本发明涉及一种汽缸盖螺栓的垫圈材料及其制备方法。
背景技术：
塑料是合成树脂的同义语，是以高分子物质为主原料，经过人工方式加工成有用的形状的固体,但不包括纤维、橡胶、涂料和粘结剂等。可以说塑料具备以下3个条件：在素材上是高分子物质，其形状经过人工加工后形成了有用的形状，在常态下是固体。顾名思义，塑料垫圈是由塑料制成的，在国内，塑料垫圈通常也被称作塑料华司，树脂垫圈，塑胶垫圈或尼龙垫圈（国内市场最常见的塑料垫圈大多是用尼龙66制成的）。与金属垫圈相比，具有优异的绝缘、耐蚀、隔热和非磁性能，且重量轻，广泛用于半导体、汽车、航空航天工业和室内装饰等各种领域。采用的材料数量也多达10多种，包括PA66、PC、具有最佳性能的特种工程塑料PEEK、用玻璃纤维强化后的RENY以及PPS、氟树脂PTFE、PFA和PVD等。橡胶垫圈的材质通常有NBR(丁腈胶)、SBR(丁苯胶)、HNBR（氢化丁腈胶）、EPDM（三元乙丙胶）、SILICONE（硅胶）、VITON（氟胶）、CR（氯丁胶），FFKM(全氟橡胶)等。橡胶垫圈的材质选用以NBR丁腈胶的使用最普遍，其性价比最高。 而FFKM全氟橡胶垫圈的使用一般在较尖端领域，如航天火箭领域。因为其价格相当昂贵，但其性能卓越，可以超过许多金属材料。
目前还没有采用复合材料的垫圈，可以达到弹性好，耐高温效果好，同时具有阻燃功能，抗磨损效果好的技术效果。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种弹性好，耐高温效果好，同时具有阻燃功能，抗磨损效果好的汽缸盖螺栓的垫圈材料。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种汽缸盖螺栓的垫圈材料，由以下重量份数配比的材料制成：包括碳纤维32-38份、马来酸酐接枝聚苯醚10-15份、膨润土6-10份、甲基丙烯酸正丁酯11-16份、乙烯丙烯酸20-25份、聚亚安酯9-13份、苯胺甲基三乙氧基硅烷11-14份、炭黑5-8份、二氧化钛6-10份、聚碳酸酯13-16份、石蜡8-15份、氢氧化镁7-12份、癸二酸二辛酯2-5份、氟化钠6-8份、三聚氰胺15-20份、甲基环己烷12-15份、硅胶22-24份、硫脲4-8份、丁基黄原酸锌6-9份、琥珀酸2-6份、乳酸3-8份和油酸7-10份。
作为优选，由以下重量份数配比的材料制成：包括碳纤维32份、马来酸酐接枝聚苯醚10份、膨润土6份、甲基丙烯酸正丁酯11份、乙烯丙烯酸20份、聚亚安酯9份、苯胺甲基三乙氧基硅烷11份、炭黑5份、二氧化钛6份、聚碳酸酯13份、石蜡8份、氢氧化镁7份、癸二酸二辛酯2份、氟化钠6份、三聚氰胺15份、甲基环己烷12份、硅胶22份、硫脲4份、丁基黄原酸锌6份、琥珀酸2份、乳酸3份和油酸7份。
作为优选，由以下重量份数配比的材料制成：包括碳纤维35份、马来酸酐接枝聚苯醚12.5份、膨润土8份、甲基丙烯酸正丁酯13.5份、乙烯丙烯酸22.5份、聚亚安酯11份、苯胺甲基三乙氧基硅烷12.5份、炭黑6.5份、二氧化钛8份、聚碳酸酯14.5份、石蜡11.5份、氢氧化镁9.5份、癸二酸二辛酯3.5份、氟化钠7份、三聚氰胺17.5份、甲基环己烷13.5份、硅胶23份、硫脲6份、丁基黄原酸锌7.5份、琥珀酸4份、乳酸5.5份和油酸8.5份。
作为优选，由以下重量份数配比的材料制成：包括碳纤维38份、马来酸酐接枝聚苯醚15份、膨润土10份、甲基丙烯酸正丁酯16份、乙烯丙烯酸25份、聚亚安酯13份、苯胺甲基三乙氧基硅烷14份、炭黑8份、二氧化钛10份、聚碳酸酯16份、石蜡15份、氢氧化镁12份、癸二酸二辛酯5份、氟化钠8份、三聚氰胺20份、甲基环己烷15份、硅胶24份、硫脲8份、丁基黄原酸锌9份、琥珀酸6份、乳酸8份和油酸10份。
