g:29ml混匀后投入坩埚内，加热至500℃，在保温的情况下，将超声波探头浸入步骤(3)所得的混合液b液面下约5cm处，进行超声波处理，同时连通直流磁场，处理3～5h即可。
[0036]
步骤(1)中所述的甜菜碱和十二烷基苯磺酸钠的总重量份为酒石酸和去离子水总重量份的20％，硅烷偶联剂的重量份为酒石酸和去离子水总重量份的3％。
[0037]
步骤(2)中所述的超声分散处理时超声波的频率为30khz。
[0038]
步骤(3)中纳米氧化锌分散液注入量为混合液a 5％，聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的总重量份为混合液a总重量份的2％。
[0039]
步骤(4)中所述的质子辐照的参数为：质子能量为2mev，质子注量为7
×
10
10
p/cm
2
。
[0040]
步骤(5)中所述的超声波处理的频率为20khz，磁场功率为900w。
[0041]
实施例2
[0042]
一种用于改善仪表盘塑料外壳性能添加剂的制备方法，包括以下步骤：
[0043]
(1)混合液a的制备：
[0044]
先将甜菜碱和十二烷基苯磺酸钠按照重量比为1:4共同投入搅拌罐内，搅拌混匀后，然后将酒石酸和去离子水按照重量比为1:35共同投入搅拌罐内，在70℃的条件下搅拌混匀，再将硅烷偶联剂加入到搅拌罐内，在55℃的条件下搅拌混匀得混合液a备用；
[0045]
(2)纳米氧化锌分散液的制备：
[0046]
将纳米氧化锌和无水乙醇按照重量体积比为1g:45ml共同投入单口烧瓶中，在超声条件下进行分散处理1.5h后得纳米氧化锌分散液备用；
[0047]
(3)混合液b的制备：
[0048]
将步骤(2)中所得的纳米氧化锌分散液注入到步骤(1)所得的混合液a中，在93℃的条件下搅拌混匀后，将聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇按照重量比为1:4共同投入到搅拌罐内，在93℃的条件下继续搅拌混匀，得混合液b备用；
[0049]
(4)混合粉末的制备：
[0050]
将碳酸镧和硝酸铈按照重量比为1:1.5混匀后置于低能质子辐照箱内进行质子辐照处理，处理35min后置于珠磨机内进行研磨，研磨后得混合粉末备用；
[0051]
(5)成品的制备：
[0052]
先将步骤(4)中所得的混合粉末和步骤(3)中所得的混合液b按照重量体积比为1g:34ml混匀后投入坩埚内，加热至550℃，在保温的情况下，将超声波探头浸入步骤(3)所得的混合液b液面下约6.5cm处，进行超声波处理，同时连通直流磁场，处理4h即可。
[0053]
步骤(1)中所述的甜菜碱和十二烷基苯磺酸钠的总重量份为酒石酸和去离子水总
重量份的23％，硅烷偶联剂的重量份为酒石酸和去离子水总重量份的4％。
[0054]
步骤(2)中所述的超声分散处理时超声波的频率为55khz。
[0055]
步骤(3)中纳米氧化锌分散液注入量为混合液a 5.3％，聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的总重量份为混合液a总重量份的2.3％。
[0056]
步骤(4)中所述的质子辐照的参数为：质子能量为2.5mev，质子注量为8
×
10
10
p/cm
2
。
[0057]
步骤(5)中所述的超声波处理的频率为22khz，磁场功率为950w。
[0058]
实施例3
[0059]
一种用于改善仪表盘塑料外壳性能添加剂的制备方法，包括以下步骤：
[0060]
(1)混合液a的制备：
[0061]
先将甜菜碱和十二烷基苯磺酸钠按照重量比为1:5共同投入搅拌罐内，搅拌混匀后，然后将酒石酸和去离子水按照重量比为1:40共同投入搅拌罐内，在80℃的条件下搅拌混匀，再将硅烷偶联剂加入到搅拌罐内，在60℃的条件下搅拌混匀得混合液a备用；
[0062]
(2)纳米氧化锌分散液的制备：
[0063]
将纳米氧化锌和无水乙醇按照重量体积比为1g:50ml共同投入单口烧瓶中，在超声条件下进行分散处理2h后得纳米氧化锌分散液备用；
[0064]
(3)混合液b的制备：
[0065]
将步骤(2)中所得的纳米氧化锌分散液注入到步骤(1)所得的混合液a中，在96℃的条件下搅拌混匀后，将聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇按照重量比为1:5共同投入到搅拌罐内，在96℃的条件下继续搅拌混匀，得混合液b备用；
[0066]
(4)混合粉末的制备：
[0067]
