本发明属于汽车配件技术领域，具体涉及一种轿车用高强度多功能复合式电器控制管及其制备方法。
背景技术：
近年来工程塑料被广泛应用于电子电气、汽车等行业，以塑代钢、以塑代木已成为国际流行趋势，这些工程塑料件作为汽车内部管件，需要具有很高的强度和抗冲击性，而塑料在强度提高的情况下，其柔韧度和耐冲击性会降低。虽然现在已有人采用材料改性的方法来解决这个问题，但由于一些物理化学性能之间存在的矛盾性，欲想协调，也并非容易。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种轿车用高强度多功能复合式电器控制管及其制备方法，通过创造性的原料配比以及工艺制备，具有高强度以及良好的韧性、绝缘性。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种轿车用高强度多功能复合式电器控制管的制备方法，包括以下步骤：
(1)混合双马来酰亚胺基二苯甲烷、4-氰基-4-(硫代苯甲酰硫基)戊酸、烯丙基芳烷基酚与四氢苯酐；120～130℃搅拌30～45分钟，然后加入4-二甲氨基吡啶，搅拌30～45分钟后加入丙三醇聚缩水甘油酯与N-乙烯基吡咯烷酮；140～150℃搅拌50～65分钟，得到双马化合物；
(2)混合双酚A型氰酸酯单体、甲基丙烯酸月桂酯、双(2，3-环氧基环戊基)醚与四氢苯酐；90～100℃搅拌20～25分钟，然后加入亚磷酸二乙酯，搅拌30～45分钟后加入三氟甲磺酸甲酯与甲基丙烯酸羟乙酯；140～150℃搅拌30～35分钟，然后加入叔丁基过氧化月桂酸酯；搅拌3～5分钟后，得到氰酸酯化合物；
(3)将二氧化硅、硝酸钍、氧化钇、氧化镁、氧化硼混合制得混合粉末；再将混合粉末于1500℃熔炼1小时，急冷得到块体；将块体粉碎后过325目标准筛，得陶瓷粉；然后将陶瓷粉配加3-氨丙基三乙氧基硅烷、硼酸三丁酯混合后压球；最后于550℃烧结半小时后于700℃烧结1小时，得到陶瓷本体；球磨6～9小时，得到复合填料；
(4)将双马化合物以及氰酸酯化合物加入DMF中，回流反应2～2.5小时，然后加入复合填料、异构十三醇聚氧乙烯醚、硅烷偶联剂，130～140℃反应50～55分钟，然后旋蒸出去溶剂，得到改性物；
(5)将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、尼龙1010混合均匀，经螺杆熔融加工，制备得到塑料粒子；然后将塑料粒子、聚四氟乙烯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、改性物混合均匀，得到塑料组合物，再通过挤出机制备初管，最后经过蒸汽处理得到轿车用高强度多功能复合式电器控制管。
上述技术方案中，步骤(1)中，双马来酰亚胺基二苯甲烷、4-氰基-4-(硫代苯甲酰硫基)戊酸、烯丙基芳烷基酚、四氢苯酐、4-二甲氨基吡啶、丙三醇聚缩水甘油酯、N-乙烯基吡咯烷酮的质量比为100∶(8～12)∶(42～48)∶(8～12)∶(3～6)∶(16～18)∶(3～5)。
上述技术方案中，步骤(3)中，二氧化硅、硝酸钍、氧化钇、氧化镁、氧化硼的质量比为10∶(0.1～0.15)∶0.8∶(4.8～5.2)∶6.5；陶瓷粉、3-氨丙基三乙氧基硅烷、硼酸三丁酯的质量比为100∶(5～8)∶8。本发明通过烧结的工艺制备得到无机粉末，粒径分布窄，尤其是，孔外壁附有反应性较好的硅硼元素，有利于熔融阶段有机物与无机物的界面反应，增加有机无机体系的稳定性。
上述技术方案中，步骤(2)中，双酚A型氰酸酯单体、甲基丙烯酸月桂酯、双(2，3-环氧基环戊基)醚、四氢苯酐、亚磷酸二乙酯、三氟甲磺酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、叔丁基过氧化月桂酸酯的质量比为100∶(8～10)∶(52～58)∶(2～4)∶(9～12)∶(16～18)∶(3～5)∶(0.05～0.06)。
