汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及塑胶材料领域，具体涉及一种汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料及其制备方法。


背景技术：

2.随着汽车工业的蓬勃发展，市场对整车发动机的动力需求和轻量化提出了更加严格的要求。采用高性能尼龙复合材料替代传统金属材料应用在发动机油路系统上已经成为一种必须解决的问题及发展的趋势。此外，由于越来越多的车型都趋向于采用涡轮增压发动机，因此，具备耐热、耐油、耐盐路等特点的高性能尼龙材料能够充分发挥其优势，在发动机舱的油热高温环境中长期受热且不产生大幅度变形，因此将会受到越来越多的青睐。因此，开发高性能尼龙复合材料替代传统金属材料应用在发动机油路系统上已成为不可阻挡的发展趋势。


技术实现要素：

3.要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料及其制备方法，采用超临界co2法来制备具有微孔的耐热填料，能够大大降低质量，达到质轻的效果，且发泡过程不采用化学溶剂，更加环保；同时采用丁腈橡胶作为分散相，与尼龙66呈两相“海岛结构”，不仅提高材料的力学性能，也提高了材料的耐油性。
4.技术方案：汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料，包括以下成分：70份尼龙66、5～10份丁腈橡胶、10～15份轻质耐热填料、3～5份鳞片石墨、2～3份硬脂酸锌、0.2-0.3份硫化剂hva-2。进一步的，所述轻质耐热填料的制备方法如下：(1)取氧化铝70份、白云石15～20份、10～15份黏土混合，置于振动球磨机中，采用湿法球磨，球磨时间为2～3h；(2)研磨完成后，加入3～5份棒状硅酸铝纤维，混合均匀，置于模具中成型；(3)置于高压釜中，再通入超临界co2，保压20min后，快速卸压获得微孔发泡材料；(4)置于干燥箱内干燥，采用分级干燥方法，具体为40℃
×
2h、60℃
×
2h、90℃
×
5h和130℃
×
6h；(5)转移至电炉中烧成，烧成温度为：以4℃/min的升温速率从室温升至1450℃，保温时间为3h；(6)冷却，粉碎，过60目筛即得。进一步的，所述黏土中al2o3质量≥30％。进一步的，所述湿法球磨中料、球、水的比例为1:1.5:2。进一步的，所述棒状硅酸铝纤维的直径为6.5μm。进一步的，所述超临界co2的条件为压力30～50mpa，温度80～110℃。进一步的，所述鳞片石墨粒度不同，为100目和1000目混合型，100目和1000目的质
量比为1:(1～3)。上述的汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料的制备方法，制备方法为：(1)将所有成分通过高速混合机混合，用双螺杆挤出机熔融共混，挤出工艺：一区温度180℃，二区～十二区温度260℃，机头温度280℃，螺杆转速300r/min，喂料量50kg/h；(2)挤出料条经过水槽冷却后切成长度为3～4mm的颗粒；(3)粒料经烘干后注塑成型。有益效果：1、本发明采用超临界co2法来制备具有微孔的耐热填料，能够大大降低质量，达到质轻的效果，且发泡过程不采用化学溶剂，更加环保。2、本发明在轻质耐热填料中掺杂棒状硅酸铝纤维，能够进一步提高填料的耐热性能。3、本发明中轻质耐热填料采用白云石为原料，价格便宜，同时采用黏土作为结合剂，更易成型。4、本发明采用丁腈橡胶作为分散相，与尼龙66呈两相“海岛结构”，不仅提高材料的力学性能，也提高了材料的耐油性。
具体实施方式
本发明提出了一种汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下将配合实施例来对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料，包括以下成分：70份尼龙66、5份丁腈橡胶、10份轻质耐热填料、3份鳞片石墨、2份硬脂酸锌、0.2硫化剂hva-2；所述鳞片石墨粒度不同，为100目和1000目混合型，100目和1000目的质量比为1:1。轻质耐热填料的制备方法如下：(1)取氧化铝70份、白云石15份、10份al2o3质量≥30％的黏土混合，置于振动球磨机中，采用湿法球磨，料、球、水的比例为1:1.5:2，球磨时间为2h；(2)研磨完成后，加入3份直径为6.5μm的棒状硅酸铝纤维，混合均匀，置于模具中成型；(3)置于高压釜中，再通入超临界co2，超临界co2的条件为压力30mpa，温度80℃，保压20min后，快速卸压获得微孔发泡材料；(4)置于干燥箱内干燥，采用分级干燥方法，具体为40℃