将碳酸镧和硝酸铈按照重量比为1:2混匀后置于低能质子辐照箱内进行质子辐照处理，处理40min后置于珠磨机内进行研磨，研磨后得混合粉末备用；
[0068]
(5)成品的制备：
[0069]
先将步骤(4)中所得的混合粉末和步骤(3)中所得的混合液b按照重量体积比为1g:39ml混匀后投入坩埚内，加热至600℃，在保温的情况下，将超声波探头浸入步骤(3)所得的混合液b液面下约8cm处，进行超声波处理，同时连通直流磁场，处理5h即可。
[0070]
步骤(1)中所述的甜菜碱和十二烷基苯磺酸钠的总重量份为酒石酸和去离子水总重量份的26％，硅烷偶联剂的重量份为酒石酸和去离子水总重量份的5％。
[0071]
步骤(2)中所述的超声分散处理时超声波的频率为80khz。
[0072]
步骤(3)中纳米氧化锌分散液注入量为混合液a 5.6％，聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的总重量份为混合液a总重量份的2.6％。
[0073]
步骤(4)中所述的质子辐照的参数为：质子能量为3mev，质子注量为9
×
10
10
p/cm
2
。
[0074]
步骤(5)中所述的超声波处理的频率为24khz，磁场功率为1000w。
[0075]
对比实施例1
[0076]
一种用于改善仪表盘塑料外壳性能添加剂的制备方法，包括以下步骤：
[0077]
(1)混合液a的制备：
[0078]
先将甜菜碱和十二烷基苯磺酸钠按照重量比为1:4共同投入搅拌罐内，搅拌混匀后，然后将酒石酸和去离子水按照重量比为1:35共同投入搅拌罐内，在70℃的条件下搅拌
混匀，再将硅烷偶联剂加入到搅拌罐内，在55℃的条件下搅拌混匀得混合液a备用；
[0079]
(2)纳米氧化锌分散液的制备：
[0080]
将纳米氧化锌和无水乙醇按照重量体积比为1g:45ml共同投入单口烧瓶中，在超声条件下进行分散处理1.5h后得纳米氧化锌分散液备用；
[0081]
(3)混合液b的制备：
[0082]
将步骤(2)中所得的纳米氧化锌分散液注入到步骤(1)所得的混合液a中，在93℃的条件下搅拌混匀后，将聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇按照重量比为1:4共同投入到搅拌罐内，在93℃的条件下继续搅拌混匀，得混合液b即可。
[0083]
步骤(1)中所述的甜菜碱和十二烷基苯磺酸钠的总重量份为酒石酸和去离子水总重量份的23％，硅烷偶联剂的重量份为酒石酸和去离子水总重量份的4％。
[0084]
步骤(2)中所述的超声分散处理时超声波的频率为55khz。
[0085]
步骤(3)中纳米氧化锌分散液注入量为混合液a 5.3％，聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的总重量份为混合液a总重量份的2.3％。
[0086]
对比实施例2
[0087]
一种用于改善仪表盘塑料外壳性能添加剂的制备方法，包括以下步骤：
[0088]
(1)混合液a的制备：
[0089]
先将甜菜碱和十二烷基苯磺酸钠按照重量比为1:4共同投入搅拌罐内，搅拌混匀后，然后将酒石酸和去离子水按照重量比为1:35共同投入搅拌罐内，在70℃的条件下搅拌混匀，再将硅烷偶联剂加入到搅拌罐内，在55℃的条件下搅拌混匀得混合液a备用；
[0090]
(2)纳米氧化锌分散液的制备：
[0091]
将纳米氧化锌和无水乙醇按照重量体积比为1g:45ml共同投入单口烧瓶中，在超声条件下进行分散处理1.5h后得纳米氧化锌分散液备用；
[0092]
(3)混合液b的制备：
[0093]
将步骤(2)中所得的纳米氧化锌分散液注入到步骤(1)所得的混合液a中，在93℃的条件下搅拌混匀后，将聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇按照重量比为1:4共同投入到搅拌罐内，在93℃的条件下继续搅拌混匀，得混合液b备用；
[0094]
(4)混合粉末的制备：
[0095]
将碳酸镧和硝酸铈按照重量比为1:1.5混匀后置于珠磨机内进行研磨，研磨后得混合粉末备用；
[0096]
(5)成品的制备：
[0097]
先将步骤(4)中所得的混合粉末和步骤(3)中所得的混合液b按照重量体积比为1g:34ml混匀后投入坩埚内，加热至550℃，在保温的情况下，将超声波探头浸入步骤(3)所得的混合液b液面下约6.5cm处，进行超声波处理，同时连通直流磁场，处理4h即可。
[0098]
