CN102585455A - 一种复合材质汽车发动机润滑油油底壳 - Google Patents

Abstract

一种复合材质汽车发动机润滑油油底壳，用于提高复合材质发动机润滑油油底壳抗冲击、抗振动等性能。其技术方案是，它由如下质量份的原料制成：聚对苯二甲酸乙二脂100，抗碱玻璃纤维 20-55，阻燃剂2-5，硅烷偶联剂2-4，助剂0.5-1。本发明以PET为基材，以一定比例的长短玻璃纤维、阻燃剂等为主要原料制备出复合材料润滑油油底壳，该油底壳与金属油底壳相比具有质量轻、成本低、降低油耗、研制周期短、耐腐蚀，耐振动、降噪音、不爆炸等优点；与现有尼龙复合材料油底壳相比，各项性能指标均有提供，特别是抗冲击方面有明显提高，其工作温度宽泛，可以在-50℃—180℃下长期工作。

Description

一种复合材质汽车发动机润滑油油底壳

技术领域

本发明涉及一种汽车发动机部件，尤其是使用温度范围宽泛、性能优良、低成本的复合材质汽车发动机润滑油油底壳。

背景技术

油底壳是汽车发动机的重要组成部件，它安装在发动机底部，用于收集、存储润滑油，并起到散热、防止润滑油氧化、封闭曲轴箱等作用。市场上的汽车发动机润滑油油底壳多采用薄钢板冲压而成，金属材料制作的汽车润滑油油底壳的成本高，自身重，耗油量高，废气排放高、污染环境严重。此外,金属油底壳研制周期长，开发费用高，不便于汽车的设计制造和改型。目前，在一些高档车型上也有采用复合材质制作的发动机润滑油油底壳，所用复合材料是由PA66（尼龙）、GF（短玻璃纤维）和助剂组成，这种复合材料制成的油底壳弥补了金属材质的一些不足，但它也存有抗冲击、抗振动、降噪音等性能方面的缺陷，且使用温度范围较窄、成本偏高，因此，在一定程度上制约了非金属材料油底壳的应用。

发明内容

本发明用于克服已有技术的缺陷、提供一种抗冲击振动性能好、可以在-50℃—180℃下长期工作的复合材质汽车发动机润滑油油底壳。

本发明所称问题是由以下技术方案解决的：

一种复合材质汽车发动机润滑油油底壳，它由如下质量份的原料制成：聚对苯二甲酸乙二脂100，抗碱玻璃纤维20-55，阻燃剂 2-5，硅烷偶联剂 2-4，助剂 0.5-1。

上述复合材质汽车发动机润滑油油底壳，所述抗碱玻璃纤维由抗碱长玻璃纤维和抗高碱短玻璃纤维组成，其中抗碱短玻璃纤维与抗碱长玻璃纤维的质量比为1:1.25-3.5,所述长玻璃纤维的长度为15mm-35mm，短玻璃纤维的长度为3mm-10mm。

上述复合材质汽车发动机润滑油油底壳，所述阻燃剂为氢氧化镁或氢氧化铝或十溴二（联）苯醚或四溴双酚A或上述物质之组合；所述硅烷偶联剂为乙烯基三氯硅烷或γ-（2，3环氧并氧基）丙基三甲氧基硅烷或其组合物。

上述复合材质汽车发动机润滑油油底壳，所述助剂为碘化钾与黑色色母料两者之组合，其中碘化钾与黑色色母料的质量比为3:2。

本发明针对现有复合材质发动机润滑油油底壳抗冲击、抗振动、使用温度范围等性能方面的缺陷进行了改进，选用PET为基材，以一定比例的长短玻璃纤维、阻燃剂等为主要原料，制备出复合材料润滑油油底壳。该油底壳与金属油底壳相比具有质量轻、成本低、降低油耗、研制周期短、耐腐蚀、耐振动、降噪音、不爆炸等优点。试验表明，普通油底壳抗碱性能很差，经浸湿时表面损伤很严重，强度下降很多，而本发明由于抗（高）碱玻纤中含有ZrO2、TiO2等提高玻纤抗碱性的氧化物，在受碱液侵蚀时，表面上形成一层薄膜可降低侵蚀，因而提高了耐碱性。

与现有尼龙复合材料油底壳相比，生产成本较低，工艺性能好，各项性能指标均有所提供，特别是在抗冲击方面有明显提高，其工作温度宽泛，可以在-50℃—180℃下长期工作。基于上述优点，本发明润滑油油底壳有望成为金属材质油底壳的优选替代产品。

具体实施方式

本发明复合材质汽车发动机润滑油油底壳的基材选用聚对苯二甲酸乙二脂（PET），聚对苯二甲酸乙二酯分子链中含有苯环结构，环内电子的共轭作用，使其具有化学稳定性，不发生高温分解。又由于苯环结构的刚性，使高聚物具有晶体的本质，高温尺寸稳定；同时分子链中含有-O-键，此键具有自韧滑性，从而提高材料的耐磨性；分子链由两种链节按一定规律排列而成，具有良好的规整性，致使聚对苯二甲酸乙二酯具有高度的结晶性、耐溶剂性等。此外，PET是最具成本效益的选择，它易于加工，可以用传统的成型加工方法制成高性能零件；由于吸水性低，用PET制成的零件在应用中可保持各项性能及尺寸稳定性不变，因此，PET也是在要求高刚性、高耐力及良好表面效果的应用中取替金属材料最佳选择；PET出色的流动特性，也使它在制作复杂、薄壁模具中得到应用。

