一种用于汽车发动机罩盖的尼龙66复合材料及制备方法与流程

文档序号:11101065阅读:649来源:国知局
本发明涉及一种尼龙66复合材料,具体涉及一种用于汽车发动机罩盖的尼龙66复合材料。
背景技术
:空气污染和能源短缺是汽车产业在发展过程中面临的两大问题。为了能够有效应对,各大汽车厂商将汽车零部件的轻量化作为今后发展的主要方向。塑料及其复合材料具有重量轻、性能优异、制造成本低等特点,而且能够成型出钢材不易加工的复杂结构制件,使得车用材料在降低重量、环保、安全性好及制造成本等方面有了更多的发挥空间,所近些年来塑料在汽车上的用量呈迅速上升的趋势,应用也在从内部装饰件向外装件及结构部件扩展且日益深化。汽车发动机周边工作环境温度高,且易接触冷却液、燃油等化学物质,早期发动机周边零部件大部分采用金属加工。为了通过汽车轻量化达到节能、环保的目标,不仅是内、外装饰件,而且发动机周边的关键零部件(如:进气歧管、气缸罩盖、发动机罩盖等)也逐渐被高性能尼龙材料所取代。尼龙具有很高的机械强度,软化点高,耐热,摩擦系数低,耐磨损,具有自润滑性、吸震性和消音性,耐油,耐弱酸,耐碱和一般溶剂;电绝缘性好,有自熄性,无毒,无臭,耐候性好等特点。尼龙中PA66的硬度、刚性最高,但韧性在尼龙系列产品中最差。各种尼龙按韧性大小排序为:PA66<PA66/6<PA6<PA610<PA11<PA12。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好,因而容易增强,使用玻璃纤维可以改善材料力学性能。尼龙66的燃烧性为UL94V-2级,氧指数为24左右。目前,更为环保的清洁能源汽车受到广泛关注,由于其不需要依靠燃烧汽油提供动力,因此汽车行驶时发动机或电机周边的温度会低于常规汽车,这也给塑料的应用带来了更多的机会,所以,一种适用于汽车零部件的尼龙66复合材料将成为未来研发的热点。技术实现要素:本发明的尼龙66复合材料水平燃烧速度小于GB8410-2006(汽车内饰材料的燃烧特性)规定的限度。产品同时具有优异的机械强度和耐热性能,并且只需要添加很低量的阻燃剂就可以达到要求,特别适合汽车发动机用的罩盖。一种尼龙66复合材料,其特征在于,该材料各组分按重量份计算,包括:尼龙66:70份,玻璃纤维:0-40份,滑石粉:0-40份,硼酸锌:5-10份,N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺:0.5份,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷:0.5份,TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸):2份。为了更适于工业化生产,本材料的组成进一步调整如下:其成分按重量份计算尼龙66:70份,玻璃纤维:15-30份,滑石粉:10-25份,硼酸锌:5-10份,N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺:0.5份,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷:0.5份,TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸):2份。其组成进一步优选为:尼龙66:70份,玻璃纤维:30份,滑石粉:10份,硼酸锌:5-10份,N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺:0.5份,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷:0.5份,TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸):2份。组成最优选为:尼龙66:70份,玻璃纤维:30份,滑石粉:10份,硼酸锌:8份,N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺:0.5份,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷:0.5份,TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸):2份。一种适于上述复合材料的制备方法,步骤包括:1)称料:按照组成准确称取各种物料备用;2)用偶联剂对玻璃纤维进行预处理;3)将玻璃纤维、尼龙66、滑石粉、硼酸锌、N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸)混合均匀后,放进双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机各区的温度控制在220℃~260℃,主机的转速为400~600RPM,喂料速率为30RPM;经双螺杆挤出机熔融共混,制得复合阻燃玻纤增强尼龙粒料。一种使用上述复合材料制备汽车发动机用罩盖的方法,步骤包括:1)称料:按照组成准确称取各种物料备用;2)用偶联剂对玻璃纤维进行预处理;3)将玻璃纤维、尼龙66、滑石粉、硼酸锌、N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸)混合均匀后,放进双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机各区的温度控制在220℃~260℃,主机的转速为400~600RPM,喂料速率为30RPM;经双螺杆挤出机熔融共混,制得复合阻燃玻纤增强尼龙粒料。4)把制得的粒料放在烘箱里于110℃下烘5小时;5)把烘好的粒料放进单螺杆挤出机中,在螺杆转速为50RPM、各区温度为250℃的条件下熔融挤出;并通过模具定型,牵引速度为50cm/min,从而得到发动机罩盖。测试项目及标准拉伸强度依据国标进行检测(GB/T1040-2006)弯曲强度依据国标进行检测(GB/T9341-2008)缺口冲击强度(悬臂梁)依据国标进行检测(GB/T1843-2008)热变形温度依据国标进行检测(GB/T1634-2004)阻燃性能依据国标进行检测(GB/T8410-2006)具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步说明,本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。实施例1,本实施例的阻燃玻璃纤维增强尼龙组分及重量份配比如下:尼龙66:70份,玻璃纤维:30份,滑石粉:10份,硼酸锌:8份,N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺:0.5份,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷:0.5份,TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸):2份。