本发明涉及一种发动机用高耐热、耐磨玻纤增强尼龙材料及制备方法，属于高分子工程塑料改性和成型加工领域。
技术背景
尼龙又称聚酰胺，是分子主链上含有重复酰胺基团-[NHCO]-的热塑性树脂总称。具有良好的综合性能，包括高强度、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，易于加工等。尤其是HTPA高温尼龙（俗称PPA）具有更优异的综合性能，在热、电、物理及耐化学性方面都有良好的表现，特别是在高温下仍具有高钢性与高强度及极佳的尺寸精度和稳定性，HTPA还具有良好的加工性，可以采用传统的注塑机和模具进行成型加工。这使得HTPA 在汽车、电子电气、机械工程等领域都拥有广泛的应用前景。
目前，汽车行业对高耐热、高耐磨、高强度尼龙材料的需求日益迫切，许多企业和科研单位都在玻纤增强尼龙材料的开发上做了大量工作，但多数开发的玻纤增强尼龙材料的性能很难满足汽车发动机部件的苛刻要求，或只能用于发动机装饰盖等比较简单的部件，无法应用于油底盖和进气管等部件，极大的限制了玻纤增强尼龙在汽车发动机周边部件的应用。
技术实现要素：
本发明的目的是制备一种汽车发动机周边零部件用的玻纤增强尼龙材料，具备高耐热、高耐磨、高耐腐蚀、高强度等优点，可满足汽车发动机各种零部件的使用环境，大大拓展玻纤增强尼龙材料在汽车行业中的使用。
本发明的方案如下：一种发动机用高耐热、耐磨玻纤增强尼龙材料，按质量百分比，所述材料中包含35~75%耐高温尼龙树脂、18~50%玻璃纤维、0.5~1%抗氧剂、0.5~1%热稳定剂、5~15%马来酸酐共聚物、0.5~1%防玻纤外露剂、0.5~2%硅酮母粒。
所述耐高温尼龙树脂为聚己二酰丁二胺、聚对苯二甲酰癸二胺、聚对苯二甲酰己二胺 -CO- 己二酰己二胺共聚物、聚对苯二甲酰壬二胺中的一种或两种以上的组合。
所述耐高温尼龙树脂相对粘度在1.5~4.0之间。
所述玻璃纤维为直径在15~18μm之间，经偶联剂处理的尼龙改性专用的短切无碱玻璃纤维，所述偶联剂为硅烷类偶联剂。
所述硅烷类偶联剂为氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、叠氨基硅烷偶联剂、丙烯基硅烷偶联剂和乙烯基硅烷偶联剂中的一种或多种的组合。
所述热稳定剂为脂肪酸类化合物、有机锡类化合物、有机铅类化合物、无机铅类化合物中的一种或两种以上的组合。
所述马来酸酐共聚物为苯乙烯-马来酸酐共聚物、乙烯-马来酸酐共聚物中的一种或两者的组合。
所述的马来酸酐共聚物经过接枝反应后，其酸酐含量为15~35%。
所述防玻纤外露剂为在乙撑双脂肪酸酰胺基础上引进极性基团改性后形成低分子量BAB型共聚物结构的一类化合物或由此类化合物中两者以上组成的混合物。
所述抗氧剂为为 N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和1,3,5-三 (4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-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%聚烯烃为载体。
本发明所述玻纤增强尼龙材料的制备方法如下：
1.先将耐高温尼龙树脂在105℃烘箱中烘干4h以上，备用。
2.将耐高温尼龙树脂、抗氧剂、热稳定剂、防玻纤外露剂、马来酸酐共聚物按照配方中的质量百分比准确称量，在室温下加入混合搅拌锅中共混3分钟。
3.将共混后的材料经双螺杆挤出机的主进料口以一定速度加入挤出机中进行混炼，同时将玻璃纤维经双螺杆挤出机的玻纤进料口通入挤出机中挤出、冷却、切粒即可，挤出机温度为230~300℃。