一种汽缸盖螺栓的垫圈材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将碳纤维32-38份、马来酸酐接枝聚苯醚10-15份、膨润土6-10份、甲基丙烯酸正丁酯11-16份、乙烯丙烯酸20-25份、聚亚安酯9-13份、苯胺甲基三乙氧基硅烷11-14份、炭黑5-8份、二氧化钛6-10份、聚碳酸酯13-16份、石蜡8-15份、氢氧化镁7-12份投入到高压釜中，备用；
2）调节步骤1）中的高压釜温度为135-160℃，气压为9-11倍大气压，反应时间为25-30分钟，备用；
3）将癸二酸二辛酯2-5份、氟化钠6-8份、三聚氰胺15-20份、甲基环己烷12-15份、硅胶22-24份、硫脲4-8份、丁基黄原酸锌6-9份、琥珀酸2-6份、乳酸3-8份和油酸7-10份投入到粉碎机中，保持转速为3500-4500r/min进行粉碎，15-20分钟，然后投入步骤2）所得原料，再粉碎2分钟，备用；
4）将步骤3）所得原料在注塑机内加热至315-330℃然后进行注塑成型，得带垫片毛坯，备用；
5）将步骤4）所得垫片毛坯在含有2%～5%氯化硫的二硫化碳溶液中浸渍，然后洗净、干燥即可。
本发明的有益效果为：添加的硫脲和丁基黄原酸锌作为硫化促进剂，在在含有2%～5%氯化硫的二硫化碳溶液中浸渍，可以使得垫圈达到硫化效果，使得材料具备弹性好的效果；添加的氢氧化镁具有阻燃效果；添加的石蜡、三聚氰胺和丁基黄原酸锌使得材料能够耐高温，与琥珀酸、乳酸和油酸配合能够防止材料老化，保持使用寿命长；添加的二氧化钛和碳纤维能够达到抗磨损效果好。
具体实施方式
实施例1
一种汽缸盖螺栓的垫圈材料，由以下重量份数配比的材料制成：包括碳纤维32份、马来酸酐接枝聚苯醚10份、膨润土6份、甲基丙烯酸正丁酯11份、乙烯丙烯酸20份、聚亚安酯9份、苯胺甲基三乙氧基硅烷11份、炭黑5份、二氧化钛6份、聚碳酸酯13份、石蜡8份、氢氧化镁7份、癸二酸二辛酯2份、氟化钠6份、三聚氰胺15份、甲基环己烷12份、硅胶22份、硫脲4份、丁基黄原酸锌6份、琥珀酸2份、乳酸3份和油酸7份。
一种汽缸盖螺栓的垫圈材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将碳纤维32份、马来酸酐接枝聚苯醚10份、膨润土6份、甲基丙烯酸正丁酯11份、乙烯丙烯酸20份、聚亚安酯9份、苯胺甲基三乙氧基硅烷11份、炭黑5份、二氧化钛6份、聚碳酸酯13份、石蜡8份、氢氧化镁7份投入到高压釜中，备用；
2）调节步骤1）中的高压釜温度为135-160℃，气压为9-11倍大气压，反应时间为25-30分钟，备用；
3）将癸二酸二辛酯2份、氟化钠6份、三聚氰胺15份、甲基环己烷12份、硅胶22份、硫脲4份、丁基黄原酸锌6份、琥珀酸2份、乳酸3份和油酸7份投入到粉碎机中，保持转速为3500-4500r/min进行粉碎，15-20分钟，然后投入步骤2）所得原料，再粉碎2分钟，备用；
4）将步骤3）所得原料在注塑机内加热至315-330℃然后进行注塑成型，得带垫片毛坯，备用；
5）将步骤4）所得垫片毛坯在含有2%～5%氯化硫的二硫化碳溶液中浸渍，然后洗净、干燥即可。
实施例2