上述技术方案中，步骤(4)中，双马化合物、氰酸酯化合物、复合填料、异构十三醇聚氧乙烯醚、硅烷偶联剂的质量比为100∶(60～70)∶(50～55)∶10∶(18～25)。
氰酸酯具有优异的性能，但是加工性与烯烃不匹配，而且存在爆聚隐患，现有改性方法不利于氰酸酯与烯烃的复合，尤其是无法改善其加工性，本发明得到的化合物不仅活化了氰酸酯基，而且结合了聚氰酸酯链段与环氧链段，同时连接烯键，得到的环氧预聚体与聚乙烯等具有近似的加工性，保证了整体反应的一致性，同时利于热固性热塑性树脂的复合，特别是在溶液条件下，将氰酸酯、双马混合，不仅可以增加反应均匀性，利于聚合物均匀聚合，而且在加入填料后，可以有效与填料形成界面性能良好的复合物，在与烯烃混合时，加热条件下，增加了多相界面的反应效果，为得到优异性能的轿车用高强度多功能复合式电器控制管提供良好的材料基础。
在塑料研究和生产过程中，通常使用无机添加剂，这不仅能降低产品的成本，而且还能改善塑料制品的某些性能；然而，由于无机填料与有机聚合物在化学结构和物理形态上存在着显著的差异，两者缺乏亲和性，往往会使塑料制品的力学性能和成型加工性能受到影响。本发明通过加入特别复配的改性复合填料，使无机粒子表面由亲水性变成亲油性，从而能够提高复合塑料材料的综合性能。
上述技术方案中，步骤(5)中，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、尼龙1010的质量比为10∶3∶(6～7)∶4；塑料粒子、聚四氟乙烯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、改性物的质量比为100∶(6～7)∶(8～12)∶(40～48)。本发明首先制备改性烯烃，保证主材料烯烃的性能均匀性，然后与带有改性高聚物的活性粉末复合，改性剂对于烯烃形成交联，极大改善了其耐热性、强度，同时得到良好的可伸展性以及阻燃性。
上述技术方案中，步骤(5)中，螺杆熔融加工的反应挤出温度为180～190℃，螺杆转速控制为130～135转/分，物料在螺杆内的停留时间为3～4分钟；挤出时熔融温度为210～220℃，时间为5～6分钟；蒸汽处理的温度为200～210℃，时间为15～18秒，压力3～4Bar。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明采用以工程塑料为主要原料，通过添加合理的材料，熔融复合得到轿车用高强度多功能复合式电器控制管原材料，解决了现有轿车用高强度多功能复合式电器控制管材料强度低、韧性差的问题；本发明通过添加剂改善了高性能树脂氰酸酯以及双马树脂与烯烃的相容性，并通过成型工艺的设计，使得材料体系逐步反应，避免局部反应过快导致的材料缺陷问题；本发明制备的轿车用高强度多功能复合式电器控制管具有优秀的可伸展性，更具有高强度且耐热的好性能，而且也比现有轿车用高强度多功能复合式电器控制管具有较高的韧性，利于工业化应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一 一种轿车用高强度多功能复合式电器控制管的制备方法，包括以下步骤：
(1)混合1Kg双马来酰亚胺基二苯甲烷、80g 4-氰基-4-(硫代苯甲酰硫基)戊酸、420g烯丙基芳烷基酚与80g四氢苯酐；120℃搅拌45分钟，然后加入30g 4-二甲氨基吡啶，搅拌30分钟后加入160g丙三醇聚缩水甘油酯与30gN-乙烯基吡咯烷酮；140℃搅拌65分钟，得到双马化合物；
(2)混合1Kg双酚A型氰酸酯单体、80g甲基丙烯酸月桂酯、520g双(2，3-环氧基环戊基)醚与20g四氢苯酐；100℃搅拌20分钟，然后加入90g亚磷酸二乙酯，搅拌45分钟后加入160g三氟甲磺酸甲酯与30g甲基丙烯酸羟乙酯；140℃搅拌30分钟，然后加入0.5g叔丁基过氧化月桂酸酯；搅拌5分钟后，得到氰酸酯化合物；