在聚对苯二甲酸乙二脂基材中添加两种不同长度的抗碱玻璃纤维，是本发明的另一重要改进。通常在树脂材料中添加玻璃纤维具有增强，增韧作用。两者相比，长玻璃纤维比短玻璃纤维增韧效果更加显著，但增强效果稍差。因此，通过长短玻璃纤维按照一定配比配合使用，使其达到最佳的增强、增韧效果，这是本发明油底壳的冲击强度远大于现有复合材料油底壳的主要原因。

本发明中的色母料是以着色剂、载体树脂、多扎助剂制得的有色粒料，其中树脂采用聚丙烯树脂为载体；加入碘化钾，可以显著提高高温抗老化性能。

下表为本发明油底壳与现有复合材质油底壳性能试验对比：

从上表中可以看出：本发明油底壳与现有复合材料油底壳相比，在各性能上均有所提高，特别是冲击强度提高明显。

以下提供几个所述发动机润滑油油底壳原料配比（质量份）实施例： 

实施例1：聚对苯二甲酸乙二脂 100份，抗碱长玻璃纤维 25份，抗碱短玻璃纤维20份，氢氧化镁 5份，乙烯基三氯硅烷 1.5份，γ-（2，3环氧并氧基）丙基三甲氧基硅烷 0.5份，碘化钾  0.3份，黑色色母料0.2份（所述份数的单位可选择kg，下同）。 

实施例2：聚对苯二甲酸乙二脂 100份，抗碱长玻璃纤维 35份，抗碱短玻璃纤维10份，氢氧化铝 5份，乙烯基三氯硅烷 0.5份，γ-（2，3环氧并氧基）丙基三甲氧基硅烷 1.5份，碘化钾  0.6份，黑色色母料0.4份。

实施例3：聚对苯二甲酸乙二脂 100份，抗碱长玻璃纤维 12份，抗碱短玻璃纤维8份，氢氧化镁 1份，氢氧化铝1份，乙烯基三氯硅烷 1.5份，γ-（2，3环氧并氧基）丙基三甲氧基硅烷0.5份，碘化钾    0.3份，黑色色母料0.2份。

实施例4：聚对苯二甲酸乙二脂 100份，抗碱长玻璃纤维 20份，抗碱短玻璃纤维12份，十溴二（联）苯醚 1份，氢氧化铝 4份，乙烯基三氯硅烷 2份，γ-（2，3环氧并氧基）丙基三甲氧基硅烷 2份，碘化钾 0.3份，黑色色母料0.2份。

实施例5：聚对苯二甲酸乙二脂 100份，抗碱长玻璃纤维 30份，抗碱短玻璃纤维10份，四溴双酚A  1份，氢氧化铝3份，乙烯基三氯硅烷 1.5份，γ-（2，3环氧并氧基）丙基三甲氧基硅烷1.5份，碘化钾    0.6份，黑色色母料0.4份。

实施例6：聚对苯二甲酸乙二脂 100份，抗碱长玻璃纤维 35份，抗碱短玻璃纤维20份，十溴二（联）苯醚  1份，氢氧化镁  2份，氢氧化铝2份，乙烯基三氯硅烷 2.5份，γ-（2，3环氧并氧基）丙基三甲氧基硅烷 1.5份，碘化钾   0.3份，黑色色母料0.2份。

油底壳制备过程如下：

a.      按上述实施例称取原料；

b.      将抗碱长短玻璃纤维经硅烷偶联剂处理；

c.      将聚对苯二甲酸乙二脂，阻燃剂、烷偶联剂、其他助剂、步骤b处理过的抗碱长短玻璃纤维，加入高速分散机中，进行两次分散，第一次采用顺时针搅拌5～7分钟，第二次采用逆时针搅拌5～7分钟；

d.      将步骤c中混合后的共混物料通过双螺杆挤出机，经温度270℃～300℃，转速300～400r/min、熔融混炼后挤出；

e.      冷却后切粒筛分包装；

f.      将步骤d的复合材料颗粒通过注塑机，经过注塑温度270℃～300℃、注射压力：300～1300bar、注射速度为设备注塑系统的30%～50%、模具温度：80～120℃，模塑成型油底壳。

Claims (4)

1.一种复合材质汽车发动机润滑油油底壳，其特征在于，它由如下质量份的原料制成：聚对苯二甲酸乙二脂100，抗碱玻璃纤维20-55，阻燃剂 2-5，硅烷偶联剂 2-4，助剂 0.5-1。

2.根据权利要求1所述的复合材质汽车发动机润滑油油底壳，其特征在于：所述抗碱玻璃纤维由抗碱长玻璃纤维和抗碱短玻璃纤维组成，其中抗碱短玻璃纤维与抗碱长玻璃纤维的质量比为1:1.25-3.5,所述长玻璃纤维的长度为15mm-35mm，短玻璃纤维的长度为3mm-10mm。

3.根据权利要求2所述的复合材质汽车发动机润滑油油底壳，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化镁或氢氧化铝或十溴二（联）苯醚或四溴双酚A或上述物质之组合；所述硅烷偶联剂为乙烯基三氯硅烷或γ-（2，3环氧并氧基）丙基三甲氧基硅烷或其组合物。

4.根据权利要求1或2或3所述的复合材质汽车发动机润滑油油底壳，其特征在于，所述助剂为碘化钾与黑色色母料两者之组合，其中碘化钾与黑色色母料的质量比为3比2。