一种汽缸盖螺栓的垫圈材料，由以下重量份数配比的材料制成：包括碳纤维35份、马来酸酐接枝聚苯醚12.5份、膨润土8份、甲基丙烯酸正丁酯13.5份、乙烯丙烯酸22.5份、聚亚安酯11份、苯胺甲基三乙氧基硅烷12.5份、炭黑6.5份、二氧化钛8份、聚碳酸酯14.5份、石蜡11.5份、氢氧化镁9.5份、癸二酸二辛酯3.5份、氟化钠7份、三聚氰胺17.5份、甲基环己烷13.5份、硅胶23份、硫脲6份、丁基黄原酸锌7.5份、琥珀酸4份、乳酸5.5份和油酸8.5份。
一种汽缸盖螺栓的垫圈材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将碳纤维35份、马来酸酐接枝聚苯醚12.5份、膨润土8份、甲基丙烯酸正丁酯13.5份、乙烯丙烯酸22.5份、聚亚安酯11份、苯胺甲基三乙氧基硅烷12.5份、炭黑6.5份、二氧化钛8份、聚碳酸酯14.5份、石蜡11.5份、氢氧化镁9.5份投入到高压釜中，备用；
2）调节步骤1）中的高压釜温度为135-160℃，气压为9-11倍大气压，反应时间为25-30分钟，备用；
3）将癸二酸二辛酯3.5份、氟化钠7份、三聚氰胺17.5份、甲基环己烷13.5份、硅胶23份、硫脲6份、丁基黄原酸锌7.5份、琥珀酸4份、乳酸5.5份和油酸8.5份投入到粉碎机中，保持转速为3500-4500r/min进行粉碎，15-20分钟，然后投入步骤2）所得原料，再粉碎2分钟，备用；
4）将步骤3）所得原料在注塑机内加热至315-330℃然后进行注塑成型，得带垫片毛坯，备用；
5）将步骤4）所得垫片毛坯在含有2%～5%氯化硫的二硫化碳溶液中浸渍，然后洗净、干燥即可。
实施例3
一种汽缸盖螺栓的垫圈材料，由以下重量份数配比的材料制成：包括碳纤维38份、马来酸酐接枝聚苯醚15份、膨润土10份、甲基丙烯酸正丁酯16份、乙烯丙烯酸25份、聚亚安酯13份、苯胺甲基三乙氧基硅烷14份、炭黑8份、二氧化钛10份、聚碳酸酯16份、石蜡15份、氢氧化镁12份、癸二酸二辛酯5份、氟化钠8份、三聚氰胺20份、甲基环己烷15份、硅胶24份、硫脲8份、丁基黄原酸锌9份、琥珀酸6份、乳酸8份和油酸10份。
一种汽缸盖螺栓的垫圈材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将碳纤维38份、马来酸酐接枝聚苯醚15份、膨润土10份、甲基丙烯酸正丁酯16份、乙烯丙烯酸25份、聚亚安酯13份、苯胺甲基三乙氧基硅烷14份、炭黑8份、二氧化钛10份、聚碳酸酯16份、石蜡15份、氢氧化镁12份投入到高压釜中，备用；
2）调节步骤1）中的高压釜温度为135-160℃，气压为9-11倍大气压，反应时间为25-30分钟，备用；
3）将癸二酸二辛酯5份、氟化钠8份、三聚氰胺20份、甲基环己烷15份、硅胶24份、硫脲8份、丁基黄原酸锌9份、琥珀酸6份、乳酸8份和油酸10份投入到粉碎机中，保持转速为3500-4500r/min进行粉碎，15-20分钟，然后投入步骤2）所得原料，再粉碎2分钟，备用；
4）将步骤3）所得原料在注塑机内加热至315-330℃然后进行注塑成型，得带垫片毛坯，备用；
5）将步骤4）所得垫片毛坯在含有2%～5%氯化硫的二硫化碳溶液中浸渍，然后洗净、干燥即可。
本发明的有益效果为：添加的硫脲和丁基黄原酸锌作为硫化促进剂，在在含有2%～5%氯化硫的二硫化碳溶液中浸渍，可以使得垫圈达到硫化效果，使得材料具备弹性好的效果；添加的氢氧化镁具有阻燃效果；添加的石蜡、三聚氰胺和丁基黄原酸锌使得材料能够耐高温，与琥珀酸、乳酸和油酸配合能够防止材料老化，保持使用寿命长；添加的二氧化钛和碳纤维能够达到抗磨损效果好。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。