一种稀土塑料外壳材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种稀土塑料外壳材料，它是由下述重量份的原料组成的：氧化铈0.1?0.2、柠檬酸镧0.1?0.2、碳纳米管3?4、氯化亚砜40?50、N，N?二甲基甲酰胺3?5、乙二胺100?120、三聚氰胺16?20、35?37%的甲醛水溶液36?40、聚氯乙烯170?200、75?80wt%的硫酸20?30、95?98wt%的硝酸30?40、羧甲基纤维素钠2?3、无水氯化钙4?7、凹凸棒土30?40、二甲基乙醇胺2?3、环氧硬脂酸辛酯10?13。本发明加入了氧化铈、柠檬酸镧，可以有效的提高塑料外壳成品的表面强度，提高耐候性。
【专利说明】
一种稀土塑料外壳材料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及塑料生产领域，尤其涉及一种稀土塑料外壳材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]碳纳米管具有优异的力学性能和自润滑性，作为填充材料，若能均勾分散于聚氯乙烯基体中，并且能与聚氯乙烯基体之间形成良好的界面相容性，则可以有效地提高聚氯乙烯基体的力学性能和摩擦性能。但是，由于碳纳米管的表面能和比表面积大，导致碳纳米管易团聚；同时，碳纳米管表面呈现很强的非极性，使其不溶于任何溶剂及聚合物。因此，为了提高碳纳米管在聚合物基体中的分散性，增强碳纳米管与聚合物基体之间的界面相容性，需要在碳纳米管表面引入功能基团，提高碳纳米管表面活性。
[0003]目前，关于碳纳米管功能化的研究很多，主要集中在碳纳米管对于聚合物结构和宏观性能的影响。许多研究也己经证实，碳纳米管的功能化处理，可以有效地在碳纳米管表面引入有机官能团，降低碳纳米管的表面能，改善碳纳米管的团聚现象，提高碳纳米管在聚合物基体中的分散性，增强两者之间的界面粘结力。
【发明内容】
[0004]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种稀土塑料外壳材料及其制备方法。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种稀土塑料外壳材料，它是由下述重量份的原料组成的:
氧化铈0.1-0.2、柠檬酸镧0.1-0.2、碳纳米管3-4、氯化亚砜40-50、N，N-二甲基甲酰胺3-5、乙二胺100-120、三聚氰胺16-20、35-37%的甲醛水溶液36-40、聚氯乙烯170-200、75_80wt%的硫酸20-30、95-98wt%的硝酸30-40、羧甲基纤维素钠2-3、无水氯化钙4-7、凹凸棒土30-40、二甲基乙醇胺2-3、环氧硬脂酸辛酯10-13。
[0006]—种所述的稀土塑料外壳材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将上述75-80?丨％的硫酸、95-98wt%的硝酸混合，搅拌均匀，加入碳纳米管，在50-60°(:的恒温水浴中超声振荡2-3小时，加入体系重量8-10倍的去离子水稀释，保温静置，待溶液分层后，弃去上层清液，将下层溶液抽滤，将滤饼在80-90 °C下真空干燥10-13小时，得酸化碳纳米管；
(2)将上述羧甲基纤维素钠加入到10-14倍去离子水中，搅拌均匀，加入氧化铈、柠檬酸镧，在60-70 0C下保温搅拌5-8分钟，加入无水氯化钙，搅拌至常温，得稀土溶液；
(3)取上述环氧硬脂酸辛重量的20-30%，加入到4-6倍无水乙醇中，搅拌均匀，加入上述稀土溶液，送入80-90 °C的水浴中，保温搅拌20-30分钟，出料冷却，加入上述凹凸棒土重量的50-60%，搅拌至水干，为稀土改性凹凸棒土 ；
