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CN108641159A - 一种耐高温车顶灯 - Google Patents

一种耐高温车顶灯 Download PDF

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CN108641159A CN201810427555.2A CN201810427555A CN108641159A CN 108641159 A CN108641159 A CN 108641159A CN 201810427555 A CN201810427555 A CN 201810427555A CN 108641159 A CN108641159 A CN 108641159A
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Abstract

本发明涉及一种车顶灯，具体涉及一种耐高温车顶灯，属于车顶灯材料领域。本发明耐高温车顶灯由塑料材料制成，所述塑料材料包括如下重量份数的组分：高密度聚乙烯：80‑100份，沸石咪唑酯骨架：10‑40份，黄蒿纤维：10‑30份，白杨锯末：5‑20份，云母：1‑10份，活化剂：1‑10份，成核剂：1‑10份，其他助剂：1‑20份。本发明耐高温车顶灯通过采用配伍合理的组分并通过特定的制备方法，同时加入各种助剂，能够使得到的车顶灯耐高温性能优异的同时强度高。

Description

一种耐高温车顶灯
发明领域
本发明涉及一种车顶灯，具体涉及一种耐高温车顶灯，属于车顶灯材料领域。
背景技术
现有的出租车标志主要在车身和车顶显示，其显示不显眼，不利于乘客辨认，且出租车在运营过程中的运营状态主要靠车内前挡玻璃处一个能够竖起的“空车”牌子显示，由于其位置低，亮度低，很不显眼，乘客不易辨清，尤其在出租车处于停运、求助、电调等其它状态时无法显示，经常造成乘客拦车出租车不停的情况，造成乘客误以为拒客的情况，给乘客和出租车司机造成误解，目前一般出租车所属城市在出租车上没有明显表示，当出租车因营运至其它城市时，由于不同城市价格差异，还往往造成乘客与出租车司机之间矛盾冲突。
现有技术中，传统的汽车顶灯仅给车内提供微弱照明，亮度不够，且照射角度不能改变。随着人们日益增长的功能化、人性化的需求，传统的顶灯已不能满足人们的使用要求。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了一种耐高温车顶灯，该耐高温车顶灯使用寿命长，且耐高温性能优异。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：一种耐高温车顶灯，所述耐高温车顶灯由塑料材料制成，所述塑料材料包括如下重量份数的组分：高密度聚乙烯：80-100份，沸石咪唑酯骨架：10-40份，黄蒿纤维：10-30份，白杨锯末：5-20份，云母：1-10份，活化剂：1-10份，成核剂：1-10份，其他助剂：1-20份。
作为优选，所述塑料材料包括如下重量份数的组分：高密度聚乙烯：90-100份，沸石咪唑酯骨架：20-30份，黄蒿纤维：15-25份，白杨锯末：10-20份，云母：2-5份，活化剂：2-5份，成核剂：2-5份，其他助剂：5-10份。
本发明在高密度聚乙烯材料的基础上，采用沸石咪唑酯骨架作为支撑材料提耐高温，并加入黄蒿纤维、白杨锯末使其与高密度聚乙烯的相容性增加，云母提高其强度和刚度，能够使制得的车顶灯的强度、刚度和稳定性都有所增强，并且耐高温性能优异。
在上述一种耐高温车顶灯中，通过加入沸石咪唑酯骨架材料，沸石咪唑酯骨架属于金属有机骨架，是由金属离子或金属簇单元与有机配体通过配位作用自组装形成的一类具有周期性多维网络结构的多孔晶态材料，金属有机骨架结构具有高度的有序性、一定程度上的可设计性和可剪裁性,其高度发达的孔结构使得它具有超高的比表面积，而沸石咪唑酯骨架由角共享四面体CoN4单元组成,其中Co2+阳离子和苯并咪唑阴离子之间的配位键是N供体配体,因而具有良好的热稳定性和较高的碳氮含量，本发明通过采用沸石咪唑酯骨架作为骨架材料加入到车顶灯的组成材料中，能够使制得的车顶灯材料强度得到保证，且耐高温性能优异。
作为优选，所述沸石咪唑酯骨架为Nb负载的沸石咪唑酯骨架，所述Nb负载的方法包括如下步骤：将沸石咪唑酯骨架和NbO2混合后超声振荡10-20min，静置后离心得到。本发明利用NbO2对沸石咪唑酯骨架进行负载，利用有机配体和过渡金属离子之间配位自组装形成的具有超分子多孔网络结构的类沸石材料，其优点是稳定性好，一般不溶于常规的有机和无机溶剂，并且孔径、孔形及孔表面性质可通过其构建分子的选择或修饰进行灵活设计和制备。其中Nb金属室温下在空气中是极其稳定的，不与空气作用。并且它在单质状态下的熔点较高(2,468℃)，且其密度比其他难熔金属低，Nb还能抵御各种侵蚀，并能形成介电氧化层。利用其对沸石咪唑酯骨架进行修饰，能够使得到的沸石咪唑酯骨架具有抗腐蚀性能和耐高温性能。
作为优选，所述Nb负载的质量为沸石咪唑酯骨架的13-26％。
在上述一种耐高温车顶中，通过加入上述成分的黄蒿纤维，随着黄蒿纤维质量的增加，分担载荷的纤维数量相对增加，使板材的拉伸及弯曲性能随之提高。但并不是黄蒿纤维含量越多越好，在二者质量比达到一定数值后，由于树脂含量偏少而不能完全渗透和浸润到纤维之间，从而降低车顶灯的整体力学性能。
