CN108929434A - 一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料及制备方法 - Google Patents

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CN108929434A CN201810924071.9A CN201810924071A CN108929434A CN 108929434 A CN108929434 A CN 108929434A CN 201810924071 A CN201810924071 A CN 201810924071A CN 108929434 A CN108929434 A CN 108929434A
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Abstract

本发明提供了一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料及制备方法。将氧化石墨烯、1,6‑亚己基二异氰酸酯加入水中升温反应,接着加入聚山梨酸酯,得到双亲性的改性氧化石墨烯混合液;与熔融的碳酸二苯酯、双酚A混合并加入酯交换催化剂,升温反应制得氧化石墨烯/聚碳酸酯材料,即高强度耐老化氧化石墨烯塑料。该方法通过反应生成具有亲水基头部和疏水基尾部的双亲性物质氧化石墨烯,提高了氧化石墨烯在聚合物中的分散性,可实现与聚碳酸酯原位聚合时的均匀分散,制得的氧化石墨烯塑料,不仅具有优异的力学性能,并且极大减缓了材料的老化速度,是制备汽车灯罩的理想材料。

Description

一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料及制备方法
技术领域
本发明涉及改性塑料领域,具体涉及高强度耐老化塑料的制备,特别是涉及一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料及制备方法。
背景技术
随着国内汽车行业的领先,其汽车配件领域也快速的成长,汽车灯罩是汽车的重要配件,汽车制造商对该配件要求也越来越高。汽车灯罩厂家纷纷忙于进其外观的设计,需求也不断的增加。汽车灯罩是设在汽车灯焰***用以聚光和防护的外壳,是一种形状复杂的薄型制品,根据使用要求,汽车灯罩材料除了良好的光源透过性外,还需要具备高刚性、高耐热性、高硬度、较好的流动性、低收缩率、耐老化和良好的冲击强度等性能。
目前,市面上常用的汽车灯罩材料主要有如聚碳酸酯 (PC)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)及透明聚烯烃材料等。PC具有优异的强度,但其耐老化极差,长期在车灯照射下工作很容易脆化;PS的光源透过性较差;PET与其它同类产品相比价格昂贵,而PP的强度较差,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),俗称“有机玻璃”,是一种典型的透明聚合物材料,广泛应用于交通,灯饰,光纤通讯等领域,但以上材料都有一定的使用缺限及限制,而利用纳米无机材料改性聚合物,可显著提高基体材料的强度和耐老化的性能,石墨烯及其衍生物便是目前作为无机填料而广受关注。
中国发明专利申请号201510809422.8公开了一种改性聚碳酸酯材料灯罩及其制备方法,原料各组分的重量份为聚碳酸酯40~45份、硅酮20~25份、聚苯乙烯10~15份、稳定剂1~5份、乳化剂1~3份、抗氧化剂1~5份、有机光扩散剂0.1~0.5份,其制备方法为聚碳酸酯、硅酮、聚苯乙烯搅拌均匀,在双螺杆挤出机中采用二次挤出法制备出复合材料,第一次挤出温度为130~140℃,第二次挤出温度为200~210℃,挤出造粒加工时的直空度为1.2MPa~1.6MPa;将改性复合材料粒与乳化剂、稳定剂、抗氧化剂和光扩散剂混合,加热至熔融状态倒模冷却,即得成品。
中国发明专利申请号201610870615.9公开了一种暖光LED灯罩用聚碳酸酯及其制备方法,通过在配方中加入复合氢氧化铝剂、红磷、碱金属盐、硼酸、磷酸盐、光扩散剂、光稳定剂等,并通过3个步骤将所有原料分别制成粉状聚碳酸酯、一号混合料、二号混合料,然后将一号混合料和二号混合料混合后再加入粉状聚碳酸酯、磷酸盐和硼酸进行三段式搅拌,且对三段式搅拌的搅拌时间和搅拌速度严格把控,即可。
