CN110540742A - 一种耐高温灯罩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温灯罩，涉及汽车配件技术领域，一种耐高温灯罩，主要包括以下重量份原料：60‑70份聚碳酸酯、20‑30份聚对苯二甲酸丁二醇酯、2‑5份光扩散剂、0.5‑2.5份稳定剂、5‑10份纳米二氧化硅、1‑3份相容剂、0.1‑2份紫外线吸收剂，其中稳定剂是由改性碳纳米管接枝氧化石墨烯后，再与纳米氧化钙复合而成。本发明的一种耐高温灯罩，在原料中加入了稳定剂，能够对灯罩的基体材料受热产生的自由基进行稳定，水分、酸等进行吸收，以此抑制灯罩受热降解老化，增加了灯罩的耐高温性能。

Description

一种耐高温灯罩
技术领域
本发明涉及汽车配件技术领域，尤其涉及一种耐高温灯罩。
背景技术
灯罩，设在灯焰***或灯泡上用以聚光或防风雨的罩子，灯罩不仅仅是罩在灯上为了使光聚集在一起的作用，还可以防止触电，对保护眼睛也有作用，所以大多数灯上都会有灯罩，汽车灯也不例外。
目前，传统的汽车灯罩都是以聚碳酸酯作为原料，经注塑成型后制成。聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，是一种强韧的热塑性树脂，具有硬度大、强度高、韧性大、透光性好的优点。众所周知，聚碳酸酯的耐紫外线性能不好，在波长290nm的紫外光下，会发生氧化反应而逐渐老化，导致表面变黄、降解、龟裂，而汽车长期处于露天环境，在使用的过程中会长期受到紫外线辐照造成老化，因此在现有技术中，对于提高灯罩的抗紫外线性能的报道很多；但是，在实际使用的过程中，由于汽车车灯温度可以达到100-190℃，在高温环境下，聚碳酸酯中的酯键也极易发生分解，生成水、酸等物质，从而造成聚碳酸酯的老化，性能变差，因此对于汽车灯罩来说，提高其耐高温性能同样重要。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于设计提供一种耐高温灯罩，在原料中加入了稳定剂，能够对灯罩的基体材料受热产生的自由基进行稳定，水分、酸等进行吸收，以此抑制灯罩受热降解老化，增加了灯罩的耐高温性能。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种耐高温灯罩，主要包括以下重量份原料：60-70份聚碳酸酯、20-30份聚对苯二甲酸丁二醇酯、2-5份光扩散剂、0.5-2.5份稳定剂、5-10份纳米二氧化硅、1-3份相容剂、0.1-2份紫外线吸收剂。
进一步，主要包括以下重量份的原料：65份聚碳酸酯、25份聚对苯二甲酸丁二醇酯、3份光扩散剂、1份稳定剂、8份纳米二氧化硅、2份相容剂、1份紫外线吸收剂。
进一步，所述稳定剂是由改性碳纳米管接枝氧化石墨烯后，再与纳米氧化钙复合而成。
本发明的稳定剂，以氧化石墨烯作为主要载体，在使用的时候，氧化石墨烯能够稳定基体材料因为热产生的自由基，防止其影响基体材料发生持续性分解，而将改性碳纳米管接枝到氧化石墨烯上，一方面，改性碳纳米管的表面具有丰富的极性基团，将其接枝到氧化石墨烯上时，能够增加氧化石墨烯和基体材料之间的润湿性，使得其在基体材料中的分散性更好，另一方面，碳纳米管在进行反应的过程中，进入到氧化石墨烯片层之间，改善氧化石墨烯的结构，增加氧化石墨烯和基体材料之间的接触面积，从而增加氧化石墨烯和产生的自由基之间的接触位点，增加氧化石墨烯稳定自由基的性能，另外，由于聚碳酸酯中含有大量的酯基，在使用的过程中，酯基进行降解，还会产生水分，而水的存在会加剧基体材料的降解、老化，因此在氧化石墨烯上负载了纳米氧化钙，能够对基体材料中的水分进行吸收，从而进一步抑制了基体材料的降解老化。