本发明的有益效果： 本发明制备的玻纤增强尼龙材料，其优异效果来源于：一、使用有利于表现官能基团提高性能的助剂（如上述配方中体现）；二、改善了尼龙与玻纤的相容性，体现出玻纤以及尼龙的优异性能。具备高耐热、高强度、高耐磨、高耐腐蚀、材料表面良好，无浮纤等优势，可满足汽车发动机周边各种部件的使用要求。且工艺简单，操作方便，效益极高，适合进行工业化生产。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照实施案例对本发明作进一步的详细描述，
实施例1：
一种玻纤增强尼龙材料，按质量百分比称量，45份高温尼龙6（粘度2.6）、 45份玻璃纤维、0.5份抗氧剂、0.5份热稳定剂、9份马来酸酐共聚物、0.5份防玻纤外露剂、1% 硅酮母粒。
其制备方法：将配方中的高温尼龙树脂、抗氧剂、热稳定剂、防玻纤外露剂、马来酸酐共聚物按照质量百分比准确称量，在室温下加入混合搅拌锅中进行共混，共混均匀后取出，经双螺杆挤出机的主进料口以一定速度加入挤出机中进行混炼，同时将玻纤经双螺杆挤出机的玻纤进料口通入挤出机中挤出、冷却、切粒即可，挤出机温度为230~300℃。
实施例2：
一种玻纤增强尼龙材料，按质量百分比称量，53.4份耐高温尼龙6（粘度2.6）、38份玻璃纤维、0.5份抗氧剂、0.5份热稳定剂、7.6份马来酸酐共聚物、0.5份防玻纤外露剂、1% 硅酮母粒。
其制备方法：将配方中的高温尼龙树脂、抗氧剂、热稳定剂、防玻纤外露剂、马来酸酐共聚物按照质量百分比准确称量，在室温下加入混合搅拌锅中进行共混，共混均匀后取出，经双螺杆挤出机的主进料口以一定速度加入挤出机中进行混炼，同时将玻纤经双螺杆挤出机的玻纤进料口通入挤出机中挤出、冷却、切粒即可，挤出机温度为230~300℃。
实施例3：
一种玻纤增强尼龙材料，按质量百分比称量，63份耐高温尼龙6（粘度2.6）、30份玻璃纤维、0.5份抗氧剂、0.5份热稳定剂、6份马来酸酐共聚物、0.5份防玻纤外露剂、1% 硅酮母粒。
其制备方法：将配方中的高温尼龙树脂、抗氧剂、热稳定剂、防玻纤外露剂、马来酸酐共聚物按照质量百分比准确称量，在室温下加入混合搅拌锅中进行共混，共混均匀后取出，经双螺杆挤出机的主进料口以一定速度加入挤出机中进行混炼，同时将玻纤经双螺杆挤出机的玻纤进料口通入挤出机中挤出、冷却、切粒即可，挤出机温度为230~300℃。
实施例4：
一种玻纤增强尼龙材料，按质量百分比称量，72.6份耐高温尼龙6（粘度2.6）、22份玻璃纤维、0.5份抗氧剂、0.5份热稳定剂、5份马来酸酐共聚物、0.5份防玻纤外露剂、1% 硅酮母粒。
其制备方法：将配方中的高温尼龙树脂、抗氧剂、热稳定剂、防玻纤外露剂、马来酸酐共聚物按照质量百分比准确称量，在室温下加入混合搅拌锅中进行共混，共混均匀后取出，经双螺杆挤出机的主进料口以一定速度加入挤出机中进行混炼，同时将玻纤经双螺杆挤出机的玻纤进料口通入挤出机中挤出、冷却、切粒即可，挤出机温度为230~300℃。
主要性能测试：生产出的产品按照标准制（GB）成标准测试样条，进行各项测试，其性能测试结果如表1 所示。
表1
根据表1 可以得知，采用本发明的技术方案所制备得到的产品，具有良好的力学性能，尤其是具备高的热变形温度和高模量。本发明材料中加入了马来酸酐共聚物，有效降低玻纤表面极性，提高玻纤与尼龙的相容性，从而降低玻纤在材料表面的浮纤和翘曲现象，极大的提高了材料表面的光洁度。该材料与常规玻纤增强尼龙材料相比，具备高耐热、高耐磨和高强度等优势，可用于油底盖、发动机装饰盖、冷却和散热等汽车发动机零部件，大大拓展了玻纤增强尼龙材料在汽车行业的使用范围。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。