中国发明专利申请号201510016270.6公开了一种用于生产汽车灯罩的聚碳酸酯复合材料的制备方法,其包括聚碳酸酯复合材料A的制备、聚碳酸酯复合材料B的制备、改性剂的制备和聚碳酸酯复合材料成品的制备四个步骤。
中国发明专利申请号201610315601.0公开了一种石墨烯/玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料,石墨烯/玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料,包括以下组分重量份数的组分:聚碳酸酯60~90质量份、环氧树脂5~20质量份、石墨烯0.01~5质量份、玻璃纤维5~20质量份、硅烷偶联剂0.1~1质量份、乙醇5~10质量份、抗氧化剂0.05~2质量份、相容增韧剂0.5~3质量份。
根据上述,现有方案中用于聚合物改性的石墨烯及其衍生物,由于纳米材料尺寸低,极易团聚,在聚合物中不能均匀的分散,从而影响其改性聚合物的性能,导致制得的汽车灯罩强度低,耐老化性能差。鉴于此,本发明提出了一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料及制备方法,可有效解决上述技术问题。
发明内容
针对目前应用较广的用于汽车灯罩材料改性的石墨烯及其衍生物,存在尺寸低,极易团聚,在聚合物中不能均匀的分散,从而影响其改性聚合物的性能,制得的汽车灯罩强度低,耐老化性能差,本发明提出一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料及制备方法,从而有效提高了氧化石墨烯在聚合物中的分散性,并且提升了材料的力学性能和抗老化性能。
本发明涉及的具体技术方案如下:
一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将氧化石墨烯分散于水中,接着加入1,6-亚己基二异氰酸酯,并升温搅拌反应,反应完成后冷却至室温,接着加入聚山梨酸酯进行超声分散,制得双亲性的改性氧化石墨烯混合液;
(2)将碳酸二苯酯和双酚A加入到反应釜中,升温至140℃使原料完全熔融,接着开启搅拌装置,并加入酯交换催化剂和步骤(1)制得的改性氧化石墨烯混合液,继续升高温度并搅拌反应,反应完成后进行洗涤、真空干燥,制得氧化石墨烯/聚碳酸酯材料,即高强度耐老化氧化石墨烯塑料。
氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物,氧化石墨烯是单一的原子层,可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米,是纳米材料中的一种。由于尺寸低,极易团聚,氧化石墨烯在聚合物中不能均匀的分散,从而影响其改性聚合物的性能。本发明创造性地采用1,6-亚己基二异氰酸酯改性氧化石墨烯,使其含有酰胺键和氨基甲酸酯键,再与山梨酸酯反应,生成的双亲性氧化石墨烯的头部为亲水基,尾部为亲油基,在水中和聚合物中均能实现良好分散。并进一步采用原位酯交换反应合成聚碳酸酯,进一步防止了氧化石墨烯的团聚。
优选的,步骤(1)所述各原料的重量份为,氧化石墨烯10~14重量份、水70~80重量份、1,6-亚己基二异氰酸酯5~8重量份、聚山梨酸酯5~8重量份。
优选的,步骤(1)所述反应温度为65~75℃,搅拌速度为150~200r/min,反应时间为3~5h。
优选的,步骤(1)所述超声分散的超声频率为50~100kHz,功率密度为0.3~0.8W/cm2,时间为2~3h。
优选的,步骤(2)所述各原料的重量份为,碳酸二苯酯12~15重量份、双酚A 13~18重量份、酯交换催化剂1~2重量份、改性氧化石墨烯混合液65~74重量份。
优选的,步骤(2)所述酯交换催化剂为浓硫酸、浓盐酸、对甲基苯磺酸、钛酸四丁酯、氯化亚砜、磷钨杂多酸、硅钨杂多酸、磷钼杂多酸中的至少一种。
优选的,步骤(2)所述反应釜需要预先采用高纯氮气置换出空气,所述高纯氮气的体积浓度不低于99.999%。
优选的,步骤(2)所述反应温度为220~240℃,反应压力为0.8~1.2MPa,搅拌速度为300~500r/min,反应时间为4~6h。
