CN100412135C - 热塑性塑料皮带轮材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热塑性塑料皮带轮材料及其制造方法，由纤维增强聚合物形成，其中含有作为基体材料的尼龙66、无机填料占、增强纤维以及脱膜剂，其重量百分比分别为40～60%、5～20%、30～50%、0.5～5%。该热塑性塑料皮带轮材料的制造方法，包括以下步骤：将上述原料置于高速搅拌机中，将加热至120℃并搅拌均匀，从而制得热塑性塑料皮带轮材料。由该热塑性塑料皮带轮材料制成的皮带轮，成型工艺简单，耐磨性优异，具有很好的尺寸精度、高强度、高刚度和高冲击韧性，特别是容易回收再利用，可以替代钢制皮带轮。

Description

热塑性塑料皮带轮材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种热塑性塑料皮带轮材料，特别涉及一种用于发动机周边地区容易回收的塑料皮带轮材料。

背景技术

通常车用皮带轮主要是钢制皮带轮。随着对汽车零部件提出了小型化、轻量化和低成本化的要求，钢制皮带轮逐步被塑料皮带轮所取代。塑料皮带轮的材料一般为玻璃纤维增强酚醛树脂。日本专利JP8-159244中报道，在酚醛树脂中加入碳酸钙、粘土和硅灰石中的一种无机粉末、以及云母粉末和玻璃纤维构成的树脂皮带轮，由于上述所示的无机粉末和云母粉末的耐磨损性能较差，尤其在粉尘气氛中。中国专利03157726.1中所述的玻纤增强酚醛树脂皮带轮具有良好的尺寸精度，高强度和耐磨性优异，选用线性酚醛树脂或可溶型酚醛树脂，其数均分子量应限制在600～900之间，但难以注射模塑成型，另外酚醛树脂是热固性材料，难以回收，而且玻纤增强酚醛树脂在注射成型后，必须使酚醛树脂固化，影响了其加工性能。因此，酚醛树脂塑料皮带轮虽然实现了皮带轮的轻量化，但难以回收，且不易成型加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成型工艺简单、容易回收再利用、耐磨性能优异可以替代钢制皮带轮的热塑性塑料皮带轮材料。

本发明的再一目的在于提供一种热塑性塑料皮带轮材料的制造方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案，

一种热塑性塑料皮带轮材料，由纤维增强聚合物组成，其中含有作为基体材料的尼龙66、无机填料、增强纤维以及脱膜剂，其中尼龙66、无机填料、增强纤维、脱膜剂的重量百分比分别为40～60％、5～20％、30～50％、0.5～5％。

一种热塑性塑料皮带轮材料的制造方法，预先将尼龙66放入烘箱中烘干，然后将重量百分比分别为40～60％的尼龙66、5～20％的无机填料、30～50％的增强纤维、0.5～5％的脱膜剂置于高速搅拌机中，接着加热至120℃并搅拌均匀，从而制得热塑性塑料皮带轮材料--长玻纤增强尼龙66模塑料。此外，还可根据需要在热塑性塑料皮带轮材料中加入着色剂。

本发明采用的玻纤增强尼龙66材料可以用来形成整个塑料皮带轮，也可以形成一种复合结构，分为内外两层，内层与轴相连的部分由金属芯子构成，而外层则由玻纤增强尼龙66组成，两者之间通过嵌件的形式连接。热塑性塑料皮带轮的成型工艺：将玻纤增强尼龙66放入注塑成型设备中注射充满模具，若为复合结构，则需预先将金属芯子固定模具中央，然后保压、冷却、脱膜后，形成热塑性塑料皮带轮。

与酚醛树脂皮带轮相比，其重量减轻5～15％。

本发明热塑性塑料皮带轮材料及其制造方法中的无机填料优选纳米二氧化硅粉末，由于纳米二氧化硅粉末颗粒小、易分散，可以均匀地分散在热塑性塑料皮带轮的表面上，从而提高塑料皮带轮的耐磨损性能。

本发明热塑性塑料皮带轮材料及其制造方法中的增强纤维优选长玻璃纤维，从而更好地增强尼龙66，提高塑料皮带轮的尺寸精度、强度及抗冲击性能。

本发明采用长玻纤增强尼龙66作为塑料皮带轮材料，长玻纤增强尼龙66尺寸精度高、制品表面光洁，收缩率低，与金属之间的线性膨胀系数差异低，这样在承受应力的情况下，树脂与金属之间不会产生缝隙。同时为了保证塑料皮带轮的强度和耐高温性，增强纤维-长玻璃纤维的重量百分比不低于30％，确保塑料皮带轮可以长期处于120℃的工况条件下正常工作，并能够承受由于皮带打滑而引起的瞬间的高温(250℃)；为了增强塑料皮带轮的耐磨性以及耐疲劳性能，也必须加入至少重量百分比为5％的无机填料如纳米二氧化硅等。尼龙66属于绿色环保的热塑性材料，容易回收。另外，长玻纤增强尼龙66可以在普通的注塑机上采用注塑成型，亦可挤出成型，容易加工，成型工艺简单。因此，实现了塑料皮带轮的轻量化、可回收性与易加工性。

具体实施方式

以下实施例是仅为更进一步具体说明本发明，在不违反本发明的主旨下，本发明不限于以下实验例具体明示的内容。

首先将尼龙66放入烘箱中在100℃下烘干4h，然后下述各种组分置于高速搅拌机中，接着加热至120℃搅拌均匀，制备长玻纤增强尼龙66模塑料。

将模塑料在注射机的料筒中加热至260℃，熔融后，将其注射并填充入一个模具中。该模具具有与塑料皮带轮主体1的形状相对应的模腔，同时在其中心部设置有用于保持金属芯子的保持部，并将金属芯子固定在模具中间。通过注射成型，制成热塑性塑料皮带轮。

通过改变皮带轮各组分的含量获得实施例1至4(见表1)。

将待试验的实施例皮带轮装配在试验支架上，在张紧力1922N，转速6000RPM下，连续旋转3×107次，观察是否出现疲劳失效现象。同时，测定皮带轮表面的磨损厚度(mm)，并据此评价皮带轮的耐磨损性能，结果如表1中所示。

表1

表2

表2为现有技术生产的普通产品，从表1与表2中可以明显看出，采用本发明方案制造的皮带轮与现有技术产品相比，其更加抗疲劳，耐磨性能更加优异。

Claims (6)

1. 一种热塑性塑料皮带轮材料，其特征在于：所述皮带轮材料包括作为基体材料的尼龙66、无机填料、增强纤维以及脱膜剂，其中尼龙66、无机填料、增强纤维、脱膜剂的重量百分比分别为40～60％、5～20％、30～50％、0.5～5％。

2. 根据权利要求1所述的热塑性塑料皮带轮材料，其特征在于：所述增强纤维是长玻璃纤维。

3. 根据权利要求1或2所述的热塑性塑料皮带轮材料，其特征在于：所述无机填料是纳米二氧化硅粉末。

4. 一种热塑性塑料皮带轮材料的制造方法，包括以下步骤：将重量百分比分别为40～60％的尼龙66、5～20％的无机填料、30～50％的增强纤维、0.5～5％的脱膜剂置于高速搅拌机中，然后加热至120℃并搅拌均匀，从而制得热塑性塑料皮带轮材料。

5. 根据权利要求4所述的热塑性塑料皮带轮材料的制造方法，其特征在于：所述增强纤维是长玻璃纤维。

6. 根据权利要求4或5所述的热塑性塑料皮带轮材料的制造方法，其特征在于：所述无机填料是纳米二氧化硅粉末。