专利名称：活塞用酚醛模塑料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特种工程塑料，尤其涉及一种用于制造汽车、摩托车活塞的酚醛模塑料。
背景技术：
中国是一个人口大国，因此是一个巨大的消费市场。随着中国经济的发展，人民生活水平的提高，物流业的高度繁荣和轿车进入家庭的大趋势，汽车已经成为我国国民经济的支柱产业之一。国内外的汽车制造商纷纷抢占中国市场，目前我国的汽车制造业蓬勃发展，消费增长也非常快。由于石油、天然气等不可再生资源越来越稀缺，因此为了省油、省气，汽车在向轻量化方向发展，而要汽车减轻重量，以塑料代替钢铁或其它金属来制造汽车的某些零部件，不失为好的方法之一。
随着塑料工业的进步，汽车的车灯、电器、车厢及其内饰件等已经是塑料类产品。汽车、摩托车发动机的一些零部件也在朝着用工程塑料(特别是热固性工程塑料)来制造的方向发展，如酚醛塑料已经用在皮带轮、化油器、水泵、油泵、碳刷架、排气管等要求耐热好、强度高、尺寸稳定的零部件；不饱和聚酯塑料已经用在分电盘、点火器等要求耐热好、电绝缘性好的零部件。而汽车、摩托车发动机的活塞目前主要还是用金属铝或铝合金制造的。活塞对材料的要求有尺寸稳定、耐热、耐油、较高的强度和硬度等。
发明内容
本发明的目的是得到一种能用于制造汽车、摩托车发动机活塞的酚醛模塑料来代替现有的铝合金，制造汽车、摩托车发动机的活塞。
本发明的目的是这样实现的，一种用于制造汽车、摩托车活塞的酚醛模塑料，包含以下组分a.酚醛树脂，重量比为10～45％；b.无机填料，重量比为15～50％；c.增强材料，重量比为20～55％；d.固化剂，重量比为2～10％；e.增塑剂，重量比为1～8％；
f.固化促进剂，重量比为1～7％；g.着色剂，重量比为0～10％。
本发明中，所述酚醛树脂是酸法酚醛树脂和/或碱法酚醛树脂。
本发明中，所述酸法酚醛树脂由有机酸或无机酸催化聚合得到，其中，有机酸是由草酸、甲酸、醋酸、苯甲酸、对甲苯黄酸、水杨酸中的一种或几种复合，无机酸是盐酸、硫酸、硼酸、磷酸等中的一种或几种复合。
本发明中，所述碱法酚醛树脂由碱化合物催化聚合得到，其中，碱性化合物是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化镁、氨水中的一种或几种复合。
本发明中，所述无机填料是超细云母粉、纳米碳酸钙、超细氢氧化铝、超细珍珠岩粉、超细滑石粉、超细重金石粉、超细硅微粉、超细硅灰石粉中的一种或几种复合。
本发明中，所述增强材料是无机纤维和/或有机纤维。
本发明中，所述无机增强材料是玻璃纤维、玄武岩纤维、硼纤维、碳纤维、石墨纤维、氧化铝纤维等中的一种或几种复合；所述有机纤维是芳纶纤维、尼龙纤维、聚酯纤维等中的一种或几种复合。
本发明中，所述固化剂是酸法酚醛树脂固化剂和/或碱法酚醛树脂固化剂。
本发明中，所述酸法酚醛树脂固化剂是六次甲基四胺、三乙胺、多聚甲醛、三羟甲基三聚氰胺、多羟甲基双氰胺等中的一种或几种复合；所述碱法酚醛树脂固化剂是对甲苯黄酸、硼酸、磷酸中的一种或几种复合。
本发明中，所述增塑剂是硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑单硬脂酰胺、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡中的一种或几种复合。
本发明的目的还可以这样实现，所述固化促进剂是氧化镁、氧化钙、氢氧化镁、氢氧化钙中的一种或几种复合。
本发明中，所述着色剂是碳黑、铬绿、氧化铁红、中铬黄中的一种或几种复合。
本发明中，所述酚醛树脂重量更精确的是15～40％；所述无机填料重量更精确的是20～40％；所述增强材料重量更精确的是25～50％；所述固化剂重量更精确的是1.5～5.5％；所述增塑剂重量更精确的是1.0～4.5％；所述固化促进剂重量更精确的是1.0～3.5％；所述着色剂重量更精确的是0～5.5％。
本发明选用的酚醛树脂具有不同苯酚环和甲醛形成的酚-次甲基结构提高了体系的密实度，得到的酚醛模塑料具有相对密度大，模塑收缩率低，吸水率低，高温热失重率低，强度高，硬度高，热变形温度高等优点，适用于制造汽车、摩托车活塞。
具体实施例方式
