一種納米改性abs電動(dòng)四輪車增強(qiáng)抗老化專用料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種ABS樹(shù)脂材料，尤其涉及一種納米改性ABS電動(dòng)四輪車增強(qiáng)抗老 化專用料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 1873年，英國(guó)人羅伯特·戴維森用一次電池作動(dòng)力發(fā)明了電動(dòng)汽車，但并沒(méi)有列 入國(guó)際的確認(rèn)范圍。國(guó)際上公認(rèn)第一輛電動(dòng)汽車于1881年誕生，發(fā)明人為法國(guó)工程師古斯 塔夫·特魯夫，這是一輛用鉛酸電池為動(dòng)力的三輪車，后來(lái)陸續(xù)出現(xiàn)了鎳鎘、鎳氫電池、鋰離 子電池、燃料電池作為電力的電動(dòng)車。
[0003] 目前市場(chǎng)上的四輪電動(dòng)車是指最高車速低于50公里/小時(shí)的純電動(dòng)車，包括了電 動(dòng)觀光車、電動(dòng)高爾夫球車、電動(dòng)巡邏車、電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車、電動(dòng)運(yùn)輸車、電動(dòng)牽引車、電動(dòng)工程 車、老年代步車以及特種改裝電動(dòng)車等。由于四輪電動(dòng)車的操作簡(jiǎn)單、視野開(kāi)闊、實(shí)用性強(qiáng)、 無(wú)污染、低能耗等特性，目前被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在大型公園、風(fēng)景區(qū)、封閉社區(qū)、別墅區(qū)、 度假村、花園式酒店、城市步行街等區(qū)域性場(chǎng)地。
[0004] ABS是重要的工程塑料之一，廣泛用于汽車工業(yè)、電器儀表工業(yè)和機(jī)械工業(yè)等。常 作齒輪、葉片、軸承、把手、管道、儀表殼、儀表盤、收音機(jī)和電視機(jī)的殼體、安全帽、貯槽內(nèi) 襯、冰箱襯里等。也可制作很多汽車零件，如擋泥板、扶手等。電鍍產(chǎn)品常作金屬代用品，如 制造銘牌、裝飾件等。其發(fā)泡材料能代替木材制造家具和建筑材料。ABS是丁二烯橡膠微粒 分散在丙烯腈一苯乙烯樹(shù)脂連續(xù)相中的"海島"型結(jié)構(gòu)，是樹(shù)脂的剛性和橡膠的彈性相結(jié)合 的一個(gè)范例，它不僅具有韌、硬、剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)特性，而且具有耐化學(xué)藥品性好、尺寸 穩(wěn)定性好、表面光澤好、易涂裝和易著色的優(yōu)點(diǎn)。
[0005] ABS是非晶態(tài)、不透明的樹(shù)脂，一般為淺黃色粒狀或珠狀樹(shù)脂，熔融溫度為217~ 237°C，熱分解溫度>250°C，無(wú)毒無(wú)味，吸水率低。它具有優(yōu)良的物理一機(jī)械性能，極好的低 溫抗沖擊性能、電性能、易于成型和機(jī)械加工等特點(diǎn)。ABS耐水、無(wú)機(jī)鹽、堿和酸類，不溶于大 部分醇類和烴類溶劑，而易溶于醛、酮、酯，以及某些氯代烴中。
[0006] 盡管ABS擁有眾多的優(yōu)點(diǎn)，但由于含有丁二烯產(chǎn)生的雙鍵，它的耐候性差，在室外 長(zhǎng)期暴露易老化、變色，甚至龜裂，從而降低了材料的沖擊強(qiáng)度和韌性，可燃，熱變形溫度 低。因而有必要對(duì)其進(jìn)行改性，增強(qiáng)其沖擊強(qiáng)度，韌性以及熱變形溫度，以擴(kuò)大材料的應(yīng)用 范圍。
