CN112759852A - 一种丙烯腈-苯乙烯共聚物材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种促进超声波衰减的丙烯腈‑苯乙烯共聚物材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明所述促进超声波衰减的丙烯腈‑苯乙烯共聚物材料包含如下重量份的成分：丙烯腈‑苯乙烯树脂40～90份和超声波衰减剂10～50份；所述超声波衰减剂包含丙烯腈‑苯乙烯‑丙烯酸酯共聚物、丙烯腈‑苯乙烯‑丁二烯共聚物、丙烯腈‑苯乙烯‑乙丙橡胶共聚物、丙烯酸酯‑苯乙烯‑丁二烯共聚物、苯乙烯‑乙烯‑丁烯‑苯乙烯共聚物中的至少一种。由本发明所述配方制备的丙烯腈‑苯乙烯共聚物材料能够使误报的雷达波信号在传递过程中消损，可以用于制备安装超声雷达波探测器的汽车格栅、保险杠及车标等汽车零件。

Description

一种丙烯腈-苯乙烯共聚物材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种丙烯腈-苯乙烯共聚物材料及其制备方法。
背景技术
“智能化”是汽车工业发展的重要主题之一。随着汽车电子技术的发展，汽车智能技术已经逐步得到应用，汽车操作越来越简单，行驶安全性越来越高。例如，停车辅助***、自动泊车***，甚至是自动驾驶***已经进入人类的生活，在如今到未来的汽车驾驶中扮演重要的角色。
在汽车泊车过程中，超声波雷达是最常见和成熟的雷达探测***，相比于其他雷达波，它具有更优异的探测准确性和更快速及时的数据传导能力等特点。一般倒车雷达的发射接收器装嵌在汽车保险杠、格栅、车标里。通常地，倒车雷达只探测探测器正前方的物体，但在雨季时，雨水会流入到探测器与汽车部件的缝隙间，导致了一小部分雷达波信号往探测器的侧边四周方向发射。这一小部分的雷达信号在汽车零部件内传导时，遇到了金属或者电子部件时会反射微小的反射信号回到雷达接收器，导致雷达波接收器过早地接收到信号，产生误报，使驾驶员行驶过程中感到困惑。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种可促进超声波在零部件中快速衰减的丙烯腈-苯乙烯共聚物材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种丙烯腈-苯乙烯共聚物材料，包含如下重量份的成分：丙烯腈-苯乙烯树脂40～90份和超声波衰减剂10～50份；所述超声波衰减剂包含丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-乙丙橡胶共聚物、丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物中的至少一种。
本发明申请人通过实验验证，由上述配比制备的丙烯腈-苯乙烯共聚物材料具有良好的促进超声波衰减的性能，可避免因雷达信号在汽车零部件中的反射对驾驶员造成的干扰。
优选地，所述丙烯腈-苯乙烯共聚物材料包含如下重量份的成分：丙烯腈-苯乙烯树脂65～75份和超声波衰减剂25～35份。在该成分配比下，组合物既具备优异的超声波衰减性能，也同时具有较好的流动性、优异的刚韧平衡和良好的耐热性能。
优选地，所述超声波衰减剂的损耗正切tanδ为0.01～0.1，且tanδ在-100～150℃内的两个峰值分别出现在-70～-30℃和100～135℃内。
优选地，所述超声波衰减剂的损耗正切tanδ在-100～150℃内的两个峰值分别出现在-50～-30℃和100～120℃内。
优选地，所述丙烯腈-苯乙烯树脂在220℃，10kg条件下的熔体流动速率为10～60g/10min。
优选地，所述丙烯腈-苯乙烯共聚物材料还包含耐热剂0～20份和助剂0.5～2份；所述助剂包含抗氧剂、润滑剂、色粉中的至少一种。
优选地，所述耐热剂包含N-苯基酰亚胺-马来酸酐-苯乙烯聚合物、苯乙烯-马来酸酐聚合物、N，苯基酰亚胺-马来酸酐-丙烯酸酯-苯乙烯聚合物中的至少一种。
优选地，所述抗氧剂包含有机磷酸酯类抗氧剂、酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂、硫醚类抗氧剂中的至少一种。例如亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、二(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、四[亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷、对甲酚或二环戊二烯的丁基化反应产物、烷基化氢醌、羟基化硫代二苯醚、烷叉双酚、苄基化合物、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯、β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯、二硬脂基硫代丙酸酯、二月桂基硫代丙酸酯、二(十三烷基)硫代丙酸酯、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸的酰胺等等。
优选地，所述润滑剂包含硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、聚乙烯蜡、EVA蜡、油酸酰胺、芥酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺，有机硅润滑剂、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
优选地，所述色粉包含颜料和染料中的至少一种。
同时，本发明还公开了一种所述丙烯腈-苯乙烯共聚物材料的制备方法，所述制备方法为：将丙烯腈-苯乙烯树脂、超声波衰减剂、耐热剂、助剂按比例混合均匀，然后投入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出造粒；挤出温度为200～260℃，螺杆转速为300～700r/min。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：本发明创造性地从材料的角度考虑，降低雨水诱发雷达超声波发生误报的风险，降低了对结构设计上的要求、减少了汽车零件的加工工艺以及降低了汽车零件在配件投入上的成本。其提升原理是利用超声波衰减剂提升了材料的阻尼特性，在雷达超声波经过材料传播的过程中，使超声波因材料分子链的振动而产生的摩擦力消耗转变为热，从而避免超声波反射回雷达接受器产生误报的现象。
附图说明
图1为实施例3丙烯腈-苯乙烯共聚物材料的超声信号图。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例及对比例所用材料如下：
丙烯腈-苯乙烯树脂：台化，熔体流动速率35g/10min，熔体流动速率的测试条件为220℃，10kg。
超声波衰减剂：超声波衰减剂1，东海，25℃下tanδ为0.04，tanδ在-100～150℃内两个峰值分别为-40℃和102℃；超声波衰减剂2，锦湖石化，25℃下tanδ为0.02，tanδ在-100～150℃内两个峰值分别为-60℃和125℃。tanδ利用动态机械分析仪测量，测试条件：频率10Hz，应变率0.05％。
耐热剂：苯乙烯-马来酸酐聚合物，华雯。
抗氧剂：四[亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷，三丰化学。
润滑剂：季戊四醇硬脂酸酯，华沙。
实施例1～6
本发明所述丙烯腈-苯乙烯共聚物材料的实施例，实施例1～6所述丙烯腈-苯乙烯共聚物材料的配方如表1所示，制备方法为：将丙烯腈-苯乙烯共聚物、超声波衰减剂、耐热剂、助剂混合均匀，投入双螺杆挤出机中于250℃熔融共混，挤出造粒，其中，双螺杆挤出机的螺杆转速为500r/min。
对比例1～2
一种丙烯腈-苯乙烯共聚物材料，其配方如表1所示，制备方法与实施例相同。
表1配方表(重量份)
Figure BDA0002867259470000041
性能测试
1)超声波衰减性能：将材料通过注塑成型制成100mm×100mm×3mm的样板。在样板表面涂覆一层超声波耦合剂，购自东方素问，型号SUWEN-A。将超声波探伤仪探头(泽旭科技，型号GM28，探测频率60KHZ)置于耦合剂上，施加适当压力使之与样板贴合，检测超声信号，并可得到如图1的超声信号图。超声波衰减量的计算公式如下：
D＝lg(TW1/TW2)
其中，Tw1为图1中W1信号的振幅绝对值的最大值；Tw2为图1中W2信号的振幅绝对值的最大值。D值越大，材料的超声波衰减性能越好。
2)耐热性：参照ISO 75-2-2013，大负荷标准测试热变形温度。
3)力学性能：参照ISO 527-1-2019标准测试拉伸强度，拉伸速度为50mm/min；参照ISO180-2019测试简支梁缺口冲击强度。
4)流动性：参照ISO 1133-2011测试熔体流动速率，测试条件220℃，10kg。
对实施例1～6和对比例1～2进行上述性能的测试，测试结果如表2所示。
表2性能测试结果
Figure BDA0002867259470000051
从表2可知，实施例1～6均具有良好的促进超声波衰减的性能，还具有优良的耐热性、流动性和力学性能，并且，实施例2～4的综合性能相对更好，实验结果表明，丙烯腈-苯乙烯共聚物和超声波衰减剂的配比对性能具有较大影响。当超声波衰减剂适中时，其分散在丙烯腈-苯乙烯树脂，一方面提升了材料的阻尼性能，另一方面使相界面变得多且密集，增强了对超声波的损耗。此外，从实施例3和实施例6的对比中可知，超声波衰减剂本身的性质对制备的丙烯腈-苯乙烯共聚物材料的性能也有较大影响；当超声波衰减剂的损耗正切tanδ在-100～150℃的两个峰值分别出现在-50～-30℃和100～120℃时，制备出的丙烯腈-苯乙烯共聚物材料具有更优的促进超声波衰减的性能。不同tanδ的超声波衰减剂的分子间振动频率不同，tanδ在上述范围内的超声波衰减剂对超声波具有更强的损耗作用。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，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，但并不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (11)