综上所述，本发明中添加的稳定剂，以氧化石墨烯作为载体，能够稳定基体材料受热降解产生的自由基，其上负载的纳米氧化钙能够吸收降解时产生的水分，因此在一定程度上抑制了基体材料的降解老化，增加了灯罩的耐热性能，同时改性碳纳米管增加了氧化石墨烯的稳定自由基的性能，及进一步提高了灯罩的耐热性能，同时增加了稳定剂和基体材料之间的润湿性，改善了稳定剂在基体材料中的分散性能，使得稳定效果更好，因此本发明稳定剂中的氧化石墨烯、纳米氧化钙、改性碳纳米管三者相辅相成，相比于单一使用，达到了更好的效果。
进一步，所述光扩散剂为丙烯酸微球光扩散剂，所述相容剂为AX8900，所述紫外线吸收剂为2，4-二羟基二苯甲酮，2-(2’-二羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并***。
此外，本发明还公开了一种耐高温灯罩的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
原料准备：按照重量份比，分别取聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、纳米二氧化硅、相容剂于真空干燥箱中干燥8h；
混合：将干燥之后的聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、纳米二氧化硅、相容剂置于高速混合机中，在650-700r/min的转速下，混合1-2h后，加入稳定剂、紫外线吸收剂，在1100-1200r/min的转速下，混合1.5-3h，同时将光扩散剂置于搅拌机中，在100-200r/min的转速下边搅拌边喷洒白油，搅拌混匀后置入高速混合机中，在800-900r/min的转速下，继续搅拌混合2-3h，得到混合物料；
熔融挤出：将双螺杆挤出机进行预热后，加入混合物料进行熔融挤出造粒，得到原料母粒；
成型：将制备得到的原料母粒投入注塑机中，加热至熔融状态，经注塑成型后，得到产品。
进一步，所述双螺杆挤出机的主机转速为300r/min，各加热区域的加热温度为：一区250-280、二区260-280℃、三区260-280℃、四区270-300℃、五区270-300℃，机头温度为250-260℃，溶体压力为3.2-3.6Pa。
进一步，所述稳定剂的制备方法为：
接枝：将改性碳纳米管和氧化石墨烯加入水溶液中，在冰浴条件下超声分散40-60min，然后加入己二胺，继续超声分散10-20min后置于反应釜中，在125-130℃条件下反应4-6h，反应完成后，冷却至室温，将反应物取出置于40vol％的水醇溶液中进行透析48h，再置于去离子水中透析24h，取出冷冻干燥后于90-100℃条件下进行热处理2h，然后升温至150-160℃进行热处理2h，再升温至200-220℃进行热处理2h，粉碎，得到改性碳纳米管接枝的氧化石墨烯；
复合：将纳米氧化钙置于球磨机中，以300-400r/min的速度进行球磨30min，然后喷入乙醇溶液，以150-250r/min的速度继续球磨1-2h，加入改性碳纳米管接枝的氧化石墨烯，以100-150r/min的速度球磨2-3h，取出，在超声条件下进行超声20-30min，过滤，洗涤、干燥之后得到稳定剂。
进一步，所述改性碳纳米管的制备方法为：将碳纳米管置于阳极装置中，进行阳极氧化处理，然后进离心、洗涤、烘干后得到改性碳纳米管。
进一步，所述阳极氧化处理以氢氧化钠溶液为电解液，处理参数为：水浴温度为20-25℃、电压为7-12V、电流密度为400A/m2。
本发明的有益效果：
本发明的一种耐高温灯罩，通过对配方进行优化，在原料中添加了稳定剂，本发明的稳定剂以氧化石墨烯作为载体，能够稳定基体材料受热降解产生的自由基，其上负载的纳米氧化钙能够吸收降解时产生的水分，因此在一定程度上抑制了基体材料的降解老化，增加了灯罩的耐热性能，同时改性碳纳米管增加了氧化石墨烯的稳定自由基的性能，及进一步提高了灯罩的耐热性能，同时增加了稳定剂和基体材料之间的润湿性，改善了稳定剂在基体材料中的分散性能，使得稳定效果更好。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明：