[0007] 隨著納米技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用納米復(fù)合技術(shù)將為發(fā)展聚ABS新型改性手段提供了新 途徑和新思路。研宄表明，任何材料進(jìn)入納米尺寸時(shí)都會(huì)具有奇異或反常的特性，如表面界 面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等。這些特性使納米微粒結(jié)構(gòu)表現(xiàn) 出奇異的物理、化學(xué)特性，具有卓越的光、力、電、熱、放射、吸收等特殊功能。用無(wú)機(jī)納米材 料如納米〇8〇) 3、211〇、5;[02、1102、粘土與485高分子進(jìn)行納米復(fù)合得到的納米復(fù)合材料既有 高分子材料的柔韌性、易加工性等優(yōu)點(diǎn)，又有無(wú)機(jī)光學(xué)材料的高硬度、高模量、高耐劃痕等 機(jī)械性能和良好的耐熱性能、低透氣性和對(duì)紫外光的吸收性能。
[0008] 已知由尺寸為I-IOOnm的晶粒組成的單相或復(fù)相的多晶體即為納米晶材料。此類 材料的結(jié)構(gòu)特征多是其晶界上的原子占晶體總原子數(shù)的50%以上。納米晶體中的晶界數(shù)目 在1〇 19個(gè)晶界/cm 3左右。巨大數(shù)量的晶界或相界中，核心部位的原子受相鄰點(diǎn)陣的制約呈 一定排列組態(tài)，不同于晶體晶粒內(nèi)的原子排列，又不同于非晶態(tài)，構(gòu)成一種新組態(tài)，是二維 的有序結(jié)構(gòu)，有其自己的周期規(guī)律和原子間距，不同晶界彼此又各不相同。在Icm 3納米晶 體中的IO19個(gè)晶界出現(xiàn)10 19個(gè)原子組態(tài)，由于各晶粒的取向不同，不同取向的晶粒對(duì)周邊晶 界核心處的原子所作用的約束力大小和方向各異，從而造成原子排列組態(tài)互異。晶界或相 界上的原子的特殊排列；晶界或相界上核心部分原子排列的新組態(tài)即是造成納米晶出現(xiàn)新 性能的根源。納米晶體材料結(jié)構(gòu)上的特殊性使其具有諸多傳統(tǒng)粗晶、納米非晶材料無(wú)可比 擬的優(yōu)異性能。
[0009] 平均晶粒尺寸是納米晶體材料重要的結(jié)構(gòu)參量之一，這是因?yàn)榧{米晶體材料最重 要的結(jié)構(gòu)特征是其高界面密度，而平均晶粒尺寸可以直接反應(yīng)其界面含量。因此，通過(guò)控制 納米晶體材料晶粒大小、形態(tài)和分布可以對(duì)復(fù)合材料性能產(chǎn)生重要影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是在ABS樹(shù)脂主要成分的基礎(chǔ)上，通過(guò)添加聚碳酸酯和改性納米結(jié) 晶復(fù)合氧化物對(duì)ABS樹(shù)脂材料的物理、化學(xué)性能進(jìn)行綜合改進(jìn)。在提高ABS樹(shù)脂材料材料 強(qiáng)度、韌性、抗沖擊性能的同時(shí)，改進(jìn)材料的耐候性能和抗老化性能。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種納米改性ABS電動(dòng)四輪車增強(qiáng)抗老化專用料，原料 按重量份數(shù)稱取：
[0012] ABS樹(shù)脂100~120份，聚碳酸酯15~30份，改性納米結(jié)晶復(fù)合氧化物5-15份， 乙撐雙硬脂酰胺8~14份，氯化聚乙烯0. 5~0. 9份，抗氧劑0. 2-0. 6份。
[0013] 所述抗氧劑選自β-(4-羥基苯基_3,5_二叔丁基）丙酸正十八碳醇酯、四 [β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯或者它們的混合物。