×
2h、60℃
×
2h、90℃
×
5h和130℃
×
6h；(5)转移至电炉中烧成，烧成温度为：以4℃/min的升温速率从室温升至1450℃，保温时间为3h；(6)冷却，粉碎，过60目筛即得。上述的汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料的制备方法，制备方法为：(1)将所有成分通过高速混合机混合，用双螺杆挤出机熔融共混，挤出工艺：一区温度180℃，二区～十二区温度260℃，机头温度280℃，螺杆转速300r/min，喂料量50kg/h；
(2)挤出料条经过水槽冷却后切成长度为3～4mm的颗粒；(3)粒料经烘干后注塑成型。实施例2汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料，包括以下成分：70份尼龙66、6份丁腈橡胶、11份轻质耐热填料、3份鳞片石墨、2份硬脂酸锌、0.2份硫化剂hva-2；所述鳞片石墨粒度不同，为100目和1000目混合型，100目和1000目的质量比为1:1。轻质耐热填料的制备方法如下：(1)取氧化铝70份、白云石16份、11份al2o3质量≥30％的黏土混合，置于振动球磨机中，采用湿法球磨，料、球、水的比例为1:1.5:2，球磨时间为2h；(2)研磨完成后，加入3份直径为6.5μm的棒状硅酸铝纤维，混合均匀，置于模具中成型；(3)置于高压釜中，再通入超临界co2，超临界co2的条件为压力30mpa，温度80℃，保压20min后，快速卸压获得微孔发泡材料；(4)置于干燥箱内干燥，采用分级干燥方法，具体为40℃
×
2h、60℃
×
2h、90℃
×
5h和130℃
×
6h；(5)转移至电炉中烧成，烧成温度为：以4℃/min的升温速率从室温升至1450℃，保温时间为3h；(6)冷却，粉碎，过60目筛即得。上述的汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料的制备方法，制备方法为：(1)将所有成分通过高速混合机混合，用双螺杆挤出机熔融共混，挤出工艺：一区温度180℃，二区～十二区温度260℃，机头温度280℃，螺杆转速300r/min，喂料量50kg/h；(2)挤出料条经过水槽冷却后切成长度为3～4mm的颗粒；(3)粒料经烘干后注塑成型。实施例3汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料，包括以下成分：70份尼龙66、7份丁腈橡胶、12份轻质耐热填料、4份鳞片石墨、2.5份硬脂酸锌、0.25份硫化剂hva-2；所述鳞片石墨粒度不同，为100目和1000目混合型，100目和1000目的质量比为1:2。轻质耐热填料的制备方法如下：(1)取氧化铝70份、白云石17份、12份al2o3质量≥30％的黏土混合，置于振动球磨机中，采用湿法球磨，料、球、水的比例为1:1.5:2，球磨时间为2.5h；(2)研磨完成后，加入4份直径为6.5μm的棒状硅酸铝纤维，混合均匀，置于模具中成型；(3)置于高压釜中，再通入超临界co2，超临界co2的条件为压力40mpa，温度90℃，保压20min后，快速卸压获得微孔发泡材料；(4)置于干燥箱内干燥，采用分级干燥方法，具体为40℃
×
2h、60℃
×
2h、90℃
×
5h和130℃
×
6h；(5)转移至电炉中烧成，烧成温度为：以4℃/min的升温速率从室温升至1450℃，保温时间为3h；(6)冷却，粉碎，过60目筛即得。