步骤(1)中所述的甜菜碱和十二烷基苯磺酸钠的总重量份为酒石酸和去离子水总重量份的23％，硅烷偶联剂的重量份为酒石酸和去离子水总重量份的4％。
[0099]
步骤(2)中所述的超声分散处理时超声波的频率为55khz。
[0100]
步骤(3)中纳米氧化锌分散液注入量为混合液a 5.3％，聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的总重量份为混合液a总重量份的2.3％。
[0101]
步骤(5)中所述的超声波处理的频率为22khz，磁场功率为950w。
[0102]
对比实施例3
[0103]
一种用于改善仪表盘塑料外壳性能添加剂的制备方法，包括以下步骤：
[0104]
(1)混合液a的制备：
[0105]
先将甜菜碱和十二烷基苯磺酸钠按照重量比为1:4共同投入搅拌罐内，搅拌混匀后，然后将酒石酸和去离子水按照重量比为1:35共同投入搅拌罐内，在70℃的条件下搅拌混匀，再将硅烷偶联剂加入到搅拌罐内，在55℃的条件下搅拌混匀得混合液a备用；
[0106]
(2)纳米氧化锌分散液的制备：
[0107]
将纳米氧化锌和无水乙醇按照重量体积比为1g:45ml共同投入单口烧瓶中，在超声条件下进行分散处理1.5h后得纳米氧化锌分散液备用；
[0108]
(3)混合液b的制备：
[0109]
将步骤(2)中所得的纳米氧化锌分散液注入到步骤(1)所得的混合液a中，在93℃的条件下搅拌混匀后，将聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇按照重量比为1:4共同投入到搅拌罐内，在93℃的条件下继续搅拌混匀，得混合液b备用；
[0110]
(4)混合粉末的制备：
[0111]
将碳酸镧和硝酸铈按照重量比为1:1.5混匀后置于低能质子辐照箱内进行质子辐照处理，处理35min后置于珠磨机内进行研磨，研磨后得混合粉末备用；
[0112]
(5)成品的制备：
[0113]
先将步骤(4)中所得的混合粉末和步骤(3)中所得的混合液b按照重量体积比为1g:34ml混匀后投入坩埚内，加热至550℃，在保温的情况下，处理4h即可。
[0114]
步骤(1)中所述的甜菜碱和十二烷基苯磺酸钠的总重量份为酒石酸和去离子水总重量份的23％，硅烷偶联剂的重量份为酒石酸和去离子水总重量份的4％。
[0115]
步骤(2)中所述的超声分散处理时超声波的频率为55khz。
[0116]
步骤(3)中纳米氧化锌分散液注入量为混合液a 5.3％，聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的总重量份为混合液a总重量份的2.3％。
[0117]
步骤(4)中所述的质子辐照的参数为：质子能量为2.5mev，质子注量为8
×
10
10
p/cm
2
。
[0118]
为了对比本发明效果，对上述几种几种添加剂进行性能测试实验，具体为：以pvc树脂为基体，分别对应添加上述实施例1～3、对比实施例1～3对应的添加剂，除了添加剂不同外，添加的质量分数、其他助剂种类等加工条件完全相同，最后对应制成pvc塑料样条，然后对塑料样条进行性能检测，具体为：
[0119]
(1)拉伸强度：
[0120]
测试是在gp-ts2000s电子万能试验机上进行，测试标准为gb/t1040-2006。拉伸试验样条规格为160mm
×
5mm
×
2mm哑铃形，拉伸速率为50mm/min，测试环境为室温，测试5根样条并取平均值。具体试验对比数据如下表1所示：
[0121]
(2)弯曲强度：
[0122]
测试是在gp-ts2000s电子万能试验机上进行，测试标准为gb/t9341-2008。拉伸试验样条规格为160mm
×
10mm
×
4mm，测试速率为2mm/min，测试环境为室温，测试3根样条并取平均值。具体对比数据如下表1所示：
[0123]
表1
[0124] 拉伸强度(mpa)弯曲强度(mpa)实施例127.41067实施例229.31209实施例324.31231对比实施例119.3757对比实施例220.8896对比实施例323.8909
[0125]
由上表1可以看出，本发明提供了一种用于改善仪表盘塑料外壳性能添加剂的制备方法，将其用于塑料的加工制作中，可显著的改善塑料的机械性能，提升了塑料制品的品质，扩宽了塑料的应用范围，极具推广应用价值。
[0126]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

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