[0014] 所述納米結(jié)晶復(fù)合氧化物由下列通式表示JiaAlbMg eZndOx，其中a = 0. 1-0. 5，b = 0· 3-0. 7, c = 0· 2-0. 5, d = 0· 1-0. 3, X 彡 I。
[0015] 所述改性納米結(jié)晶復(fù)合氧化物，是以納米結(jié)晶復(fù)合氧化物的重量為基準(zhǔn)，將納米 結(jié)晶復(fù)合氧化物經(jīng)由〇. 5wt%的鈦酸酯偶聯(lián)劑表面改性獲得。
[0016] 所述納米結(jié)晶復(fù)合氧化物表面積為2~50m2/g，尤其優(yōu)選5~35m2/g ;其微晶尺寸 為5~lOOOnm，優(yōu)選10~800nm，進(jìn)一步優(yōu)選為IOnm~100nm，特別優(yōu)選15~30nm。
[0017] 所述納米結(jié)晶復(fù)合氧化物的制備方法，包括下述步驟：
[0018] a)采用載液法，按納米結(jié)晶復(fù)合氧化物通式所示化學(xué)計(jì)量比，將含Ti、Al、Mg、Zn 起始化合物的溶液、混懸液或者漿液導(dǎo)入反應(yīng)室中；
[0019] b)采用200~700°C溫度下脈動(dòng)流加熱的方法，在處理區(qū)對(duì)于含Ti、Al、Mg、Zn起 始化合物的溶液、混懸液或者楽·液進(jìn)行熱處理；
[0020] c)形成納米結(jié)晶復(fù)合氧化物；
[0021] d)從反應(yīng)器中卸出步驟b和步驟c中得到的納米結(jié)晶復(fù)合氧化物。
[0022] 所述Ti、Al、Mg、Zn起始化合物選自鹵化物、硫酸鹽、硝酸鹽或醋酸鹽。
[0023] 按照本發(fā)明的方法，混懸液可在短時(shí)間內(nèi)被煅燒，典型地在幾毫秒之內(nèi)，溫度與現(xiàn) 有技術(shù)中通常使用的方法相比也相對(duì)較低，并且沒(méi)有額外的過(guò)濾和/或干燥的步驟，或者 不需要額外加入溶劑。形成的納米結(jié)晶復(fù)合氧化物的納米微晶，其BET比表面積顯著增加。
[0024] Ti、Al、Mg、Zn起始化合物直接通過(guò)載液，特別是載氣，優(yōu)選惰性載氣如氮?dú)獾?，?入所謂的反應(yīng)室中如燃燒室中。反應(yīng)室附加的放液側(cè)為諧振管，其流道截面與反應(yīng)室相比 明顯降低。燃燒室底部安裝有若干燃燒空氣進(jìn)入燃燒室的閥門?？諝鈩?dòng)力學(xué)閥門在流體學(xué) 和聲學(xué)上與燃燒室以及諧振管幾何相配，以至于燃燒室中產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)"無(wú)焰"溫度場(chǎng)的壓力 波主要在諧振管中脈沖式傳播。形成所謂帶有脈沖流的"亥姆霍茲共振器"，脈沖頻率3~ 150Hz，優(yōu)選為 5 ~110Hz。
[0025] 按照本發(fā)明方法以及結(jié)晶控制獲得的納米結(jié)晶復(fù)合氧化物具有均一的粒徑，特別 是微晶尺寸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本法獲得的納米結(jié)晶復(fù)合氧化物的BET比表面積也同樣能 夠增加。
[0026] 所述納米結(jié)晶復(fù)合氧化物的改性方法，包括下述步驟：改性前將納米結(jié)晶復(fù)合氧 化物在干燥箱里80°C恒溫24h;然后配制無(wú)水乙醇與鈦酸酯偶聯(lián)劑體積比為200 : 1的溶 劑；將納米結(jié)晶復(fù)合氧化物溶解于其中，在攪拌裝置上邊攪拌邊加熱至無(wú)水乙醇沸騰，使其 揮發(fā)蒸發(fā)，當(dāng)溶劑量剩余很少時(shí)再放入干燥箱80°C干燥12h，讓無(wú)水乙醇充分蒸發(fā)完；最后 將固體壓細(xì)經(jīng)分子篩篩出。
[0027] 本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步包括，一