作为优选，所述黄蒿纤维为经过酯化木素改性处理的黄蒿纤维，所述改性处理包括如下步骤：将酯化木素溶于N，N-二甲基甲酰胺中制得混合溶液，将混合溶液喷在黄蒿纤维表面，干燥5-10h后得到。高密度聚乙烯与黄蒿纤维二者由于极性不同，导致复合材料的界面相容性差，因此力学性能提升也有限。酯化木素是木素与脂肪族酰氯通过酯化反应得到，酯化木素含有脂肪族侧链，可在界面上与聚合物基体分子链形成更强的相互缠绕结构，从而提高黄蒿纤维与高密度聚乙烯分子基体之间的界面结合强度，但其用量过多，会在黄蒿纤维表面形成一个多分子层，使得黄蒿纤维与高密度聚乙烯分子基体间的界面结构变的不均一，引起制得的车顶灯的力学性能下降。
作为优选，所述N，N-二甲基甲酰胺的浓度为5-10％，黄蒿纤维与酯化木素的质量比为(20-30)：1。
在上述一种耐高温车顶灯中，所述白杨锯末的粉末粒径为10-20μm。白杨锯末中纤维素含量超过50％，木质素的含量接近20％，有助于柱状颗粒的粘结自成型。本发明在车顶灯材料中加入白杨锯末，能够便于高密度聚乙烯的微孔成型，从而使沸石咪唑酯骨架材料与高密度聚乙烯能够无缝合成，并且牢固结合，从而使制得的车顶灯物理化学性能优异。
在上述一种耐高温车顶灯中，所述其他助剂包括发泡剂、润滑剂和偶联剂。其中，发泡剂为AC发泡剂，通过加入发泡剂，经加热分解产生气体，融入到复合材料中，以微孔气泡的形式存在，能减轻复合材料的质量，使得复合材料的应用更加广泛；偶联剂为马来酸酐接枝聚乙烯或马来酸酐接枝聚丙烯中的一种或两种。
在上述一种耐高温车顶灯中，所述活化剂为氧化锌，能够促使AC发泡剂在较低的温度下分解；成核剂为纳米碳酸钙，随着成核剂含量的增加，成核剂不断地分散到复合材料中，形成致密均匀的热点，发泡的均匀性提高；同时纳米粒子会使得复合材料中基体晶粒细化，不但有助于发泡，而且提高性能，最后达到缩短成型周期，两种原因使得复合材料的力学性能提高。但成核剂的含量过多，成核剂分散效果不好，出现团聚现象，使得泡孔出现合并、破裂等现象，应力集中加剧，因此本发明对其他助剂的含量都进行了限定。
本发明的另一个目的在于提供一种上述耐高温车顶灯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
预处理：将沸石咪唑酯骨架进行Nb负载，将黄蒿纤维经过酯化木素改性处理；
机械混合：将经过预处理的沸石咪唑酯骨架、高密度聚乙烯、黄蒿纤维、白杨锯末、云母、活化剂、成核剂和其他助剂加入到高速混合机中，高速混合，待混合均匀后出料；
挤出造粒：将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒；
注塑成型：将挤出造粒得到的粒子加入到注塑成型机中，注塑成型得耐高温车顶灯。
在上述一种耐高温车顶灯的制备方法中，所述双螺杆挤出机从加料头到机口的温度为110-115℃，135-145℃，150-155℃，160-165℃，160-167℃，170-178℃，170-178℃，158-162℃，双螺杆挤出机的转速为80-86r/min。
在上述一种耐高温车顶灯的制备方法中，所述注塑温度为189-196℃，注塑压力为62-67MPa。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明耐高温车顶灯采用塑料制成，并在塑料制品中加入沸石咪唑酯骨架，并且对沸石咪唑酯骨架进行了Nb负载处理，能够使得到的沸石咪唑酯骨架具有抗腐蚀性能和耐高温性能。
2、本发明耐高温车顶灯材料中还加入了黄蒿纤维和白杨锯末，并对黄蒿纤维进行了改性处理，能够提高沸石咪唑酯骨架和高密度聚乙烯的相容性，同时增强两者的配合性能；
3、本发明耐高温车顶灯通过采用配伍合理的组分并通过特定的制备方法，同时加入各种助剂，能够使得到的车顶灯耐高温性能优异的同时强度高。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
表1：实施例1-5中耐高温车顶灯的组分
实施例1
预处理：将沸石咪唑酯骨架进行Nb负载，将黄蒿纤维经过酯化木素改性处理；
机械混合：按照表1实施例1将经过预处理的沸石咪唑酯骨架、高密度聚乙烯、黄蒿纤维、白杨锯末、云母、活化剂、成核剂和其他助剂加入到高速混合机中，高速混合，待混合均匀后出料；
挤出造粒：将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒；双螺杆挤出机从加料头到机口的温度为110℃，135℃，150℃，160℃，160℃，170℃，170℃，158℃，双螺杆挤出机的转速为80r/min
注塑成型：将挤出造粒得到的粒子加入到注塑成型机中，注塑成型得耐高温车顶灯，注塑温度为189℃，注塑压力为62MPa。
实施例2
预处理：将沸石咪唑酯骨架进行Nb负载，将黄蒿纤维经过酯化木素改性处理；
机械混合：按照表1实施例2将经过预处理的沸石咪唑酯骨架、高密度聚乙烯、黄蒿纤维、白杨锯末、云母、活化剂、成核剂和其他助剂加入到高速混合机中，高速混合，待混合均匀后出料；
挤出造粒：将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒；双螺杆挤出机从加料头到机口的温度为111℃，137℃，151℃，161℃，162℃，172℃，172℃，159℃，双螺杆挤出机的转速为81r/min