本发明的一种耐高温灯罩，在原料中加入了稳定剂，该稳定剂是由改性碳纳米管接枝氧化石墨烯后，再与纳米氧化钙复合而成。
实施例一
稳定剂的制备1
改性碳纳米管的制备：配置3g/L的氢氧化钠溶液作为电解液，取碳纳米管填充于阳极装置中，将阳极装置放入电解池，使得电解液的液面与碳纳米管的填充高度齐平，调节恒温水浴温度为20-25℃，优选25℃，开启超声波振荡10min，打开直流电源开关，调节电流电压为7-12V，优选为10V，电流密度为400A/m2进行阳极氧化处理，处理完成后，取出碳纳米管，用去离子水进行洗涤至洗涤液呈中性，于80℃条件下进行真空干燥12h，得到改性碳纳米管。
接枝：将改性碳纳米管和氧化石墨烯加入到去离子水中，其中改性碳纳米管、氧化石墨烯和去离子水的质量比为5:1:3，在冰浴条件下，控制温度为2-5℃，在频率为25KHz，功率为130W的超声条件下超声分散50min，然后加入5倍氧化石墨烯质量的己二胺，继续超声分散10min后后置于反应釜中，在130℃条件下反应6h，反应完成后，冷却至室温，将反应物取出置于40vol％的水醇溶液中进行透析48h，再置于去离子水中透析24h，取出冷冻干燥后于100℃条件下进行热处理2h，然后升温至150℃进行热处理2h，再升温至210℃进行热处理2h，粉碎，得到改性碳纳米管接枝的氧化石墨烯；
复合：将纳米氧化钙置于球磨机中，以300r/min的速度进行球磨30min，然后喷入等纳米氧化钙质量的乙醇溶液，以150r/min的速度继续球磨1h，加入3倍纳米氧化钙质量的改性碳纳米管接枝的氧化石墨烯，以100r/min的速度球磨2h，取出，在超声条件下进行超声20min，过滤，洗涤、干燥之后得到稳定剂。
实施例二
稳定剂的制备2
改性碳纳米管的制备与实施例一相同。
接枝：将改性碳纳米管和氧化石墨烯加入到去离子水中，其中改性碳纳米管、氧化石墨烯和去离子水的质量比为5:1:3，在冰浴条件下，控制温度为2-5℃，在频率为25KHz，功率为130W的超声条件下超声分散40min，然后加入5倍氧化石墨烯质量的己二胺，继续超声分散20min后后置于反应釜中，在125℃条件下反应5h，反应完成后，冷却至室温，将反应物取出置于40vol％的水醇溶液中进行透析48h，再置于去离子水中透析24h，取出冷冻干燥后于95℃条件下进行热处理2h，然后升温至160℃进行热处理2h，再升温至200℃进行热处理2h，粉碎，得到改性碳纳米管接枝的氧化石墨烯；
复合：将纳米氧化钙置于球磨机中，以350r/min的速度进行球磨30min，然后喷入等纳米氧化钙质量的乙醇溶液，以200r/min的速度继续球磨2h，加入2倍纳米氧化钙质量的改性碳纳米管接枝的氧化石墨烯，以180r/min的速度球磨2h，取出，在超声条件下进行超声25min，过滤，洗涤、干燥之后得到稳定剂。
实施例三
稳定剂的制备3
改性碳纳米管的制备与实施例一相同。
接枝：将改性碳纳米管和氧化石墨烯加入到去离子水中，其中改性碳纳米管、氧化石墨烯和去离子水的质量比为5:1:3，在冰浴条件下，控制温度为2-5℃，在频率为25KHz，功率为130W的超声条件下超声分散60min，然后加入5倍氧化石墨烯质量的己二胺，继续超声分散15min后后置于反应釜中，在128℃条件下反应4h，反应完成后，冷却至室温，将反应物取出置于40vol％的水醇溶液中进行透析48h，再置于去离子水中透析24h，取出冷冻干燥后于90℃条件下进行热处理2h，然后升温至155℃进行热处理2h，再升温至220℃进行热处理2h，粉碎，得到改性碳纳米管接枝的氧化石墨烯；
复合：将纳米氧化钙置于球磨机中，以400r/min的速度进行球磨30min，然后喷入等纳米氧化钙质量的乙醇溶液，以250r/min的速度继续球磨2h，加入4倍纳米氧化钙质量的改性碳纳米管接枝的氧化石墨烯，以150r/min的速度球磨3h，取出，在超声条件下进行超声30min，过滤，洗涤、干燥之后得到稳定剂。
实施例四
密封条的制备1