1)称料:按照上述组成准确称取各种物料备用;2)用偶联剂γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷对玻璃纤维进行预处理,将尼龙66在烘箱中以110℃烘干12小时;3)将玻璃纤维、尼龙66、滑石粉、硼酸锌、N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸)混合均匀后,放进双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机各区的温度如下:一区(加料)225℃,二至四区260℃。五区255℃。主机的转速为500RPM,喂料速率为30RPM;经双螺杆挤出机熔融共混,制得复合阻燃玻纤增强尼龙粒料。实施例2,本实施例的阻燃玻璃纤维增强尼龙的制备方法如实施例1,所不同的是组分及重量份配比如下:尼龙66:70份,玻璃纤维:25份,滑石粉:15份,硼酸锌:8份,N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺:0.5份,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷:0.5份,TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸):2份。实施例3,本实施例的阻燃玻璃纤维增强尼龙的制备方法如实施例1,所不同的是组分及重量份配比如下:尼龙66:70份,玻璃纤维:15份,滑石粉:25份,硼酸锌:8份,N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺:0.5份,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷:0.5份,TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸):2份。实施例4,本实施例的阻燃玻璃纤维增强尼龙的制备方法如实施例1,所不同的是组分及重量份配比如下:尼龙66:70份,玻璃纤维:30份,滑石粉:10份,硼酸锌:5份,N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺:0.5份,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷:0.5份,TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸):2份。实施例5、一种使用复合材料制备汽车发动机用罩盖的方法,步骤包括:组分及重量份数如下:尼龙66:70份,玻璃纤维:30份,滑石粉:10份,硼酸锌:8份,N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺:0.5份,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷:0.5份,TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸):2份。1)称料:按照组成准确称取各种物料备用;2)用偶联剂γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷对玻璃纤维进行预处理,将尼龙66在烘箱中以110℃烘干12小时;3)将玻璃纤维、尼龙66、滑石粉、硼酸锌、N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸)混合均匀后,放进双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机各区的温度如下:一区(加料)225℃,二至四区260℃。五区255℃。主机的转速为500RPM,喂料速率为30RPM;经双螺杆挤出机熔融共混,制得复合阻燃玻纤增强尼龙粒料。4)把制得的粒料放在烘箱里于110℃下烘5小时;5)把烘好的粒料放进单螺杆挤出机中,在螺杆转速为50RPM、各区温度为250℃的条件下熔融挤出;并通过模具定型,牵引速度为50cm/min,从而得到发动机罩盖。对比例1、本实施例的阻燃玻璃纤维增强尼龙的制备方法如实施例1,所不同的是组分及重量份配比如下:尼龙66:70份,滑石粉:40份,硼酸锌:8份,N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺:0.5份,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷:0.5份,TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸):2份。对比例2、本实施例的阻燃玻璃纤维增强尼龙的制备方法如实施例1,所不同的是组分及重量份配比如下:尼龙66:70份,玻璃纤维:40份,硼酸锌:8份,N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺:0.5份,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷:0.5份,TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸):2份。对比例3、本实施例的阻燃玻璃纤维增强尼龙的制备方法如实施例1,所不同的是组分及重量份配比如下:尼龙66:70份,玻璃纤维:30份,滑石粉:10份,N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺:0.5份,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷:0.5份,TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸):2份。对比例4、本实施例的阻燃玻璃纤维增强尼龙的制备方法如实施例1,所不同的是组分及重量份配比如下:尼龙66:70份,玻璃纤维:30份,滑石粉:10份,硼酸锌:10份,N,N′双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙酰基)己二胺:0.5份,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷:0.5份,TAF(含极性基团的乙撑双脂肪酸):2份。表1、实施例1-3及对比例1-3的各项指标对比表2、实施例1、4及对比例4的各项指标对比序号实施例4实施例1对比例4拉伸强度(mpa)158157149弯曲强度(mpa)169163140耐冲击强度(mpa)172164123热变性温度,℃210207203阻燃性(mm/min)49.045.445.1当前第1页1 2 3 
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