注塑成型：将挤出造粒得到的粒子加入到注塑成型机中，注塑成型得耐高温车顶灯，注塑温度为190℃，注塑压力为63MPa。
实施例3
预处理：将沸石咪唑酯骨架进行Nb负载，将黄蒿纤维经过酯化木素改性处理；
机械混合：按照表1实施例3将经过预处理的沸石咪唑酯骨架、高密度聚乙烯、黄蒿纤维、白杨锯末、云母、活化剂、成核剂和其他助剂加入到高速混合机中，高速混合，待混合均匀后出料；
挤出造粒：将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒；双螺杆挤出机从加料头到机口的温度为113℃，140℃，152℃，163℃，164℃，174℃，174℃，160℃，双螺杆挤出机的转速为83r/min
注塑成型：将挤出造粒得到的粒子加入到注塑成型机中，注塑成型得耐高温车顶灯，注塑温度为193℃，注塑压力为65MPa。
实施例4
预处理：将沸石咪唑酯骨架进行Nb负载，将黄蒿纤维经过酯化木素改性处理；
机械混合：按照表1实施例4将经过预处理的沸石咪唑酯骨架、高密度聚乙烯、黄蒿纤维、白杨锯末、云母、活化剂、成核剂和其他助剂加入到高速混合机中，高速混合，待混合均匀后出料；
挤出造粒：将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒；双螺杆挤出机从加料头到机口的温度为114℃，142℃，154℃，164℃，166℃，176℃，176℃，160℃，双螺杆挤出机的转速为81r/min
注塑成型：将挤出造粒得到的粒子加入到注塑成型机中，注塑成型得耐高温车顶灯，注塑温度为190℃，注塑压力为66MPa。
实施例5
预处理：将沸石咪唑酯骨架进行Nb负载，将黄蒿纤维经过酯化木素改性处理；
机械混合：按照表1实施例5将经过预处理的沸石咪唑酯骨架、高密度聚乙烯、黄蒿纤维、白杨锯末、云母、活化剂、成核剂和其他助剂加入到高速混合机中，高速混合，待混合均匀后出料；
挤出造粒：将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒；双螺杆挤出机从加料头到机口的温度为115℃，145℃，155℃，165℃，167℃，178℃，178℃，162℃，双螺杆挤出机的转速为86r/min
注塑成型：将挤出造粒得到的粒子加入到注塑成型机中，注塑成型得耐高温车顶灯，注塑温度为196℃，注塑压力为67MPa。
实施例6
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中沸石咪唑酯骨架的重量份数为5份，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例7
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中沸石咪唑酯骨架的重量份数为7份，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例8
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中沸石咪唑酯骨架的重量份数为45份，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例9
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中沸石咪唑酯骨架的重量份数为48份，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例10
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中沸石咪唑酯骨架没有经过Nb负载处理，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例11
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中黄蒿纤维的重量份数为7份，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例12
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中黄蒿纤维的重量份数为5份，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例13
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中黄蒿纤维的重量份数为32份，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例14
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中黄蒿纤维的重量份数为35份，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例15
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中黄蒿纤维没有经过酯化木素改性处理，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例16