(3)将1Kg二氧化硅、10g硝酸钍、80g氧化钇、480g氧化镁、650g氧化硼混合制得混合粉末；再将混合粉末于1500℃熔炼1小时，急冷得到块体；将块体粉碎后过325目标准筛，得陶瓷粉；然后1Kg将陶瓷粉配加50g 3-氨丙基三乙氧基硅烷、80g硼酸三丁酯混合后压球；最后于550℃烧结半小时后于700℃烧结1小时，得到陶瓷本体；球磨6小时，得到复合填料；
(4)将1Kg双马化合物以及600g氰酸酯化合物加入DMF中，回流反应2小时，然后加入500g复合填料、100g异构十三醇聚氧乙烯醚、180g硅烷偶联剂KH550，140℃反应50分钟，然后旋蒸出去溶剂，得到改性物；
(5)将1Kg丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、300g聚苯乙烯、600g聚丙烯酰胺、400g尼龙1010混合均匀，经螺杆熔融加工，制备得到塑料粒子；然后将1Kg塑料粒子、60g聚四氟乙烯、80g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、400g改性物混合均匀，得到塑料组合物，再通过挤出机制备初管，最后经过蒸汽处理得到轿车用高强度多功能复合式电器控制管。
螺杆熔融加工的反应挤出温度为180～190℃，螺杆转速控制为130转/分，物料在螺杆内的停留时间为3分钟；挤出时熔融温度为210～220℃，时间为5分钟；蒸汽处理的温度为200℃，时间为18秒，压力4Bar。
根据TL52655-B测试，上述制备轿车用高强度多功能复合式电器控制管玻璃化转变温度为169℃，氧指数为29，硬度72，抗拉强度30N/mm2，断裂伸长率106％、68％(老化后)，抗燃油气体，五个循环，表面无开泡。
实施例二 一种轿车用高强度多功能复合式电器控制管的制备方法，包括以下步骤：
(1)混合1Kg双马来酰亚胺基二苯甲烷、120g 4-氰基-4-(硫代苯甲酰硫基)戊酸、480g烯丙基芳烷基酚与120g四氢苯酐；120℃搅拌30分钟，然后加入60g 4-二甲氨基吡啶，搅拌45分钟后加入180g丙三醇聚缩水甘油酯与50gN-乙烯基吡咯烷酮；140℃搅拌65分钟，得到双马化合物；
(2)混合1Kg双酚A型氰酸酯单体、100g甲基丙烯酸月桂酯、580g双(2，3-环氧基环戊基)醚与40g四氢苯酐；90℃搅拌20分钟，然后加入120g亚磷酸二乙酯，搅拌30分钟后加入180g三氟甲磺酸甲酯与50g甲基丙烯酸羟乙酯；150℃搅拌35分钟，然后加入0.6g叔丁基过氧化月桂酸酯；搅拌3分钟后，得到氰酸酯化合物；
(3)将1Kg二氧化硅、15g硝酸钍、80g氧化钇、520g氧化镁、650g氧化硼混合制得混合粉末；再将混合粉末于1500℃熔炼1小时，急冷得到块体；将块体粉碎后过325目标准筛，得陶瓷粉；然后1Kg将陶瓷粉配加80g 3-氨丙基三乙氧基硅烷、80g硼酸三丁酯混合后压球；最后于550℃烧结半小时后于700℃烧结1小时，得到陶瓷本体；球磨9小时，得到复合填料；
(4)将1Kg双马化合物以及600g氰酸酯化合物加入DMF中，回流反应2小时，然后加入500g复合填料、100g异构十三醇聚氧乙烯醚、180g硅烷偶联剂KH550，130℃反应55分钟，然后旋蒸出去溶剂，得到改性物；
(5)将1Kg丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、300g聚苯乙烯、700g聚丙烯酰胺、400g尼龙1010混合均匀，经螺杆熔融加工，制备得到塑料粒子；然后将1Kg塑料粒子、70g聚四氟乙烯、120g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、480g改性物混合均匀，得到塑料组合物，再通过挤出机制备初管，最后经过蒸汽处理得到轿车用高强度多功能复合式电器控制管。
螺杆熔融加工的反应挤出温度为180～190℃，螺杆转速控制为130转/分，物料在螺杆内的停留时间为4分钟；挤出时熔融温度为210℃，时间为5分钟；蒸汽处理的温度为210℃，时间为15秒，压力3Bar。
