一种耐热高抗冲击保险杠材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐热抗冲击保险杠材料的制备方法，属于高分子材料技术领域。包括如下组分：双环戊二烯单体、GPPS、苯乙烯、主催化剂、稳定剂、助催化剂、聚合反应时间调节剂、有机改性黏土；在开环移位催化体系下，运用同步聚合的手段来制备聚双环戊二烯和聚苯乙烯的共混合金，并采用RIM方式直接成型保险杠材料。本发明专利技术在对原材料配比进行合理调配的同时，又对加工工艺进行了优化改进，最终制得耐热抗冲击保险杠材料，并且阻燃性能良好。本发明专利技术提供的保险杠材料的制备方法，制品性能优良，生产成本低，原材料来源广泛，设备简单，易于控制，低压成型，耗能少，易于制造大型的保险杠制品。

Preparation method of heat-resistant and high impact bumper material

The invention discloses a preparation method of a heat-resistant and impact-resistant bumper material, belonging to the technical field of polymer materials. It includes the following components: dicyclopentadiene monomer, GPPS, styrene, main catalyst, stabilizer, co-catalyst, polymerization time regulator, organically modified clay; in the open-loop shift catalytic system, Polydicyclopentadiene and polystyrene blends were prepared by synchronous polymerization, and RIM was used to straighten them. Connect the bumper material. At the same time, the processing technology is optimized and improved, and finally the heat-resistant and impact-resistant bumper material is prepared, and the flame-retardant performance is good. The preparation method of the bumper material provided by the invention has the advantages of excellent product performance, low production cost, wide source of raw materials, simple equipment, easy control, low pressure molding, low energy consumption and easy manufacture of large bumper products.

【技术实现步骤摘要】
一种耐热高抗冲击保险杠材料的制备方法
本专利技术属于高分子材料
，尤其是一种耐热高抗冲击保险杠材料的制备方法。
技术介绍
现有技术中，部分汽车保险杠是采用金属制成的，其具有强度高的优点，但容易发生变形、易生锈、安裝显示灯困难，而塑料制成的保险杆则具有抗冲击强度差的缺点。它应保证：当冲撞速度小于4km/h，不至于造成不可挽回的结构破坏;当冲撞速度小于8km/h时，不会造成重大损失。塑料制保险杆已基本代替了金属制保险杠。原料作为制作汽车保险杠的塑料，应具有良好的抗冲击韧性、耐低温性、耐候性、耐溶剂性(因表面要涂漆)及涂漆牢度。所用塑料以改性PP为主，但改性PP也存在着抗冲击性能低、耐热老化性和尺寸稳定性较差的缺陷，难以满足保险杠弯曲强度和冲击强度均衡的要求。本领域的技术人员筮待开发一种新型的耐热高抗冲击的保险杠材料。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种耐热高抗冲击的保险杠材料的制备方法。