本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)用高耐熱、耐磨玻纖增強(qiáng)尼龍材料及制備方法，屬于高分子工程塑料改性和成型加工領(lǐng)域。

技術(shù)背景

尼龍又稱聚酰胺，是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)-[NHCO]-的熱塑性樹脂總稱。具有良好的綜合性能，包括高強(qiáng)度、耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性和自潤(rùn)滑性，易于加工等。尤其是HTPA高溫尼龍（俗稱PPA）具有更優(yōu)異的綜合性能，在熱、電、物理及耐化學(xué)性方面都有良好的表現(xiàn)，特別是在高溫下仍具有高鋼性與高強(qiáng)度及極佳的尺寸精度和穩(wěn)定性，HTPA還具有良好的加工性，可以采用傳統(tǒng)的注塑機(jī)和模具進(jìn)行成型加工。這使得HTPA 在汽車、電子電氣、機(jī)械工程等領(lǐng)域都擁有廣泛的應(yīng)用前景。

目前，汽車行業(yè)對(duì)高耐熱、高耐磨、高強(qiáng)度尼龍材料的需求日益迫切，許多企業(yè)和科研單位都在玻纖增強(qiáng)尼龍材料的開發(fā)上做了大量工作，但多數(shù)開發(fā)的玻纖增強(qiáng)尼龍材料的性能很難滿足汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件的苛刻要求，或只能用于發(fā)動(dòng)機(jī)裝飾蓋等比較簡(jiǎn)單的部件，無(wú)法應(yīng)用于油底蓋和進(jìn)氣管等部件，極大的限制了玻纖增強(qiáng)尼龍?jiān)谄嚢l(fā)動(dòng)機(jī)周邊部件的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是制備一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)周邊零部件用的玻纖增強(qiáng)尼龍材料，具備高耐熱、高耐磨、高耐腐蝕、高強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，可滿足汽車發(fā)動(dòng)機(jī)各種零部件的使用環(huán)境，大大拓展玻纖增強(qiáng)尼龍材料在汽車行業(yè)中的使用。

本發(fā)明的方案如下：一種發(fā)動(dòng)機(jī)用高耐熱、耐磨玻纖增強(qiáng)尼龍材料，按質(zhì)量百分比，所述材料中包含35~75%耐高溫尼龍樹脂、18~50%玻璃纖維、0.5~1%抗氧劑、0.5~1%熱穩(wěn)定劑、5~15%馬來(lái)酸酐共聚物、0.5~1%防玻纖外露劑、0.5~2%硅酮母粒。

所述耐高溫尼龍樹脂為聚己二酰丁二胺、聚對(duì)苯二甲酰癸二胺、聚對(duì)苯二甲酰己二胺 -CO- 己二酰己二胺共聚物、聚對(duì)苯二甲酰壬二胺中的一種或兩種以上的組合。

所述耐高溫尼龍樹脂相對(duì)粘度在1.5~4.0之間。

所述玻璃纖維為直徑在15~18μm之間，經(jīng)偶聯(lián)劑處理的尼龍改性專用的短切無(wú)堿玻璃纖維，所述偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑。

所述硅烷類偶聯(lián)劑為氨基硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑、疊氨基硅烷偶聯(lián)劑、丙烯基硅烷偶聯(lián)劑和乙烯基硅烷偶聯(lián)劑中的一種或多種的組合。

所述熱穩(wěn)定劑為脂肪酸類化合物、有機(jī)錫類化合物、有機(jī)鉛類化合物、無(wú)機(jī)鉛類化合物中的一種或兩種以上的組合。

所述馬來(lái)酸酐共聚物為苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物、乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物中的一種或兩者的組合。

所述的馬來(lái)酸酐共聚物經(jīng)過(guò)接枝反應(yīng)后，其酸酐含量為15~35%。

所述防玻纖外露劑為在乙撐雙脂肪酸酰胺基礎(chǔ)上引進(jìn)極性基團(tuán)改性后形成低分子量BAB型共聚物結(jié)構(gòu)的一類化合物或由此類化合物中兩者以上組成的混合物。

所述抗氧劑為為 N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；?己二胺和1,3,5-三 (4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基芐基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮的混合物。

所述硅酮母粒是以50%聚烯烴為載體。

本發(fā)明所述玻纖增強(qiáng)尼龍材料的制備方法如下：

1.先將耐高溫尼龍樹脂在105℃烘箱中烘干4h以上，備用。

2.將耐高溫尼龍樹脂、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、防玻纖外露劑、馬來(lái)酸酐共聚物按照配方中的質(zhì)量百分比準(zhǔn)確稱量，在室溫下加入混合攪拌鍋中共混3分鐘。

3.將共混后的材料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的主進(jìn)料口以一定速度加入擠出機(jī)中進(jìn)行混煉，同時(shí)將玻璃纖維經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的玻纖進(jìn)料口通入擠出機(jī)中擠出、冷卻、切粒即可，擠出機(jī)溫度為230~300℃。

