一种汽车用耐醇解ppa复合材料及其加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料领域，具体涉及了一种汽车用耐醇解PPA复合材料及其加 工方法。
【背景技术】
[0002] 随着汽车工业的迅速发展，以塑代钢成为汽车材料发展的潮流和方向，玻璃纤维 增强PPA材料以其优异的耐热性，机械性能等，广泛应用于汽车的水室部件，例如恒温器壳 体，水箱接头等。这些制件不仅要求材料具有优异的机械性能，还需要材料具有良好的耐水 解，耐醇解特性，能够在热水和防冻液乙二醇混合溶液中长期使用，性能不下降。
[0003] 汽车水室部件使用的材料要求耐乙二醇溶液和其他化学腐蚀剂及100°C以上水溶 液的浸蚀，同时在装配过程中结合处不允许发生应力开裂，普通的PPA材料已难以满足上述 要求。
[0004] 现有技术中绝大部分耐醇解材料均通过添加抗醇解剂或耐醇解剂以达到耐醇解 的性能，虽然其对材料的耐醇解特性有提高，但是材料整体性能反而降低；同时，由于较高 的加工温度，抗醇解剂或耐醇解剂会有分解可能，导致材料整体耐冷冻液腐蚀的能力下降， 影响生产质量和效率。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术不足，本发明提供了一种具有优异的长期耐醇解性能的PPA复 合材料，解决了现有技术需要添加耐醇解剂或抗醇解剂以达到耐醇解性能要求的问题;该 PPA复合材料不需要添加耐醇解剂，不仅保持原有物性，而且耐醇解化学性能达到TL-VW774 的技术要求，即：135°C恒温下，在100%乙二醇溶液中放置48小时后，产品表面良好无变化， 不裂开，且机械性能优异。本发明还提供了该汽车用耐醇解PPA复合材料的加工方法。
[0006] 本发明采用如下的技术方案： 一种汽车用耐醇解PPA复合材料，按重量百分比由以下组分组成： PPA 树脂 58~63 · 1% 预处理的玻璃纤维35~40% 成核剂 0 · 4~0 · 6% 助剂 1~1.1% 热稳定剂 0.4~0.5%;其中， 玻璃纤维进行预处理，包括以下步骤： a、 先将硅烷偶联剂、水与乙醇混合配制成混合溶液，其中的乙醇、水和硅烷偶联剂的体 积比为乙醇：水:硅烷偶联剂=(30~40) :(5~10):(0.5~1)，所述的硅烷偶联剂选自3-氣丙基 三乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷和二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷中 的任一种； b、 将普通连续玻璃纤维浸入混合溶液中，超声波处理15~20min，频率为70~80KHz，静置 50~60min;再机械振动处理40~60min，频率500~600Hz及振幅0.5~1.5mm;取出玻璃纤维， 用丙酮冲洗2次，在100~150°C下干燥60~90min; c、 将步骤b干燥后的玻璃纤维浸入混合溶液中，超声波处理25~30min，频率为40~ 50KHz，静置50~60min;再机械振动处理40~60min，频率400~500Hz及振幅0.5~1.5mm;取出 玻璃纤维，用丙酮冲洗2次，在100~150°C下干燥60~90min; d、 将步骤c干燥后的玻璃纤维浸入混合溶液中，超声波处理25~30min，频率为20~ 30KHz，静置50~60min;再机械振动处理40~60min，频率300~400Hz及振幅0.5~1.5mm;取出 玻璃纤维，用丙酮冲洗2次，在100~150°C下干燥60~90min; e、 将PPE树脂在275~285°C温度条件下塑化熔融，得到PPE树脂熔体;将步骤d干燥后的 玻璃纤维经过PPE树脂的熔体浸渍，玻璃纤维与PPE树脂的质量比为1:0.5。玻璃纤维由纱架 引出，经张力辊调节张力，进入熔体浸渍模头，在模头内实现纤维的分散和浸润，通过模头 的纤维的出口控制纤维的含量，冷却固化，经切粒机切成8~10mm长的预处理玻璃纤维。
[0007] 在本发明中，所述助剂包括抗氧剂和润滑剂，所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和 胺类抗氧剂，其组分比例为1:1;所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯;所述热稳定剂为空间 受阻酚抗氧剂和磷酸盐的混合物;所述成核剂为长碳链成份为主的羧酸钙盐CAV102。