根据TL52655-B测试，上述制备轿车用高强度多功能复合式电器控制管玻璃化转变温度为167℃，氧指数为29，硬度75，抗拉强度28N/mm2，断裂伸长率129％、76％(老化后)，抗燃油气体，五个循环，表面无开泡。
实施例三 一种轿车用高强度多功能复合式电器控制管的制备方法，包括以下步骤：
(1)混合1Kg双马来酰亚胺基二苯甲烷、100g4-氰基-4-(硫代苯甲酰硫基)戊酸、450g烯丙基芳烷基酚与100g四氢苯酐；130℃搅拌30分钟，然后加入45g 4-二甲氨基吡啶，搅拌45分钟后加入170g丙三醇聚缩水甘油酯与40gN-乙烯基吡咯烷酮；140℃搅拌50分钟，得到双马化合物；
(2)混合1Kg双酚A型氰酸酯单体、90g甲基丙烯酸月桂酯、550g双(2，3-环氧基环戊基)醚与30g四氢苯酐；100℃搅拌20分钟，然后加入100g亚磷酸二乙酯，搅拌30分钟后加入170g三氟甲磺酸甲酯与40g甲基丙烯酸羟乙酯；150℃搅拌30分钟，然后加入0.55g叔丁基过氧化月桂酸酯；搅拌3分钟后，得到氰酸酯化合物；
(3)将1Kg二氧化硅、12g硝酸钍、80g氧化钇、500g氧化镁、650g氧化硼混合制得混合粉末；再将混合粉末于1500℃熔炼1小时，急冷得到块体；将块体粉碎后过325目标准筛，得陶瓷粉；然后1Kg将陶瓷粉配加60g 3-氨丙基三乙氧基硅烷、80g硼酸三丁酯混合后压球；最后于550℃烧结半小时后于700℃烧结1小时，得到陶瓷本体；球磨6小时，得到复合填料；
(4)将1Kg双马化合物以及650g氰酸酯化合物加入DMF中，回流反应2.5小时，然后加入520g复合填料、100g异构十三醇聚氧乙烯醚、200g硅烷偶联剂KH560，130℃反应50分钟，然后旋蒸出去溶剂，得到改性物；
(5)将1Kg丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、300g聚苯乙烯、650g聚丙烯酰胺、400g尼龙1010混合均匀，经螺杆熔融加工，制备得到塑料粒子；然后将1Kg塑料粒子、65g聚四氟乙烯、100g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、450g改性物混合均匀，得到塑料组合物，再通过挤出机制备初管，最后经过蒸汽处理得到轿车用高强度多功能复合式电器控制管。
螺杆熔融加工的反应挤出温度为180～190℃，螺杆转速控制为130转/分，物料在螺杆内的停留时间为3分钟；挤出时熔融温度为210～220℃，时间为5分钟；蒸汽处理的温度为210℃，时间为18秒，压力4Bar。
根据TL52655-B测试，上述制备轿车用高强度多功能复合式电器控制管玻璃化转变温度为174℃，氧指数为29，硬度76，抗拉强度35N/mm2，断裂伸长率138％、79％(老化后)，抗燃油气体，五个循环，表面无开泡。
实施例四 一种轿车用高强度多功能复合式电器控制管的制备方法，包括以下步骤：
(1)混合1Kg双马来酰亚胺基二苯甲烷、80g 4-氰基-4-(硫代苯甲酰硫基)戊酸、420g烯丙基芳烷基酚与80g四氢苯酐；130℃搅拌30分钟，然后加入30g 4-二甲氨基吡啶，搅拌35分钟后加入160g丙三醇聚缩水甘油酯与30gN-乙烯基吡咯烷酮；145℃搅拌55分钟，得到双马化合物；
(2)混合1Kg双酚A型氰酸酯单体、80g甲基丙烯酸月桂酯、520g双(2，3-环氧基环戊基)醚与20g四氢苯酐；100℃搅拌25分钟，然后加入90g亚磷酸二乙酯，搅拌35分钟后加入160g三氟甲磺酸甲酯与30g甲基丙烯酸羟乙酯；145℃搅拌35分钟，然后加入0.5g叔丁基过氧化月桂酸酯；搅拌4分钟后，得到氰酸酯化合物；
(3)将1Kg二氧化硅、10g硝酸钍、80g氧化钇、480g氧化镁、650g氧化硼混合制得混合粉末；再将混合粉末于1500℃熔炼1小时，急冷得到块体；将块体粉碎后过325目标准筛，得陶瓷粉；然后1Kg将陶瓷粉配加50g 3-氨丙基三乙氧基硅烷、80g硼酸三丁酯混合后压球；最后于550℃烧结半小时后于700℃烧结1小时，得到陶瓷本体；球磨7小时，得到复合填料；