本实施例选用实施例一制备所得的稳定剂，具体步骤如下：
原料准备：按照重量份比，分别取65份聚碳酸酯、25份聚对苯二甲酸丁二醇酯、8份纳米二氧化硅、2份相容剂于真空干燥箱中干燥8h。
混合：将干燥之后的聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、纳米二氧化硅、相容剂置于高速混合机中，在700r/min的转速下，混合1h后，加入1份稳定剂、1份紫外线吸收剂，在1100r/min的转速下，混合2h，同时将3份光扩散剂置于搅拌机中，在200r/min的转速下边搅拌边喷洒白油，其中光扩散剂和白油的质量比为10:1，搅拌混匀后置入高速混合机中，在800r/min的转速下，继续搅拌混合3h，得到混合物料。
熔融挤出：将双螺杆挤出机进行预热后，加入混合物料进行熔融挤出造粒，得到原料母粒，双螺杆挤出机的主机转速为300r/min，各加热区域的加热温度为：一区250、二区260℃、三区270℃、四区300℃、五区290℃，机头温度为255℃，溶体压力为3.2Pa。
成型：将制备得到的原料母粒投入注塑机中，加热至熔融状态，经注塑成型后，得到产品。
实施例五
密封条的制备2
本实施例选用实施例二制备所得的稳定剂，具体步骤如下：
原料准备：按照重量份比，分别取60份聚碳酸酯、30份聚对苯二甲酸丁二醇酯、5份纳米二氧化硅、3份相容剂于真空干燥箱中干燥8h。
混合：将干燥之后的聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、纳米二氧化硅、相容剂置于高速混合机中，在680r/min的转速下，混合2h后，加入0.5份稳定剂、2份紫外线吸收剂，在1150r/min的转速下，混合1.5h，同时将2份光扩散剂置于搅拌机中，在100r/min的转速下边搅拌边喷洒白油，其中光扩散剂和白油的质量比为10:1，搅拌混匀后置入高速混合机中，在900r/min的转速下，继续搅拌混合3h，得到混合物料。
熔融挤出：将双螺杆挤出机进行预热后，加入混合物料进行熔融挤出造粒，得到原料母粒，双螺杆挤出机的主机转速为300r/min，各加热区域的加热温度为：一区280、二区280℃、三区275℃、四区290℃、五区300℃，机头温度为250℃，溶体压力为3.4Pa。
成型：将制备得到的原料母粒投入注塑机中，加热至熔融状态，经注塑成型后，得到产品。
实施例六
密封条的制备3
本实施例选用实施例三制备所得的稳定剂，具体步骤如下：
原料准备：按照重量份比，分别取70份聚碳酸酯、20份聚对苯二甲酸丁二醇酯、10份纳米二氧化硅、1份相容剂于真空干燥箱中干燥8h。
混合：将干燥之后的聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、纳米二氧化硅、相容剂置于高速混合机中，在650r/min的转速下，混合1h后，加入2.5份稳定剂、0.1份紫外线吸收剂，在1200r/min的转速下，混合3h，同时将5份光扩散剂置于搅拌机中，在150r/min的转速下边搅拌边喷洒白油，其中光扩散剂和白油的质量比为10:1，搅拌混匀后置入高速混合机中，在850r/min的转速下，继续搅拌混合2h，得到混合物料。
熔融挤出：将双螺杆挤出机进行预热后，加入混合物料进行熔融挤出造粒，得到原料母粒，双螺杆挤出机的主机转速为300r/min，各加热区域的加热温度为：一区260、二区270℃、三区280℃、四区270℃、五区270℃，机头温度为260℃，溶体压力为3.6Pa。
成型：将制备得到的原料母粒投入注塑机中，加热至熔融状态，经注塑成型后，得到产品。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (9)