上述的汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料的制备方法，制备方法为：(1)将所有成分通过高速混合机混合，用双螺杆挤出机熔融共混，挤出工艺：一区温度180℃，二区～十二区温度260℃，机头温度280℃，螺杆转速300r/min，喂料量50kg/h；(2)挤出料条经过水槽冷却后切成长度为3～4mm的颗粒；(3)粒料经烘干后注塑成型。实施例4汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料，包括以下成分：70份尼龙66、8份丁腈橡胶、13份轻质耐热填料、4份鳞片石墨、2.5份硬脂酸锌、0.25份硫化剂hva-2；所述鳞片石墨粒度不同，为100目和1000目混合型，100目和1000目的质量比为1:2。轻质耐热填料的制备方法如下：(1)取氧化铝70份、白云石18份、13份al2o3质量≥30％的黏土混合，置于振动球磨机中，采用湿法球磨，料、球、水的比例为1:1.5:2，球磨时间为2.5h；(2)研磨完成后，加入4份直径为6.5μm的棒状硅酸铝纤维，混合均匀，置于模具中成型；(3)置于高压釜中，再通入超临界co2，超临界co2的条件为压力40mpa，温度90℃，保压20min后，快速卸压获得微孔发泡材料；(4)置于干燥箱内干燥，采用分级干燥方法，具体为40℃
×
2h、60℃
×
2h、90℃
×
5h和130℃
×
6h；(5)转移至电炉中烧成，烧成温度为：以4℃/min的升温速率从室温升至1450℃，保温时间为3h；(6)冷却，粉碎，过60目筛即得。上述的汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料的制备方法，制备方法为：(1)将所有成分通过高速混合机混合，用双螺杆挤出机熔融共混，挤出工艺：一区温度180℃，二区～十二区温度260℃，机头温度280℃，螺杆转速300r/min，喂料量50kg/h；(2)挤出料条经过水槽冷却后切成长度为3～4mm的颗粒；(3)粒料经烘干后注塑成型。实施例5汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料，包括以下成分：70份尼龙66、9份丁腈橡胶、14份轻质耐热填料、5份鳞片石墨、3份硬脂酸锌、0.3份硫化剂hva-2；所述鳞片石墨粒度不同，为100目和1000目混合型，100目和1000目的质量比为1:3。轻质耐热填料的制备方法如下：(1)取氧化铝70份、白云石19份、14份al2o3质量≥30％的黏土混合，置于振动球磨机中，采用湿法球磨，料、球、水的比例为1:1.5:2，球磨时间为3h；(2)研磨完成后，加入5份直径为6.5μm的棒状硅酸铝纤维，混合均匀，置于模具中成型；(3)置于高压釜中，再通入超临界co2，超临界co2的条件为压力50mpa，温度100℃，保压20min后，快速卸压获得微孔发泡材料；(4)置于干燥箱内干燥，采用分级干燥方法，具体为40℃
×
2h、60℃
×
2h、90℃
×
5h和130℃
×
6h；
(5)转移至电炉中烧成，烧成温度为：以4℃/min的升温速率从室温升至1450℃，保温时间为3h；(6)冷却，粉碎，过60目筛即得。上述的汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料的制备方法，制备方法为：(1)将所有成分通过高速混合机混合，用双螺杆挤出机熔融共混，挤出工艺：一区温度180℃，二区～十二区温度260℃，机头温度280℃，螺杆转速300r/min，喂料量50kg/h；(2)挤出料条经过水槽冷却后切成长度为3～4mm的颗粒；(3)粒料经烘干后注塑成型。实施例6汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料，包括以下成分：70份尼龙66、10份丁腈橡胶、15份轻质耐热填料、5份鳞片石墨、3份硬脂酸锌、0.3份硫化剂hva-2；所述鳞片石墨粒度不同，为100目和1000目混合型，100目和1000目的质量比为1:3。轻质耐热填料的制备方法如下：(1)取氧化铝70份、白云石20份、15份al2o3质量≥30％的黏土混合，置于振动球磨机中，采用湿法球磨，料、球、水的比例为1:1.5:2，球磨时间为3h；(2)研磨完成后，加入5份直径为6.5μm的棒状硅酸铝纤维，混合均匀，置于模具中成型；(3)置于高压釜中，再通入超临界co2，超临界co2的条件为压力50mpa，温度110℃，保压20min后，快速卸压获得微孔发泡材料；(4)置于干燥箱内干燥，采用分级干燥方法，具体为40℃
×
2h、60℃
×
2h、90℃
×
5h和130℃
×
