[发明专利]一种碳纳米管改性的耐热汽车仪表板材料

说明书

技术领域

本发明涉及汽车工业技术领域，尤其涉及一种碳纳米管改性的耐热汽车仪表板材料。

背景技术

仪表板因其得天独厚的空间位置，使愈来愈多的操作功能分布於其中，除反映车辆行驶基本状态外，对风口、音响、空调、灯光等控制也给予行车更多的安全和驾驶乐趣。因此，在汽车中，仪表板是非常独特的集安全性、功能性、舒适性与装饰性于一身的部件。所以它需要有一定的刚性以支撑其所附的零件在高速和振动的状态下保证正常工作；同时又需要有较好的吸能性使其在发生意外时减少外力对正、副驾驶员的冲击。随着世界汽车工业面临的能源短缺、环境污染等一系列问题，减轻汽车重量是汽车行业的一个重要发展方向。随着聚丙烯改性技术取得突破性进展，改性的应用领域迅速扩展，迄今在汽车用塑料中己占据首位，在工业发达国家己占车用塑料的35%-42%。但是聚丙烯的缺口敏感性高，缺口冲击强度低，尤其在低温时更为突出，无法满足仪表板材料的使用要求。

《考虑纤维方向的玻纤增强仪表板结构及碰撞分析研究》一文中通过在聚丙烯中添加玻璃纤维，具有重量轻、耐腐蚀性好、噪音低等优点，但是也存在一定的缺点，加工流动性差，与树脂的相容性不好，注塑件内部的力学性能得不到充分的保证；这就需要多聚丙烯进行进一步的改性，得到一种重量轻、抗腐蚀性佳、抗冲击性能佳、韧性好的复合汽车仪表板需求的材料。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种碳纳米管改性的耐热汽车仪表板材料。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种碳纳米管改性的耐热汽车仪表板材料，由下列重量份的原料制备制成：聚丙烯粉100-105、甲基丙烯酸甲酯20-22、聚碳酸酯粉末30-32、200目高岭土10-11.5、聚乙烯醇0.6-0.7、二乙烯基苯3-3.5、吐温800.2-0.22、蒸馏水适量、浓度为10wt%的氯化钠水溶液适量、多壁碳纳米管9-10、浓度为65wt%的硝酸溶液适量、十二烷基硫酸钠0.8-1、海藻酸钠2-3、季戊四醇酯1.5-2、抗氧剂10681-1.2、ABS高胶粉4-5。

所述一种碳纳米管改性的耐热汽车仪表板材料，由以下具体步骤制成：

（1）将200目高岭土加入6-7倍量的蒸馏水中，然后加入聚乙烯醇、吐温80，加热至60-65℃，搅拌至聚乙烯醇完全溶解，冷去至室温后加入二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯，以600-800转/分的速度搅拌分散均匀，继续升温至60-65℃，反应2-3小时，反应结束后倒出上层液，用蒸馏水洗涤，再用浓度为10wt%的氯化钠水溶液洗涤，最后抽滤、干燥、粉碎，得到即得到高岭土/甲基丙烯酸甲酯复合粒子；

（2）将上述高岭土/甲基丙烯酸甲酯复合粒子与聚碳酸酯粉末混合，然后加入一半量的聚丙烯粉混合，放入高速混料机中，以1000-1200转/分的速度搅拌15-20分钟，然后将物料送入单螺杆挤出机中，升温至240-250℃，熔融挤出，冷却造粒，得到混合改性母粒；

（3）将多壁碳纳米管中加入8-10倍量的浓度为65wt%的硝酸溶液，在120-140℃下回流22-24小时，然后将反应液过滤取滤饼，用蒸馏水洗涤至中性后放入烘箱中以80-85℃的温度烘干，将烘干后的粉体加入溶于20-22倍量蒸馏水的十二烷基硫酸钠，超声分散40-50分钟后加入海藻酸钠，继续分散30-40分钟，最后喷雾干燥，得到改性碳纳米管；

（4）将余量的聚丙烯粉与步骤（2）中得到的混合改性母粒以及步骤（3）得到的产物，加入其余剩余成分，放入高速混料机中，以1000-1200转/分的速度搅拌12-15分钟后出料，然后送入双螺杆挤出机中共混造粒，控制螺杆转速350-400转/分，挤出温度为250-270℃，将得到的颗粒再100-120℃的温度下干燥2-3小时即得。

本发明的优点是：本发明首先利用高岭土与甲基丙烯酸甲酯进行反应生成核壳结构的复合粒子，然后与部分聚丙烯、聚碳酸酯进行共混形成混合改性母粒，再后再与余量的聚丙烯进行熔融共混，这样能够提高混合改性母粒与聚丙烯的形容性，各相分散均匀；核壳结构粒子对整个大分子起到了润滑的作用，削弱了分子链之间的相互作用力，增加了材料的柔韧性的同时能够提高物料的吸收冲击能量，提高了共混物料抗冲击性；配合聚碳酸酯粉末的添加，互配作用进一步提高了混合料的韧性、强度、刚性和熔体流动速率。