下面接合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1以酸法酚醛树脂为基体树脂，选用适当的固化体系，并以无机纤维为增强材料，得到以下组分及含量的模塑料a.酸法酚醛树脂，重量比为15.0～35.0％；b.六次甲基四胺重量比为1.5～5.0％；c.氧化镁，重量比为1.0～2.5％；d.氢氧化钙，重量比为1.0～4.5％；e.硬脂酸钙，重量比为1.0～4.0％；f.玻璃纤维，重量比为25～45％；g.超细氢氧化铝，重量比为20～40％；h.碳黑、重量比为1.5～3.5％。
将酸法酚醛树脂在粉碎机中粉碎，达到一定的细度要求后，按配方称好各种原材料，混合均匀。在双辊机上辊压成片，再在破碎机上破碎，得到模塑料。压制试样，测试性能如下相对密度为2.08，模塑收缩率为0.05％，洛氏硬度(E Scale)为98，热变形温度为182℃，缺口冲击强度3.0KJ/m2。208℃烘烤24小时，失重率为0.32％。
实施例2以碱法酚醛树脂为基体树脂，选用适当的固化体系，并以无机纤维和有机纤维的混杂为增强材料，得到以下组分及含量的模塑料a.碱法酚醛树脂，重量比为20.0～35.0％；b.对甲苯黄酸，重量比为1.5～4.5％；c.氧化镁，重量比为1.0～4.5％；e.硬脂酸锌，重量比为1.0～3.5％；f.碳纤维和石墨纤维，重量比为20～35％；g.聚酯纤维，重量比为10～25％；h.纳米碳酸钙，重量比为25～40％；i.氧化铁红，重量比为2.0～5.0％。
将碱法酚醛树脂按配方称好后，加入捏合机中，开动捏合机，加入配方中的剩余原材料，混合均匀后出料。然后在双辊机上除去挥发份，辊压成片，再在破碎机上破碎，得到模塑料。压制试样，测试性能如下；相对密度为2.10，模塑收缩率为0.06％，洛氏硬度(E Scale)为95，热变形温度为188℃，缺口冲击强度3.2KJ/m2。208℃烘烤24小时，失重率为0.24％。
实施例3以酸法酚醛树脂和碱法酚醛树脂的复合作为基体树脂，选用适当的固化体系，并以无机纤维和有机纤维的混杂为增强材料，得到以下组分及含量的模塑料a.酸法酚醛树脂，重量比为10.0～20.0％；b.碱法酚醛树脂，重量比为15.0～25.0％；c.六次甲基四胺，重量比为1.0～3.0％；d.磷酸，重量比为1.0～4.0％；e.氧化镁，重量比为1.5～6.5％；f.乙撑单硬脂酰胺，重量比为1.0～3.0％；g.氧化铝纤维，重量比为20～35％；h.尼龙纤维，重量比为10～25％；i.超细滑石粉，重量比为25～40％；j.铬黄，重量比为2.0～5.0％。
将酸法酚醛树脂在粉碎机中粉碎，达到一定的细度要求后，按配方计量；碱法酚醛树脂按配方计量。二种树脂一起加入捏合机中，开动捏合机，加入配方中的剩余原材料，如料太干，可加适量酒精，混合均匀后出料。然后在双辊机上除去挥发份，辊压成片，再在破碎机上破碎，得到模塑料。压制试样，测试性能如下相对密度为2.11，模塑收缩率为0.04％，洛氏硬度(E Scale)为99，热变形温度为191℃，缺口冲击强度3.5KJ/m2。208℃烘烤24小时，失重率为0.29％。
以上仅是本发明的较佳实施例，本发明不受上述实施例的限制。凡是依据本专利所作的任何形式的修改或变更，均应包含在本发明的保护范围。
权利要求
1.一种活塞用酚醛模塑料，包含以下组分a.酚醛树脂，重量比为10～45％；b.无机填料，重量比为15～50％；c.增强材料，重量比为20～55％；d.固化剂，重量比为2～10％；e.增塑剂，重量比为1～8％；f.固化促进剂，重量比为1～7％。
2.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料，其特征在于，所述酚醛模塑料中还包含着色剂，其重量比为0～10％。
3.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料，其特征在于，所述酚醛树脂是酸法酚醛树脂和/或碱法酚醛树脂。
4.如权利要求3所述活塞用酚醛模塑料，其特征在于，所述酸法酚醛树脂由有机酸或无机酸催化聚合得到，其中，有机酸是由草酸、甲酸、醋酸、苯甲酸、对甲苯黄酸、水杨酸中的一种或几种复合，无机酸是盐酸、硫酸、硼酸、磷酸等中的一种或几种复合。
5.如权利要求3所述活塞用酚醛模塑料，其特征在于，所述碱法酚醛树脂由碱化合物催化聚合得到，其中，碱性化合物是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化镁、氨水中的一种或几种复合。