(4)将上述氯化亚砜与N，N-二甲基甲酰胺混合，搅拌均匀，加入上述酸化碳纳米管，在70-75 0C的水浴中保温搅拌20-24小时，将反应产物用无水四氢呋喃洗涤，抽滤，真空干燥，得酰氯化碳纳米管；
(5)将上述酰氯化碳纳米管与乙二胺混合，在100-105°C的油浴中保温搅拌46-50小时，将反应产物用二氯甲烷和无水乙醇依次洗涤，抽滤，真空干燥，得胺化碳纳米管；
(6)将上述胺化碳纳米管、稀土改性凹凸棒土、上述聚氯乙烯重量的6-10%混合，搅拌干混20-30分钟，得预混料；
(7 )将三聚氰胺、35-37%的甲醛水溶液、预混料混合，在70-75 °C下保温搅拌10-20分钟，调节PH为8-9，保温反应2-3小时，置于30-35°C的真空烘箱中，除水后用柠檬酸调节PH为5-6，在50-60°C的烘箱中固化7-8小时，得到碳纳米管改性密胺树脂；
(8)将上述碳纳米管改性密胺树脂与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入双螺杆挤出机熔融挤出，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，即得。
[0007]本发明的优点是:
本发明首先采用混酸处理碳纳米管，引入含氧基团，可以使得碳纳米管之间的氢键作用力增强，降低碳纳米管的缠绕状态，改善其分散性;然后经过胺化处理，可以降低碳纳米管的表面能，消除其表面电荷，提高碳纳米管的分散能力，增加其与基体的界面结合力；而将改性后的碳纳米管与三聚氰胺、甲醛水溶液共聚合成密胺树脂，改性后的碳纳米管表面的基团可以与密胺树脂中的氨基形成氢键以及其它的极性相互作用，从而提高了复合材料的耐热稳定性，为提高成品结构稳定性强度起到促进作用；
本发明加入了氧化铈、柠檬酸镧，可以有效的提高塑料外壳成品的表面强度，提高耐候性。
【具体实施方式】
[0008]一种稀土塑料外壳材料，它是由下述重量份的原料组成的:
氧化铈0.1、柠檬酸镧0.1、碳纳米管3、氯化亚砜40、N，N二甲基甲酰胺3、乙二胺100、三聚氰胺16、35%的甲醛水溶液36、聚氯乙烯170、75wt%的硫酸20、95wt°/c^硝酸30、羧甲基纤维素钠2、无水氯化钙4、凹凸棒土 30、二甲基乙醇胺2、环氧硬脂酸辛酯10。
[0009]一种所述的稀土塑料外壳材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将上述75被％的硫酸、95wt%的硝酸混合，搅拌均匀，加入碳纳米管，在500C的恒温水浴中超声振荡2小时，加入体系重量8倍的去离子水稀释，保温静置，待溶液分层后，弃去上层清液，将下层溶液抽滤，将滤饼在80°C下真空干燥10小时，得酸化碳纳米管；
(2)将上述羧甲基纤维素钠加入到10倍去离子水中，搅拌均匀，加入氧化铈、柠檬酸镧，在60 0C下保温搅拌5分钟，加入无水氯化钙，搅拌至常温，得稀土溶液；
(3)取上述环氧硬脂酸辛重量的20%，加入到4倍无水乙醇中，搅拌均匀，加入上述稀土溶液，送入80 0C的水浴中，保温搅拌20分钟，出料冷却，加入上述凹凸棒土重量的50%，搅拌至水干，为稀土改性凹凸棒土 ；
(4)将上述氯化亚砜与N，N二甲基甲酰胺混合，搅拌均匀，加入上述酸化碳纳米管，在70°C的水浴中保温搅拌20小时，将反应产物用无水四氢呋喃洗涤，抽滤，真空干燥，得酰氯化碳纳米管；
(5)将上述酰氯化碳纳米管与乙二胺混合，在100°C的油浴中保温搅拌46小时，将反应产物用二氯甲烷和无水乙醇依次洗涤，抽滤，真空干燥，得胺化碳纳米管； (6)将上述胺化碳纳米管、稀土改性凹凸棒土、上述聚氯乙烯重量的6%混合，搅拌干混20分钟，得预混料；
(7)将三聚氰胺、35%的甲醛水溶液、预混料混合，在70°C下保温搅拌10分钟，调节PH为8，保温反应2小时，置于30°C的真空烘箱中，除水后用柠檬酸调节PH为5，在50°C的烘箱中固化7小时，得到碳纳米管改性密胺树脂；