1.一种耐高温灯罩，其特征在于，主要包括以下重量份原料：60-70份聚碳酸酯、20-30份聚对苯二甲酸丁二醇酯、2-5份光扩散剂、0.5-2.5份稳定剂、5-10份纳米二氧化硅、1-3份相容剂、0.1-2份紫外线吸收剂。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温灯罩，其特征在于，主要包括以下重量份的原料：65份聚碳酸酯、25份聚对苯二甲酸丁二醇酯、3份光扩散剂、1份稳定剂、8份纳米二氧化硅、2份相容剂、1份紫外线吸收剂。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温灯罩，其特征在于，所述稳定剂是由改性碳纳米管接枝氧化石墨烯后，再与纳米氧化钙复合而成。
4.根据权利要求3所述的一种耐高温灯罩，其特征在于，所述光扩散剂为丙烯酸微球光扩散剂，所述相容剂为AX8900，所述紫外线吸收剂为2，4-二羟基二苯甲酮，2-(2’-二羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并***。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的一种耐高温灯罩，其特征在于，所述灯罩的制备方法包括以下步骤：
原料准备：按照重量份比，分别取聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、纳米二氧化硅、相容剂于真空干燥箱中干燥8h；
混合：将干燥之后的聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、纳米二氧化硅、相容剂置于高速混合机中，在650-700r/min的转速下，混合1-2h后，加入稳定剂、紫外线吸收剂，在1100-1200r/min的转速下，混合1.5-3h，同时将光扩散剂置于搅拌机中，在100-200r/min的转速下边搅拌边喷洒白油，搅拌混匀后置入高速混合机中，在800-900r/min的转速下，继续搅拌混合2-3h，得到混合物料；
熔融挤出：将双螺杆挤出机进行预热后，加入混合物料进行熔融挤出造粒，得到原料母粒；
成型：将制备得到的原料母粒投入注塑机中，加热至熔融状态，经注塑成型后，得到产品。
6.根据权利要求5所述的一种耐高温灯罩，其特征在于，所述双螺杆挤出机的主机转速为300r/min，各加热区域的加热温度为：一区250-280、二区260-280℃、三区260-280℃、四区270-300℃、五区270-300℃，机头温度为250-260℃，溶体压力为3.2-3.6Pa。
7.根据权利要求6所述的一种耐高温灯罩，其特征在于，所述稳定剂的制备方法为：
接枝：将改性碳纳米管和氧化石墨烯加入去离子水中，在冰浴条件下超声分散40-60min，然后加入己二胺，继续超声分散10-20min后置于反应釜中，在125-130℃条件下反应4-6h，反应完成后，冷却至室温，将反应物取出置于40vol％的水醇溶液中进行透析48h，再置于去离子水中透析24h，取出冷冻干燥后于90-100℃条件下进行热处理2h，然后升温至150-160℃进行热处理2h，再升温至200-220℃进行热处理2h，粉碎，得到改性碳纳米管接枝的氧化石墨烯；
复合：将纳米氧化钙置于球磨机中，以300-400r/min的速度进行球磨30min，然后喷入乙醇溶液，以150-250r/min的速度继续球磨1-2h，加入改性碳纳米管接枝的氧化石墨烯，以100-150r/min的速度球磨2-3h，取出，在超声条件下进行超声20-30min，过滤，洗涤、干燥之后得到稳定剂。
8.根据权利要求7所述的一种耐高温灯罩，其特征在于，所述改性碳纳米管的制备方法为：将碳纳米管置于阳极装置中，进行阳极氧化处理，然后进离心、洗涤、烘干后得到改性碳纳米管。
9.根据权利要求8所述的一种耐高温灯罩，其特征在于，所述阳极氧化处理以氢氧化钠溶液为电解液，处理参数为：水浴温度为20-25℃、电压为7-12V、电流密度为400A/m2。
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