6.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料，其特征在于，所述无机填料是超细云母粉、纳米碳酸钙、超细氢氧化铝、超细珍珠岩粉、超细滑石粉、超细重金石粉、超细硅微粉、超细硅灰石粉中的一种或几种复合。
7.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料，其特征在于，所述增强材料是无机纤维和/或有机纤维。
8.如权利要求7所述活塞用酚醛模塑料，其特征在于，所述无机纤维是玻璃纤维、玄武岩纤维、硼纤维、碳纤维、石墨纤维、氧化铝纤维中的一种或几种复合；所述有机纤维是芳纶纤维、尼龙纤维、聚酯纤维中的一种或几种复合。
9.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料，其特征在于，所述固化剂是酸法酚醛树脂固化剂和/或碱法酚醛树脂固化剂。
10.如权利要求9所述活塞用酚醛模塑料，其特征在于，所述酸法酚醛树脂固化剂是六次甲基四胺、三乙胺、多聚甲醛、三羟甲基三聚氰胺、多羟甲基双氰胺中的一种或几种复合；所述碱法酚醛树脂固化剂是对甲苯黄酸、硼酸、磷酸等中的一种或几种复合。
11.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料，其特征在于，所述增塑剂是硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑单硬脂酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种复合。
12.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料，其特征在于，所述固化促进剂是氧化镁、氧化钙、氢氧化镁、氢氧化钙中的一种或几种复合。
13.如权利要求2所述活塞用酚醛模塑料，其特征在于，所述着色剂是碳黑、铬绿、氧化铁红、中铬黄中的一种或几种复合。
14.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料，其进一步特征在于，所述酚醛树脂更精确的重量比是15～40％。
15.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料，其进一步特征在于，所述无机填料更精确的重量比是20～40％。
16.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料，其进一步特征在于，所述增强材料更精确的重量比是25～50％。
17.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料，其进一步特征在于，所述固化剂更精确的重量比是1.5～5.5％。
18.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料，其进一步特征在于，所述增塑剂更精确的重量比是1.0～4.5％。
19.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料，其进一步特征在于，所述固化促进剂更精确的重量比是1.0～3.5％；
20.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料，其进一步特征在于，所述着色剂更精确的重量比是0.1～5.5％。
21.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料，其进一步特征在于，208℃烘烤24小时，失重率不大于0.5％。
全文摘要
本发明公开了一种用于制造汽车、摩托车活塞的酚醛模塑料。该酚醛模塑料中，酚醛树脂用量为10～40％，无机填料用量为15～50％，增强材料用量为20～55％，固化剂用量为2～10％，增塑剂用量为1～8％，固化促进剂用量为1～10％，着色剂用量为0～10％。本发明得到的用于制造汽车、摩托车活塞的酚醛模塑料，其模塑制品具有尺寸稳定性高，硬度高，力学强度高，热变形温度高，高温热失重率低，模塑收缩率和后收缩率低，吸水率低。
文档编号C08K7/00GK1493614SQ0213773
公开日2004年5月5日 申请日期2002年10月30日 优先权日2002年10月30日
发明者朱永茂, 刘勇, 杨玮, 沐霖 申请人:上海欧亚合成材料科技有限公司