优选的,步骤(2)所述真空干燥的温度为60~70℃,时间为8~12h。
本发明还提供一种上述制备方法制备得到的汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料。将氧化石墨烯分散于水中,加入1,6-亚己基二异氰酸酯加热搅拌反应,冷却至室温,在加入聚山梨酸酯超声处理,得到双亲性的改性氧化石墨烯混合液,将碳酸二苯酯(DPC)和双酚A(BPA)加入到高纯N2置换过空气的反应釜中,升温待原料完全熔融后,开启搅拌,加入酯交换催化剂TBAOH、制备的改性氧化石墨烯混合液,控制适当的反应条件,待反应完成后,洗涤,干燥得到氧化石墨烯/聚碳酸酯材料,即氧化石墨烯塑料。
本发明提供了一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料及制备方法,与现有技术相比,其突出的特点和优异的效果在于:
1、提出采用1,6-亚己基二异氰酸酯改性氧化石墨烯制备汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料的方法。
2、通过反应生成具有亲水基头部和疏水基尾部的双亲性物质氧化石墨烯,提高了氧化石墨烯在聚合物中的分散性,可实现与聚碳酸酯原位聚合时的均匀分散。
3、本发明制得的氧化石墨烯塑料,不仅具有优异的力学性能,并且极大减缓了材料的老化速度,是制备汽车灯罩的理想材料。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
制备过程为:
(1)将氧化石墨烯分散于水中,接着加入1,6-亚己基二异氰酸酯,并升温搅拌反应,反应完成后冷却至室温,接着加入聚山梨酸酯进行超声分散,制得双亲性的改性氧化石墨烯混合液;各原料的重量份为,氧化石墨烯13重量份、水74重量份、1,6-亚己基二异氰酸酯7重量份、聚山梨酸酯6重量份;反应温度为69℃,搅拌速度为170r/min,反应时间为4h;超声分散的超声频率为70kHz,功率密度为0.5W/cm2,时间为2.5h;
(2)将碳酸二苯酯和双酚A加入到反应釜中,升温至140℃使原料完全熔融,接着开启搅拌装置,并加入酯交换催化剂和步骤(1)制得的改性氧化石墨烯混合液,继续升高温度并搅拌反应,反应完成后进行洗涤、真空干燥,制得氧化石墨烯/聚碳酸酯材料,即高强度耐老化氧化石墨烯塑料;各原料的重量份为,碳酸二苯酯13重量份、双酚A 15重量份、酯交换催化剂2重量份、改性氧化石墨烯混合液70重量份;酯交换催化剂为浓硫酸;反应釜需要预先采用高纯氮气置换出空气;高纯氮气的体积浓度为99.999%;反应温度为230℃,反应压力为0.9MPa,搅拌速度为420r/min,反应时间为5h;真空干燥的温度为66℃,时间为9h。
测试方法为:
将实施例1制得的氧化石墨烯塑料按照GB/T 1843-2008标准,制成长80mm、宽10mm、厚4mm的标准样条,采用悬臂梁冲击试验机进行测试,缺口为A型,落锤重量为5kg,冲击方式为平行冲击,测定材料的缺口冲击强度;然后将样条放置于氙弧灯试验箱,按照ISO 4892-2:2006标准 进行耐老化试验,温度为60℃,相对湿度为50%,灯光波长为340nm,分别于3d、7d及15d时测定材料的缺口冲击强度,并观察是否出现发黄发白等现象。
通过上述方法测得的实施例1的复合塑料的氧化石墨烯分布特征、缺口冲击强度及表面老化情况如表1所示。
实施例2
制备过程为:
(1)将氧化石墨烯分散于水中,接着加入1,6-亚己基二异氰酸酯,并升温搅拌反应,反应完成后冷却至室温,接着加入聚山梨酸酯进行超声分散,制得双亲性的改性氧化石墨烯混合液;各原料的重量份为,氧化石墨烯11重量份、水77重量份、1,6-亚己基二异氰酸酯6重量份、聚山梨酸酯6重量份;反应温度为67℃,搅拌速度为160r/min,反应时间为5h;超声分散的超声频率为60kHz,功率密度为0.5W/cm2,时间为3h;