1.一种丙烯腈-苯乙烯共聚物材料，其特征在于，包含如下重量份的成分：丙烯腈-苯乙烯树脂40～90份和超声波衰减剂10～50份；所述超声波衰减剂包含丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-乙丙橡胶共聚物、丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物中的至少一种。
2.如权利要求1所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物材料，其特征在于，包含如下重量份的成分：丙烯腈-苯乙烯树脂65～75份和超声波衰减剂25～35份。
3.如权利要求1所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物材料，其特征在于，所述超声波衰减剂的损耗正切tanδ为0.01～0.1，且tanδ在-100～150℃内的两个峰值分别出现在-70～-30℃和100～135℃内。
4.如权利要求3所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物材料，其特征在于，所述超声波衰减剂的损耗正切tanδ在-100～150℃内的两个峰值分别出现在-50～-30℃和100～120℃内。
5.如权利要求1所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物材料，其特征在于，所述丙烯腈-苯乙烯树脂在220℃，10kg条件下的熔体流动速率为10～60g/10min。
6.如权利要求1所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物材料，其特征在于，还包含耐热剂0～20份和助剂0.5～2份；所述助剂包含抗氧剂、润滑剂、色粉中的至少一种。
7.如权利要求6所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物材料，其特征在于，所述耐热剂包含N-苯基酰亚胺-马来酸酐-苯乙烯聚合物、苯乙烯-马来酸酐聚合物、N，苯基酰亚胺-马来酸酐-丙烯酸酯-苯乙烯聚合物中的至少一种。
8.如权利要求6所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物材料，其特征在于，所述抗氧剂包含有机磷酸酯类抗氧剂、酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂、硫醚类抗氧剂中的至少一种。
9.如权利要求6所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物材料，其特征在于，所述润滑剂包含硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、聚乙烯蜡、EVA蜡、油酸酰胺、芥酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺，有机硅润滑剂、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
10.如权利要求6所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物材料，其特征在于，所述色粉包含颜料和染料中的至少一种。
11.一种如权利要求6～10任一项所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物材料的制备方法，其特征在于，所述方法为：将丙烯腈-苯乙烯树脂、超声波衰减剂、耐热剂、助剂按比例混合均匀，然后投入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出造粒；挤出温度为200～260℃，螺杆转速为300～700r/min。
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