[0008] 所述的汽车用耐醇解PPA复合材料的加工方法，包括如下步骤： 1) 按配方中各组分重量百分比分别称取PPA树脂、预处理的玻璃纤维、成核剂、热稳定 剂、抗氧剂和润滑剂； 2) 将PPA树脂、成核剂、热稳定剂、抗氧剂和润滑剂加入高速搅拌机混合15~20min，混合 均匀； 3) 将步骤2)所得混合物与预处理的玻璃纤维分别通过主喂料和侧喂料设备一起进入 同向双螺杆挤出机，螺杆长径比为40，转速200~300r/min，温度280~300°C，熔融混炼后挤 出，切粒包装。
[0009] 本发明具有如下优异效果： 本发明制备的耐醇解PPA复合材料，在不添加耐醇解耐水解剂的前提下，以PPA、预处理 玻璃纤维、助剂等为主要材料，通过双螺杆挤出机挤出共混制得PPA复合材料，其具有高机 械性能，高耐热的同时，还拥有优异的耐水解耐醇解特性。进行预处理的玻璃纤维吸附有硅 烷类偶联剂并浸渍过PPE熔体，具有优异的耐醇解特性，而且能够在不降低PPA复合材料的 物性下，提高其耐醇解性能；该PPA复合材料具有优异的耐醇解性能达到TL-VW774测试要 求，样品表面良好无变化，不开裂;不仅解决了现有技术需要添加耐醇解剂或抗醇解剂以达 到耐醇解性能要求的问题而且还解决了现有技术增加 PPE后明显降低基体材料的机械性能 的问题。
【具体实施方式】
[0010] 以下的实施例是对本发明的详细描述，但本发明不仅仅局限于这些实施例。
[0011] 实施例1 一种汽车用耐醇解PPA复合材料，按重量百分比由以下组分组成:PPA 58%、预处理的玻 璃纤维40%、成核剂0.5%、助剂1.1%、热稳定剂0.4%。
[0012]所述的汽车用耐醇解PPA复合材料的加工方法，包括如下步骤： (1) 玻璃纤维进行预处理，包括以下步骤： a、 先将硅烷偶联剂、水与乙醇混合配制成混合溶液，其中的乙醇、水和硅烷偶联剂的体 积比为乙醇:水:硅烷偶联剂=30:8:0.8，其中硅烷偶联剂为3_氣丙基二乙氧基硅烷； b、 将普通连续玻璃纤维浸入混合溶液中，超声波处理20min，频率为70KHz，静置50min; 再机械振动处理40min，频率600Hz及振幅0.5mm;取出玻璃纤维，用丙酮冲洗2次，在150°C下 干燥90min; c、 将步骤b干燥后的玻璃纤维浸入混合溶液中，超声波处理30min，频率为40KHz，静置 5〇min;再机械振动处理40min，频率500Hz及振幅1mm;取出玻璃纤维，用丙酮冲洗2次，在125 °C下干燥75min; d、 将步骤c干燥后的玻璃纤维浸入混合溶液中，超声波处理28min，频率为20KHz，静置 50min;再机械振动处理40min，频率300Hz及振幅0.5mm;取出玻璃纤维，用丙酮冲洗2次，在 100°C 下干燥 90min; e、 将PPE树脂在275~285°C温度条件下塑化熔融，得到PPE树脂熔体;将步骤d干燥后的 玻璃纤维经过PPE树脂的熔体浸渍，玻璃纤维与PPE树脂的质量比为1:0.5。玻璃纤维由纱架 引出，经张力辊调节张力，进入熔体浸渍模头，在模头内实现纤维的分散和浸润，通过模头 的纤维的出口控制纤维的含量，冷却固化，经切粒机切成8~10mm长的预处理玻璃纤维； (2) 按配方中各组分重量百分比分别称取PPA树脂、预处理的玻璃纤维、成核剂、热稳定 剂、抗氧剂和润滑剂； (3 )将PPA树脂、成核剂、热稳定剂、抗氧剂和润滑剂加入高速搅拌机混合15~20min，混 合均匀； (4)将步骤(3)所得混合物与预处理的玻璃纤维分别通过主喂料和侧喂料设备一起进 入同向双螺杆挤出机，螺杆长径比为40，转速200~300r/min，温度280~300°C，熔融混炼后 挤出，切粒包装。
[0013] 实施例2 一种汽车用耐醇解PPA复合材料，按重量百分比由以下组分组成:PPA 58.1%、预处理的 玻璃纤维40%、成核剂0.4%、助剂1%、热稳定剂0.5%。
[0014] 所述的汽车用耐醇解PPA复合材料的加工方法，包括如下步骤： (1)玻璃纤维进行预处理，包括以下步骤： a、 先将硅烷偶联剂、水与乙醇混合配制成混合溶液，其中的乙醇、水和硅烷偶联剂的体 积比为乙醇:水:硅烷偶联剂=35:10:0.5，其中硅烷偶联剂为N-2-氨乙基_3_氨丙基二甲氧 基硅烷； b、 将普通连续玻璃纤维浸入混合溶液中，超声波处理18min，频率为7