本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明制備的玻纖增強(qiáng)尼龍材料，其優(yōu)異效果來(lái)源于：一、使用有利于表現(xiàn)官能基團(tuán)提高性能的助劑（如上述配方中體現(xiàn)）；二、改善了尼龍與玻纖的相容性，體現(xiàn)出玻纖以及尼龍的優(yōu)異性能。具備高耐熱、高強(qiáng)度、高耐磨、高耐腐蝕、材料表面良好，無(wú)浮纖等優(yōu)勢(shì)，可滿足汽車發(fā)動(dòng)機(jī)周邊各種部件的使用要求。且工藝簡(jiǎn)單，操作方便，效益極高，適合進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將參照實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，

實(shí)施例1：

一種玻纖增強(qiáng)尼龍材料，按質(zhì)量百分比稱量，45份高溫尼龍6（粘度2.6）、 45份玻璃纖維、0.5份抗氧劑、0.5份熱穩(wěn)定劑、9份馬來(lái)酸酐共聚物、0.5份防玻纖外露劑、1% 硅酮母粒。

其制備方法：將配方中的高溫尼龍樹脂、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、防玻纖外露劑、馬來(lái)酸酐共聚物按照質(zhì)量百分比準(zhǔn)確稱量，在室溫下加入混合攪拌鍋中進(jìn)行共混，共混均勻后取出，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的主進(jìn)料口以一定速度加入擠出機(jī)中進(jìn)行混煉，同時(shí)將玻纖經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的玻纖進(jìn)料口通入擠出機(jī)中擠出、冷卻、切粒即可，擠出機(jī)溫度為230~300℃。

實(shí)施例2：

一種玻纖增強(qiáng)尼龍材料，按質(zhì)量百分比稱量，53.4份耐高溫尼龍6（粘度2.6）、38份玻璃纖維、0.5份抗氧劑、0.5份熱穩(wěn)定劑、7.6份馬來(lái)酸酐共聚物、0.5份防玻纖外露劑、1% 硅酮母粒。

其制備方法：將配方中的高溫尼龍樹脂、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、防玻纖外露劑、馬來(lái)酸酐共聚物按照質(zhì)量百分比準(zhǔn)確稱量，在室溫下加入混合攪拌鍋中進(jìn)行共混，共混均勻后取出，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的主進(jìn)料口以一定速度加入擠出機(jī)中進(jìn)行混煉，同時(shí)將玻纖經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的玻纖進(jìn)料口通入擠出機(jī)中擠出、冷卻、切粒即可，擠出機(jī)溫度為230~300℃。

實(shí)施例3：

一種玻纖增強(qiáng)尼龍材料，按質(zhì)量百分比稱量，63份耐高溫尼龍6（粘度2.6）、30份玻璃纖維、0.5份抗氧劑、0.5份熱穩(wěn)定劑、6份馬來(lái)酸酐共聚物、0.5份防玻纖外露劑、1% 硅酮母粒。

其制備方法：將配方中的高溫尼龍樹脂、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、防玻纖外露劑、馬來(lái)酸酐共聚物按照質(zhì)量百分比準(zhǔn)確稱量，在室溫下加入混合攪拌鍋中進(jìn)行共混，共混均勻后取出，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的主進(jìn)料口以一定速度加入擠出機(jī)中進(jìn)行混煉，同時(shí)將玻纖經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的玻纖進(jìn)料口通入擠出機(jī)中擠出、冷卻、切粒即可，擠出機(jī)溫度為230~300℃。

實(shí)施例4：

一種玻纖增強(qiáng)尼龍材料，按質(zhì)量百分比稱量，72.6份耐高溫尼龍6（粘度2.6）、22份玻璃纖維、0.5份抗氧劑、0.5份熱穩(wěn)定劑、5份馬來(lái)酸酐共聚物、0.5份防玻纖外露劑、1% 硅酮母粒。

其制備方法：將配方中的高溫尼龍樹脂、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、防玻纖外露劑、馬來(lái)酸酐共聚物按照質(zhì)量百分比準(zhǔn)確稱量，在室溫下加入混合攪拌鍋中進(jìn)行共混，共混均勻后取出，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的主進(jìn)料口以一定速度加入擠出機(jī)中進(jìn)行混煉，同時(shí)將玻纖經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)的玻纖進(jìn)料口通入擠出機(jī)中擠出、冷卻、切粒即可，擠出機(jī)溫度為230~300℃。

主要性能測(cè)試：生產(chǎn)出的產(chǎn)品按照標(biāo)準(zhǔn)制（GB）成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣條，進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試，其性能測(cè)試結(jié)果如表1 所示。

表1

根據(jù)表1 可以得知，采用本發(fā)明的技術(shù)方案所制備得到的產(chǎn)品，具有良好的力學(xué)性能，尤其是具備高的熱變形溫度和高模量。本發(fā)明材料中加入了馬來(lái)酸酐共聚物，有效降低玻纖表面極性，提高玻纖與尼龍的相容性，從而降低玻纖在材料表面的浮纖和翹曲現(xiàn)象，極大的提高了材料表面的光潔度。該材料與常規(guī)玻纖增強(qiáng)尼龍材料相比，具備高耐熱、高耐磨和高強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)，可用于油底蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)裝飾蓋、冷卻和散熱等汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零部件，大大拓展了玻纖增強(qiáng)尼龍材料在汽車行業(yè)的使用范圍。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。