(2)将碳酸二苯酯和双酚A加入到反应釜中,升温至140℃使原料完全熔融,接着开启搅拌装置,并加入酯交换催化剂和步骤(1)制得的改性氧化石墨烯混合液,继续升高温度并搅拌反应,反应完成后进行洗涤、真空干燥,制得氧化石墨烯/聚碳酸酯材料,即高强度耐老化氧化石墨烯塑料;各原料的重量份为,碳酸二苯酯13重量份、双酚A 14重量份、酯交换催化剂2重量份、改性氧化石墨烯混合液71重量份;酯交换催化剂为浓盐酸;反应釜需要预先采用高纯氮气置换出空气;高纯氮气的体积浓度为99.999%;反应温度为225℃,反应压力为1.1MPa,搅拌速度为360r/min,反应时间为5.5h;真空干燥的温度为63℃,时间为11h。
测试方法为:
将实施例2制得的氧化石墨烯塑料按照GB/T 1843-2008标准,制成长80mm、宽10mm、厚4mm的标准样条,采用悬臂梁冲击试验机进行测试,缺口为A型,落锤重量为5kg,冲击方式为平行冲击,测定材料的缺口冲击强度;然后将样条放置于氙弧灯试验箱,按照ISO 4892-2:2006标准 进行耐老化试验,温度为60℃,相对湿度为50%,灯光波长为340nm,分别于3d、7d及15d时测定材料的缺口冲击强度,并观察是否出现发黄发白等现象。
通过上述方法测得的实施例2的复合塑料的氧化石墨烯分布特征、缺口冲击强度及表面老化情况如表1所示。
实施例3
制备过程为:
(1)将氧化石墨烯分散于水中,接着加入1,6-亚己基二异氰酸酯,并升温搅拌反应,反应完成后冷却至室温,接着加入聚山梨酸酯进行超声分散,制得双亲性的改性氧化石墨烯混合液;各原料的重量份为,氧化石墨烯10重量份、水80重量份、1,6-亚己基二异氰酸酯5重量份、聚山梨酸酯5重量份;反应温度为65℃,搅拌速度为150r/min,反应时间为5h;超声分散的超声频率为50Hz,功率密度为0.3W/cm2,时间为3h;
(2)将碳酸二苯酯和双酚A加入到反应釜中,升温至140℃使原料完全熔融,接着开启搅拌装置,并加入酯交换催化剂和步骤(1)制得的改性氧化石墨烯混合液,继续升高温度并搅拌反应,反应完成后进行洗涤、真空干燥,制得氧化石墨烯/聚碳酸酯材料,即高强度耐老化氧化石墨烯塑料;各原料的重量份为,碳酸二苯酯12重量份、双酚A 13重量份、酯交换催化剂1重量份、改性氧化石墨烯混合液74重量份;酯交换催化剂为对甲基苯磺酸;反应釜需要预先采用高纯氮气置换出空气;高纯氮气的体积浓度为99.999%;反应温度为220℃,反应压力为1.2MPa,搅拌速度为300r/min,反应时间为6h;真空干燥的温度为60℃,时间为12h。
测试方法为:
将实施例3制得的氧化石墨烯塑料按照GB/T 1843-2008标准,制成长80mm、宽10mm、厚4mm的标准样条,采用悬臂梁冲击试验机进行测试,缺口为A型,落锤重量为5kg,冲击方式为平行冲击,测定材料的缺口冲击强度;然后将样条放置于氙弧灯试验箱,按照ISO 4892-2:2006标准 进行耐老化试验,温度为60℃,相对湿度为50%,灯光波长为340nm,分别于3d、7d及15d时测定材料的缺口冲击强度,并观察是否出现发黄发白等现象。
通过上述方法测得的实施例3的复合塑料的氧化石墨烯分布特征、缺口冲击强度及表面老化情况如表1所示。
实施例4
制备过程为:
(1)将氧化石墨烯分散于水中,接着加入1,6-亚己基二异氰酸酯,并升温搅拌反应,反应完成后冷却至室温,接着加入聚山梨酸酯进行超声分散,制得双亲性的改性氧化石墨烯混合液;各原料的重量份为,氧化石墨烯13重量份、水73重量份、1,6-亚己基二异氰酸酯7重量份、聚山梨酸酯7重量份;反应温度为73℃,搅拌速度为180r/min,反应时间为3h;超声分散的超声频率为90kHz,功率密度为0.7W/cm2,时间为2h;
(2)将碳酸二苯酯和双酚A加入到反应釜中,升温至140℃使原料完全熔融,接着开启搅拌装置,并加入酯交换催化剂和步骤(1)制得的改性氧化石墨烯混合液,继续升高温度并搅拌反应,反应完成后进行洗涤、真空干燥,制得氧化石墨烯/聚碳酸酯材料,即高强度耐老化氧化石墨烯塑料;各原料的重量份为,碳酸二苯酯14重量份、双酚A 17重量份、酯交换催化剂2重量份、改性氧化石墨烯混合液67重量份;酯交换催化剂为钛酸四丁酯;反应釜需要预先采用高纯氮气置换出空气;高纯氮气的体积浓度为99.999%;反应温度为235℃,反应压力为0.9MPa,搅拌速度为450r/min,反应时间为4h;真空干燥的温度为68℃,时间为9h。
测试方法为:
将实施例4制得的氧化石墨烯塑料按照GB/T 1843-2008标准,制成长80mm、宽10mm、厚4mm的标准样条,采用悬臂梁冲击试验机进行测试,缺口为A型,落锤重量为5kg,冲击方式为平行冲击,测定材料的缺口冲击强度;然后将样条放置于氙弧灯试验箱,按照ISO 4892-2:2006标准 进行耐老化试验,温度为60℃,相对湿度为50%,灯光波长为340nm,分别于3d、7d及15d时测定材料的缺口冲击强度,并观察是否出现发黄发白等现象。
通过上述方法测得的实施例4的复合塑料的氧化石墨烯分布特征、缺口冲击强度及表面老化情况如表1所示。
实施例5
制备过程为:
(1)将氧化石墨烯分散于水中,接着加入1,6-亚己基二异氰酸酯,并升温搅拌反应,反应完成后冷却至室温,接着加入聚山梨酸酯进行超声分散,制得双亲性的改性氧化石墨烯混合液;各原料的重量份为,氧化石墨烯14重量份、水70重量份、1,6-亚己基二异氰酸酯8重量份、聚山梨酸酯8重量份;反应温度为75℃,搅拌速度为200r/min,反应时间为3h;超声分散的超声频率为100kHz,功率密度为0.8W/cm2,时间为2h;
(2)将碳酸二苯酯和双酚A加入到反应釜中,升温至140℃使原料完全熔融,接着开启搅拌装置,并加入酯交换催化剂和步骤(1)制得的改性氧化石墨烯混合液,继续升高温度并搅拌反应,反应完成后进行洗涤、真空干燥,制得氧化石墨烯/聚碳酸酯材料,即高强度耐老化氧化石墨烯塑料;各原料的重量份为,碳酸二苯酯15重量份、双酚A 18重量份、酯交换催化剂2重量份、改性氧化石墨烯混合液65重量份;酯交换催化剂为氯化亚砜;反应釜需要预先采用高纯氮气置换出空气;高纯氮气的体积浓度为99.999%;反应温度为240℃,反应压力为1.2MPa,搅拌速度为500r/min,反应时间为4h;真空干燥的温度为70℃,时间为8h。
测试方法为:
将实施例5制得的氧化石墨烯塑料按照GB/T 1843-2008标准,制成长80mm、宽10mm、厚4mm的标准样条,采用悬臂梁冲击试验机进行测试,缺口为A型,落锤重量为5kg,冲击方式为平行冲击,测定材料的缺口冲击强度;然后将样条放置于氙弧灯试验箱,按照ISO 4892-2:2006标准 进行耐老化试验,温度为60℃,相对湿度为50%,灯光波长为340nm,分别于3d、7d及15d时测定材料的缺口冲击强度,并观察是否出现发黄发白等现象。
通过上述方法测得的实施例5的复合塑料的氧化石墨烯分布特征、缺口冲击强度及表面老化情况如表1所示。
实施例6
制备过程为:
(1)将氧化石墨烯分散于水中,接着加入1,6-亚己基二异氰酸酯,并升温搅拌反应,反应完成后冷却至室温,接着加入聚山梨酸酯进行超声分散,制得双亲性的改性氧化石墨烯混合液;各原料的重量份为,氧化石墨烯12重量份、水76重量份、1,6-亚己基二异氰酸酯6重量份、聚山梨酸酯6重量份;反应温度为70℃,搅拌速度为180r/min,反应时间为4h;超声分散的超声频率为80kHz,功率密度为0.6W/cm2,时间为2h;
(2)将碳酸二苯酯和双酚A加入到反应釜中,升温至140℃使原料完全熔融,接着开启搅拌装置,并加入酯交换催化剂和步骤(1)制得的改性氧化石墨烯混合液,继续升高温度并搅拌反应,反应完成后进行洗涤、真空干燥,制得氧化石墨烯/聚碳酸酯材料,即高强度耐老化氧化石墨烯塑料;各原料的重量份为,碳酸二苯酯14重量份、双酚A 16重量份、酯交换催化剂2重量份、改性氧化石墨烯混合液68重量份;酯交换催化剂为磷钼杂多酸;反应釜需要预先采用高纯氮气置换出空气;高纯氮气的体积浓度为99.999%;反应温度为230℃,反应压力为1MPa,搅拌速度为400r/min,反应时间为5h;真空干燥的温度为65℃,时间为10h。
测试方法为:
将实施例6制得的氧化石墨烯塑料按照GB/T 1843-2008标准,制成长80mm、宽10mm、厚4mm的标准样条,采用悬臂梁冲击试验机进行测试,缺口为A型,落锤重量为5kg,冲击方式为平行冲击,测定材料的缺口冲击强度;然后将样条放置于氙弧灯试验箱,按照ISO 4892-2:2006标准 进行耐老化试验,温度为60℃,相对湿度为50%,灯光波长为340nm,分别于3d、7d及15d时测定材料的缺口冲击强度,并观察是否出现发黄发白等现象。
通过上述方法测得的实施例6的复合塑料的氧化石墨烯分布特征、缺口冲击强度及表面老化情况如表1所示。
对比例1
制备过程为:
将碳酸二苯酯和双酚A加入到反应釜中,升温至140℃使原料完全熔融,接着开启搅拌装置,并加入酯交换催化剂和氧化石墨烯混合液,继续升高温度并搅拌反应,反应完成后进行洗涤、真空干燥,制得氧化石墨烯/聚碳酸酯材料,即氧化石墨烯塑料;各原料的重量份为,碳酸二苯酯14重量份、双酚A 16重量份、酯交换催化剂2重量份、氧化石墨烯混合液68重量份;酯交换催化剂为磷钼杂多酸;反应釜需要预先采用高纯氮气置换出空气;高纯氮气的体积浓度为99.999%;反应温度为230℃,反应压力为1MPa,搅拌速度为400r/min,反应时间为5h;真空干燥的温度为65℃,时间为10h。
测试方法为:
将对比例1制得的氧化石墨烯塑料按照GB/T 1843-2008标准,制成长80mm、宽10mm、厚4mm的标准样条,采用悬臂梁冲击试验机进行测试,缺口为A型,落锤重量为5kg,冲击方式为平行冲击,测定材料的缺口冲击强度;然后将样条放置于氙弧灯试验箱,按照ISO 4892-2:2006标准 进行耐老化试验,温度为60℃,相对湿度为50%,灯光波长为340nm,分别于3d、7d及15d时测定材料的缺口冲击强度,并观察是否出现发黄发白等现象。
对比例1未对氧化石墨烯进行改性,其他与实施例6一致,制得的复合塑料的氧化石墨烯分布特征、缺口冲击强度及表面老化情况如表1所示。
表1:

Claims (10)

1.一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将氧化石墨烯分散于水中,接着加入1,6-亚己基二异氰酸酯,并升温搅拌反应,反应完成后冷却至室温,接着加入聚山梨酸酯进行超声分散,制得双亲性的改性氧化石墨烯混合液;
(2)将碳酸二苯酯和双酚A加入到反应釜中,升温至140℃使原料完全熔融,接着开启搅拌装置,并加入酯交换催化剂和步骤(1)制得的改性氧化石墨烯混合液,继续升高温度并搅拌反应,反应完成后进行洗涤、真空干燥,制得氧化石墨烯/聚碳酸酯材料,即高强度耐老化氧化石墨烯塑料。
2.根据权利要求1所述一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述各原料的重量份为,氧化石墨烯10~14重量份、水70~80重量份、1,6-亚己基二异氰酸酯5~8重量份、聚山梨酸酯5~8重量份。
3.根据权利要求1所述一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述反应温度为65~75℃,搅拌速度为150~200r/min,反应时间为3~5h。
4.根据权利要求1所述一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述超声分散的超声频率为50~100kHz,功率密度为0.3~0.8W/cm2,时间为2~3h。
5.根据权利要求1所述一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述各原料的重量份为,碳酸二苯酯12~15重量份、双酚A 13~18重量份、酯交换催化剂1~2重量份、改性氧化石墨烯混合液65~74重量份。
6.根据权利要求1所述一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述酯交换催化剂为浓硫酸、浓盐酸、对甲基苯磺酸、钛酸四丁酯、氯化亚砜、磷钨杂多酸、硅钨杂多酸、磷钼杂多酸中的至少一种。
7.根据权利要求1所述一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述反应釜需要预先采用高纯氮气置换出空气,所述高纯氮气的体积浓度不低于99.999%。
8.根据权利要求1所述一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述反应温度为220~240℃,反应压力为0.8~1.2MPa,搅拌速度为300~500r/min,反应时间为4~6h。
9.根据权利要求1所述一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述真空干燥的温度为60~70℃,时间为8~12h。
10.权利要求1~9任一项所述制备方法制备得到的一种汽车灯罩用耐老化氧化石墨烯塑料。
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