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中白杨锯末的重量份数为4份，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例17
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中白杨锯末的重量份数为2份，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例18
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中白杨锯末的重量份数为22份，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例19
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中白杨锯末的重量份数为25份，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例20
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中白杨锯末的粉末粒径为8μm，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例21
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中白杨锯末的粉末粒径为5μm，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例22
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中白杨锯末的粉末粒径为22μm，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例23
与实施例3的区别仅在于，该实施例耐高温车顶灯中白杨锯末的粉末粒径为25μm，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对比例1
与实施例3的区别仅在于，该对比例耐高温车顶灯采用普通市售塑料制得，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对比例2
与实施例3的区别仅在于，该对比例耐高温车顶灯中没有加入沸石咪唑酯骨架，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，该对比例耐高温车顶灯中没有加入黄蒿纤维，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对比例4
与实施例3的区别仅在于，该对比例耐高温车顶灯中没有加入白杨锯末，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
将实施例1-23及对比例1-4中的耐高温车顶灯进行性能检测，检测结果如表2所示：
表2：实施例1-23及对比例1-4耐高温车顶灯性能检测结果
从上述结果可以看出，本发明耐高温车顶灯采用塑料制成，并在塑料制品中加入沸石咪唑酯骨架，并且对沸石咪唑酯骨架进行了Nb负载处理，能够使得到的沸石咪唑酯骨架具有抗腐蚀性能和耐高温性能，本发明耐高温车顶灯材料中还加入了黄蒿纤维和白杨锯末，并对黄蒿纤维进行了改性处理，能够提高沸石咪唑酯骨架和高密度聚乙烯的相容性，同时增强两者的配合性能。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (7)

1.一种耐高温车顶灯，其特征在于，所述耐高温车顶灯由塑料材料制成，所述塑料材料包括如下重量份数的组分：高密度聚乙烯：80-100份，沸石咪唑酯骨架：10-40份，黄蒿纤维：10-30份，白杨锯末：5-20份，云母：1-10份，活化剂：1-10份，成核剂：1-10份，其他助剂：1-20份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温车顶灯，其特征在于，所述塑料材料包括如下重量份数的组分：高密度聚乙烯：90-100份，沸石咪唑酯骨架：20-30份，黄蒿纤维：15-25份，白杨锯末：10-20份，云母：2-5份，活化剂：2-5份，成核剂：2-5份，其他助剂：5-10份。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐高温车顶灯，其特征在于，所述沸石咪唑酯骨架为Nb负载的沸石咪唑酯骨架。
4.根据权利要求3所述的一种耐高温车顶灯，其特征在于，所述Nb负载的质量为沸石咪唑酯骨架的13-26％。
5.根据权利要求1或2所述的一种耐高温车顶灯，其特征在于，所述黄蒿纤维为经过酯化木素改性处理的黄蒿纤维。
6.根据权利要求5所述的一种耐高温车顶灯，其特征在于，所述黄蒿纤维与酯化木素的质量比为(20-30)：1。
7.根据权利要求1或2所述的一种耐高温车顶灯，其特征在于，所述白杨锯末的粉末粒径为10-20μm。
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