本专利技术通过以下技术方案实现的：一种耐热高抗冲击保险杠材料的制备方法，包括如下步骤：第1步，称取下列对应重量份的原料备用：A液：双环戊二烯单体50~100份、GPPS10~50份、苯乙烯10~20份、主催化剂0.05~0.1份、稳定剂1~2份；B液：双环戊二烯单体50~100份、助催化剂1~2份、聚合反应时间调节剂1~2份、有机改性黏土1~5份；第2步，反应注射成型：将A液、B液混合均匀，在低温和低压下，按照既定的聚合工艺条件注入密闭的保险杠模具内，在模具中产生快速聚合反应并随之固化成型,充满模具后约在10~20s内完成聚合成型，后固化处理1min。进一步的，第1步所述的双环戊二烯单体为经干燥和提纯处理的单体纯度大于99.8%的，水分含量0.05%的双环戊二烯单体；具体干燥提纯工艺为采取添加适量氢化钙于30℃下，氮气氛围中搅拌反应1h的方法进行脱水干燥，后在100℃下减压蒸馏，收集提纯的馏分，放入带有3A分子筛的试剂瓶中密闭保存，备用。进一步的，第1步所述的有机改性黏土为质量分数为20%的均匀黏土悬浮液，与表面活改性性剂溶解在反应水和乙醇的混合溶液，在温度为25~60℃，搅拌1h，后经过滤得到的有机插层改性黏土；所述的表面改性活性剂为二烷基咔唑鎓盐、氨丙基异丁基多面体低聚倍半硅氧烷、十六烷基氯化吡啶/a-环糊精、脱氧苯偶姻二甲基十六烷基季铵盐、季铵盐4-(4-金刚烷基苯氧基)-1丁基胺、溴化烷基咔唑鎓盐、二烷基咔唑鎓盐、喹啉鎓盐、多面体低聚倍半氧烷的一种过多种。进一步的，第1步所述的主催化剂为含有壬苯酚的WCl6和TiCl4甲苯溶液的一种或多种；所述的助催化剂为Et2AlCl、Et2Zn和EtAlCl2的一种或多种。进一步的，第1步所述的聚合时间调节剂为乙二醇二丁醚、乙酰丙酮、四氢呋喃的一种或多种。进一步的，第2步所述的聚合工艺条件，料温25~30℃，聚合温度100℃，注射压力0.4~0.6MPa，合模力0~0.3MPa。进一步的，第1步所述的稳定剂为抗氧剂702，抗氧剂264，抗氧剂DLTP，抗氧剂1010中的一种或多种。本专利技术的有益效果：双环戊二烯在钨系催化剂WCl6-烷基铝化合物和钛系稳定剂TiCl4-烷基铝化合物的作用下可进行开环歧化聚合，生成交联的聚双环戊二烯。在开环移位催化体系下，可以运用同步聚合的手段来制备双环戊二烯和苯乙烯互穿聚合物网络结构（IPN）聚合物，此外添加的GPPS经过部分溶解，分子链舒展，进一步与聚合的聚苯乙烯分子链发生勾连，缠结，降低了界面张力，增加了共混GPPS聚双环戊二烯组分的相容性。双环戊二烯开环移位聚合所放出的热能够引发苯乙烯热聚合，且转化率较高；另外，苯乙烯的存在反而能够促进双环戊二烯的聚合。整个材料体系形成为聚双环戊二烯/聚苯乙烯(PDCPD/PS)半互穿网络结构复合材料。此外，另一方面PS的加入也会影响双环戊二烯的聚合，进而影响力学性能。控制其含量的多少，二元共混材料的刚性韧性就会趋于平衡，对材料的整体性能会有积极作用，因而力学强度有所上升。活性开环歧化聚合机理与自由基聚合机理方法联用的前提下，采用有机改性黏土对材料的耐热性能进行改善。用于有机改性黏土的表面活性剂，结构中通常含有脂肪族长链。脂肪链会根据自身的尺寸及浓度，自动排列成单层、双层类三层或斜蜡状结构，并决定黏土的最终层间距。选择合适种类的表面改性剂，可提高聚合物和黏土间的相容性，并促进纳米黏土在合适制备条件下的插层。当黏土发生剥离、均匀分散在聚合物中时，在不影响力学性能的前提下，材料的耐热性能得到明显提高，还可以提高部分阻燃性。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术在一种耐热高抗冲击的保险杠材料的制备过程中，利用双环戊二烯的开环移位聚合的强放热可同时引发乙烯基单体自由基聚合的特点，并加入GPPS进行共混，设计出一种新的开环移位聚合同步合成结构可控的互穿聚合物网络结构新方法。利用有机改性黏土对聚合物进行插层复合聚合，提升材料的耐热性能，其耐热性能有明显的改善。采用反应注射成型的方法，利用C5馏份中双环戊二烯以及苯乙烯、GPPS为原料，六氯化钨、四氯化钛为催化剂，烷基铝为活化剂，采用反应注射成型工艺制备一种新型工程材料。反应和塑料成型一步化，具有成型快、周期短、耗能少、产品质量好等优点，易于工业化生产。