(4)将1Kg双马化合物以及650g氰酸酯化合物加入DMF中，回流反应2.5小时，然后加入520g复合填料、100g异构十三醇聚氧乙烯醚、200g硅烷偶联剂KH560，135℃反应55分钟，然后旋蒸出去溶剂，得到改性物；
(5)将1Kg丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、300g聚苯乙烯、650g聚丙烯酰胺、400g尼龙1010混合均匀，经螺杆熔融加工，制备得到塑料粒子；然后将1Kg塑料粒子、65g聚四氟乙烯、100g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、450g改性物混合均匀，得到塑料组合物，再通过挤出机制备初管，最后经过蒸汽处理得到轿车用高强度多功能复合式电器控制管。
螺杆熔融加工的反应挤出温度为180～190℃，螺杆转速控制为135转/分，物料在螺杆内的停留时间为3分钟；挤出时熔融温度为220℃，时间为6分钟；蒸汽处理的温度为210℃，时间为18秒，压力4Bar。
根据TL52655-B测试，上述制备轿车用高强度多功能复合式电器控制管玻璃化转变温度为175℃，氧指数为29，硬度70，抗拉强度28N/mm2，断裂伸长率109％、67％(老化后)，抗燃油气体，五个循环，表面无开泡。
实施例五 一种轿车用高强度多功能复合式电器控制管的制备方法，包括以下步骤：
(1)混合1Kg双马来酰亚胺基二苯甲烷、100g4-氰基-4-(硫代苯甲酰硫基)戊酸、450g烯丙基芳烷基酚与100g四氢苯酐；130℃搅拌35分钟，然后加入45g 4-二甲氨基吡啶，搅拌35分钟后加入170g丙三醇聚缩水甘油酯与40gN-乙烯基吡咯烷酮；140℃搅拌55分钟，得到双马化合物；
(2)混合1Kg双酚A型氰酸酯单体、90g甲基丙烯酸月桂酯、550g双(2，3-环氧基环戊基)醚与30g四氢苯酐；100℃搅拌25分钟，然后加入100g亚磷酸二乙酯，搅拌35分钟后加入170g三氟甲磺酸甲酯与40g甲基丙烯酸羟乙酯；140℃搅拌35分钟，然后加入0.55g叔丁基过氧化月桂酸酯；搅拌3分钟后，得到氰酸酯化合物；
(3)将1Kg二氧化硅、10g硝酸钍、80g氧化钇、480g氧化镁、650g氧化硼混合制得混合粉末；再将混合粉末于1500℃熔炼1小时，急冷得到块体；将块体粉碎后过325目标准筛，得陶瓷粉；然后1Kg将陶瓷粉配加50g 3-氨丙基三乙氧基硅烷、80g硼酸三丁酯混合后压球；最后于550℃烧结半小时后于700℃烧结1小时，得到陶瓷本体；球磨8小时，得到复合填料；
(4)将1Kg双马化合物以及600g氰酸酯化合物加入DMF中，回流反应2小时，然后加入500g复合填料、100g异构十三醇聚氧乙烯醚、180g硅烷偶联剂KH550，130℃反应50分钟，然后旋蒸出去溶剂，得到改性物；
(5)将1Kg丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、300g聚苯乙烯、600g聚丙烯酰胺、400g尼龙1010混合均匀，经螺杆熔融加工，制备得到塑料粒子；然后将1Kg塑料粒子、60g聚四氟乙烯、80g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、400g改性物混合均匀，得到塑料组合物，再通过挤出机制备初管，最后经过蒸汽处理得到轿车用高强度多功能复合式电器控制管。
螺杆熔融加工的反应挤出温度为180～190℃，螺杆转速控制为130转/分，物料在螺杆内的停留时间为4分钟；挤出时熔融温度为210～220℃，时间为5分钟；蒸汽处理的温度为210℃，时间为18秒，压力4Bar。
根据TL52655-B测试，上述制备轿车用高强度多功能复合式电器控制管玻璃化转变温度为170℃，氧指数为29，硬度70，抗拉强度33N/mm2，断裂伸长率110％、72％(老化后)，抗燃油气体，五个循环，表面无开泡。