6h；(5)转移至电炉中烧成，烧成温度为：以4℃/min的升温速率从室温升至1450℃，保温时间为3h；(6)冷却，粉碎，过60目筛即得。上述的汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料的制备方法，制备方法为：(1)将所有成分通过高速混合机混合，用双螺杆挤出机熔融共混，挤出工艺：一区温度180℃，二区～十二区温度260℃，机头温度280℃，螺杆转速300r/min，喂料量50kg/h；(2)挤出料条经过水槽冷却后切成长度为3～4mm的颗粒；(3)粒料经烘干后注塑成型。对比例1本实施例与实施例6的区别在于，轻质耐热填料不加入棒状硅酸铝纤维，具体的：汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料，包括以下成分：70份尼龙66、10份丁腈橡胶、15份轻质耐热填料、5份鳞片石墨、3份硬脂酸锌、0.3份硫化剂hva-2；所述鳞片石墨粒度不同，为100目和1000目混合型，100目和1000目的质量比为1:3。轻质耐热填料的制备方法如下：(1)取氧化铝70份、白云石20份、15份al2o3质量≥30％的黏土混合，置于振动球磨机中，采用湿法球磨，料、球、水的比例为1:1.5:2，球磨时间为3h；(2)研磨完成后，置于模具中成型；(3)置于高压釜中，再通入超临界co2，超临界co2的条件为压力50mpa，温度110℃，
保压20min后，快速卸压获得微孔发泡材料；(4)置于干燥箱内干燥，采用分级干燥方法，具体为40℃
×
2h、60℃
×
2h、90℃
×
5h和130℃
×
6h；(5)转移至电炉中烧成，烧成温度为：以4℃/min的升温速率从室温升至1450℃，保温时间为3h；(6)冷却，粉碎，过60目筛即得。上述的汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料的制备方法，制备方法为：(1)将所有成分通过高速混合机混合，用双螺杆挤出机熔融共混，挤出工艺：一区温度180℃，二区～十二区温度260℃，机头温度280℃，螺杆转速300r/min，喂料量50kg/h；(2)挤出料条经过水槽冷却后切成长度为3～4mm的颗粒；(3)粒料经烘干后注塑成型。对比例2本实施例与实施例6的区别在于，鳞片石墨全部采用100目的，具体的：汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料，包括以下成分：70份尼龙66、10份丁腈橡胶、15份轻质耐热填料、5份鳞片石墨、3份硬脂酸锌、0.3份硫化剂hva-2；所述鳞片石墨粒度为100目。轻质耐热填料的制备方法如下：(1)取氧化铝70份、白云石20份、15份al2o3质量≥30％的黏土混合，置于振动球磨机中，采用湿法球磨，料、球、水的比例为1:1.5:2，球磨时间为3h；(2)研磨完成后，加入5份直径为6.5μm的棒状硅酸铝纤维，混合均匀，置于模具中成型；(3)置于高压釜中，再通入超临界co2，超临界co2的条件为压力50mpa，温度110℃，保压20min后，快速卸压获得微孔发泡材料；(4)置于干燥箱内干燥，采用分级干燥方法，具体为40℃
×
2h、60℃
×
2h、90℃
×
5h和130℃
×
6h；(5)转移至电炉中烧成，烧成温度为：以4℃/min的升温速率从室温升至1450℃，保温时间为3h；(6)冷却，粉碎，过60目筛即得。上述的汽车发动机油路系统专用尼龙复合材料的制备方法，制备方法为：(1)将所有成分通过高速混合机混合，用双螺杆挤出机熔融共混，挤出工艺：一区温度180℃，二区～十二区温度260℃，机头温度280℃，螺杆转速300r/min，喂料量50kg/h；(2)挤出料条经过水槽冷却后切成长度为3～4mm的颗粒；(3)粒料经烘干后注塑成型。拉伸性能测试：使用万能材料试验机测定样品的拉伸性能，按照gb/t 16421-1996标准在室温下进行，哑铃型样品的尺寸为75
×4×
2mm3，拉伸速率为10mm/min。hdt测试：使用热变形/维卡测试仪测试样品的hdt，按照gb/t 1634.1-2019标准进行，样品的尺寸为80
×
10
×
4mm2，初始温度为20℃，升温速率为120℃/h，测试压力为1.8mpa。简支梁缺口冲击强度测试：按照iso179-1-2010标准进行。表1实施例材料的力学性能的表征
耐油热老化性：油浴恒温箱，100℃
×
1000h。表2实施例材料的耐油耐热性能的表征