现有技术中，传统的客货车上的汽车保险杠的两侧无翻边，而且传统的汽车保险杠大部分是用PP材料制作的，但由于PP材料的PP也存在着抗冲击性能低、耐老化性和尺寸稳定性较差的缺陷，难以满足汽车制件弯曲强度和冲击强度均衡的要求；玻纤增强PP的保险杠由于含玻璃纤维，其成型工艺是将片状模塑料放到已经加热到指定温度的模具中，通过高压，使熔融片状模塑料均匀的充满模腔，再经过一段时间的保压加热固化成型。因此无法做出倒钩，其成品率也不高。①制品性能优良：高抗冲击且耐热、不用脱模剂或少量使用，后固化时间极短，或无需后固化，模塑制品表面光滑，涂料粘附性优异。②易于RIM反应成型：对普通RIM设备稍加改造就可使用，室温下能成型，A液和B液的混合比不需要准确控制，设备简单，聚合时间短，生产率高。③加工条件易于控制：低压成型，耗能少，设备费用为一般注射成型的20%左右，模具费用为般注射成型的15%左右，变形小，溢料少，易于制造大型的形状复杂的制品。具体实施方式下面用具体实施例说明本专利技术，但并不是对本专利技术的限制。实施例1一种耐热高抗冲击保险杠材料的制备方法，包括如下步骤：第1步，称取下列对应重量份的原料备用：A液：双环戊二烯单体100份、GPPS30份、苯乙烯10份、主催化剂0.1份、稳定剂1份；B液：双环戊二烯单体50份、助催化剂1份、聚合反应时间调节剂1份、有机改性黏土3份；第2步，反应注射成型：将A液、B液混合均匀，在低温和低压下，按照既定的聚合工艺条件注入密闭的保险杠模具内，在模具中产生快速聚合反应并随之固化成型,充满模具后约在15s内完成聚合成型，后固化处理1min。进一步的，第1步所述的双环戊二烯单体为经干燥和提纯处理的单体纯度大于99.8%的，水分含量0.05%的双环戊二烯单体；具体干燥提纯工艺为采取添加适量氢化钙于30℃下，氮气氛围中搅拌反应1h的方法进行脱水干燥，后在100℃下减压蒸馏，收集提纯的馏分，放入带有3A分子筛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐热抗冲击保险杠材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第1步，称取下列对应重量份的原料备用：A液：双环戊二烯单体50~100份、GPPS10~50份、苯乙烯10~20份、主催化剂0.05~0.1份、稳定剂1~2份；B液：双环戊二烯单体50~100份、助催化剂1~2份、聚合反应时间调节剂1~2份、有机改性黏土1~5份；第2步，反应注射成型：将A液、B液混合均匀，在低温和低压下，按照既定的聚合工艺条件注入密闭的保险杠模具内，在模具中产生快速聚合反应并随之固化成型,充满模具后约在10~20s内完成聚合成型，后固化处理1min。

【技术特征摘要】
1.一种耐热抗冲击保险杠材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第1步，称取下列对应重量份的原料备用：A液：双环戊二烯单体50~100份、GPPS10~50份、苯乙烯10~20份、主催化剂0.05~0.1份、稳定剂1~2份；B液：双环戊二烯单体50~100份、助催化剂1~2份、聚合反应时间调节剂1~2份、有机改性黏土1~5份；第2步，反应注射成型：将A液、B液混合均匀，在低温和低压下，按照既定的聚合工艺条件注入密闭的保险杠模具内，在模具中产生快速聚合反应并随之固化成型,充满模具后约在10~20s内完成聚合成型，后固化处理1min。2.根据权利要求1所述的一种耐热抗冲击保险杠材料的制备方法，其特征在于，第1步所述的双环戊二烯单体为经干燥和提纯处理的单体纯度大于99.8%的，水分含量0.05%的双环戊二烯单体；具体干燥提纯工艺为采取添加适量氢化钙于30℃下，氮气氛围中搅拌反应1h的方法进行脱水干燥，后在100℃下减压蒸馏，收集提纯的馏分，放入带有3A分子筛的试剂瓶中密闭保存，备用。3.根据权利要求1所述的一种耐热抗冲击保险杠材料的制备方法，其特征在于，第1步所述的有机改性黏土为质量分数为20%的均匀黏土悬浮液，与表面活改性性剂溶解在反应水...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘仕明，
申请(专利权)人：全椒祥瑞塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34