(8)将上述碳纳米管改性密胺树脂与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入双螺杆挤出机熔融挤出，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，即得。
[0010]性能测试:
拉伸强度:20.7MPa;
低温脆化冲击温度(0C ): -30 °C通过；
阻燃级别:V-0;
100°C X 240h热空气老化后:拉伸强度变化率(％)_7.4；
断裂伸长变化率(％)_7.2。
【主权项】
1.一种稀土塑料外壳材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的: 氧化铈0.1-0.2、柠檬酸镧0.1-0.2、碳纳米管3-4、氯化亚砜40-50、N，N-二甲基甲酰胺.3-5、乙二胺100-120、三聚氰胺16-20、35-37%的甲醛水溶液36-40、聚氯乙烯170-200、75_.80wt%的硫酸20-30、95-98wt%的硝酸30-40、羧甲基纤维素钠2-3、无水氯化钙4-7、凹凸棒土.30-40、二甲基乙醇胺2-3、环氧硬脂酸辛酯10-13。2.—种如权利要求1所述的稀土塑料外壳材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将上述75-80wt%的硫酸、95-98wt%的硝酸混合，搅拌均匀，加入碳纳米管，在50-60°(:的恒温水浴中超声振荡2-3小时，加入体系重量8-10倍的去离子水稀释，保温静置，待溶液分层后，弃去上层清液，将下层溶液抽滤，将滤饼在80-90 °C下真空干燥10-13小时，得酸化碳纳米管； (2)将上述羧甲基纤维素钠加入到10-14倍去离子水中，搅拌均匀，加入氧化铈、柠檬酸镧，在60-70 0C下保温搅拌5-8分钟，加入无水氯化钙，搅拌至常温，得稀土溶液； (3)取上述环氧硬脂酸辛重量的20-30%，加入到4-6倍无水乙醇中，搅拌均匀，加入上述稀土溶液，送入80-90 °C的水浴中，保温搅拌20-30分钟，出料冷却，加入上述凹凸棒土重量的50-60%，搅拌至水干，为稀土改性凹凸棒土 ； (4)将上述氯化亚砜与N，N-二甲基甲酰胺混合，搅拌均匀，加入上述酸化碳纳米管，在.70-75°C的水浴中保温搅拌20-24小时，将反应产物用无水四氢呋喃洗涤，抽滤，真空干燥，得酰氯化碳纳米管； (5)将上述酰氯化碳纳米管与乙二胺混合，在100-105°C的油浴中保温搅拌46-50小时，将反应产物用二氯甲烷和无水乙醇依次洗涤，抽滤，真空干燥，得胺化碳纳米管； (6)将上述胺化碳纳米管、稀土改性凹凸棒土、上述聚氯乙烯重量的6-10%混合，搅拌干混20-30分钟，得预混料； (7 )将三聚氰胺、35-37%的甲醛水溶液、预混料混合，在70-75 °C下保温搅拌10-20分钟，调节PH为8-9，保温反应2-3小时，置于30-35°C的真空烘箱中，除水后用柠檬酸调节PH为5-.6，在50-60°C的烘箱中固化7-8小时，得到碳纳米管改性密胺树脂； (8)将上述碳纳米管改性密胺树脂与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入双螺杆挤出机熔融挤出，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，即得。
【文档编号】C08L61/32GK106046596SQ201610459726
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】储诚刚, 储晓节, 王焰炉, 储鹏, 彭先启, 王进, 王鹏
【申请人】安徽岳塑汽车工业股份有限公司