CN102702733A - 一种增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料，包括组分及各组分的质量百分含量如下:主料20-83%;改性剂3-10%;弹性体3-35%;增强填充剂10-30%；助剂1-5%;所述增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料可用于汽车发动机周边进气管路、油路或冷却系统管路吹塑产品，该复合材料含有增强填充剂，增加了复合材料的强度和耐高温性能，其原材料丰富廉价，适于推广应用。

Description

一种增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及汽车零部件专用尼龙材料技术领域，具体地，涉及一种增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料及其制备方法。

背景技术

轻量化是汽车工业发展的方向之一。为达到节能降耗、减少排放、提高车速、降低成本的目的，自20世纪90年代以来，采用塑料制成的功能件在汽车中的用量日益增多。塑料易于成型的特点使其被越来越多地用于制造发动机的进气歧管和燃油箱等结构复杂的部件，从而在推动汽车制造技术的进步过程中发挥了重要作用。

一直以来，国内的发动机进气管大都由铝合金或不锈钢制成。而在国外，塑料进气管已得到较为广泛的应用，例如在宝马、奥迪、大众等高档汽车上，均使用了塑料进气管。由于进气管的形状复杂，因此过去常采用铝合金或不锈钢铸造而成，但内壁粗糙，使用时对空气的阻力很大，从而造成噪声大，燃料燃烧不充分，废气排放多。因此，近些年来塑料进气管受到了人们的重视，与传统的金属进气管比较，塑料进气管的重量降低了50%。同时，塑料进气管的气道光滑，空气流动阻力小，改善了发动机的动力性能和排放功能，提高了燃油的利用率，油耗可降低6%～8%。此外，塑料进气管的减振和降噪效果更好。但由于进气歧管一般呈三维结构，普通注塑成型工艺难以实现一次成型，而必须采用吹塑工艺才可一次成型，所以吹塑进气管的生产对可用于吹塑的新材料及吹塑设备的依赖度很高。现有常规可应用于吹塑的材料主要为橡胶弹性体、PP、HDPE等普通塑料，耐热及长期耐老化性能存在很大的局限性，无法满足汽车发动机进气管对材料的相关要求，所以应用相当有局限，无法实现发动机周边管路的全面塑料化。

汽车发动机部件对材料的性能要求较高，要求在-40℃～150℃的反复变化的温度范围内，具有优异的耐热老化、耐燃油、耐各种润滑油、耐化学性、耐落锤冲击性，同时还应具有较好的抗振动性和音频衰减性，因此，尼龙成为首选的材料，但尼龙本以拥有良好的流动性而著称，与吹塑材料要求的高熔体强度是相矛盾的，所以如何提高尼龙材料机械性能、耐热性能和耐化学性能的同时提升熔体强度到吹塑等级水平就成了此新材料的关键课题。

发明内容

为了克服现有技术不足，本发明提供了一种增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料，可用于汽车发动机周边进气管路、油路或冷却系统管路吹塑产品，该复合材料含有增强填充剂，增加了复合材料的强度和耐高温性能，其原材料丰富廉价，适于推广应用。

本发明的技术方案如下：一种增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料，包括组分及各组分的质量百分含量如下:

其中，所述主料选自尼龙6，尼龙66，以及尼龙6/66共聚物或其任意；所述改性剂选自丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚树指（ABS）、高密度聚乙烯（HDPE）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或其任意的混合物；所述弹性体选自聚烯烃弹性体（POE）、热可塑性弹性体（TPE）、三元乙丙橡胶（EPDM）、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝TPE、马来酸酐接枝EPDM或其任意混合物；增强填充剂选自无碱玻璃纤维、滑石粉、硅灰石、高岭土、蒙脱土、碳酸钙、硫酸钡、玻璃微珠或其任意混合物；所述助剂包含耐温抗老化剂、润滑剂、成核剂和增粘剂。

下列各组分在所述增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料总量中的质量百分比为：

所述耐温抗老化剂选自阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、碱金属卤化物或其任意组合物。

所述润滑剂选自硬酯酸钙，乙撑双硬脂酸酰胺、硅酮粉或其任意组合物。

所述成核剂选自滑石粉。

所述增粘剂选自M1251、马来酸酐接枝尼龙6或二者的混合物。。

所述的增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料制备方法，包括如下具体步骤：

步骤A:按配方称量主料、改性剂、弹性体、增强填充剂和助剂；将称量的主料、改性剂和弹性体投入高速混合机，滴入分散油后，混合3～10分钟；

步骤B：将助剂加入高速混料机，混合3～10分钟，得共混物料；

步骤C：将步骤B)所得共混物料与步骤A)称量的增强填充剂混合后投入TE-75双螺杆挤出机，混匀后，熔融挤出，温度在为210℃～285℃，转速为200～400r/min;

步骤D)冷却后切粒筛分；

步骤E）包装。

本发明主料为尼龙6、尼龙66、尼龙6/66共聚物或其任意组合物，其汽油阻隔性能优异，原材料来源丰富，廉价。

本发明所述改性剂选自ABS、HDPE、PBT、PET或其任意组合物。上述改性剂分别为橡胶和聚烯烃树脂，可以大幅提高尼龙的抗冲击性能，同时使熔融黏度-温度特性有较大的改变。同时，这些改性剂含有的某些与汽油不相容官能团的可以提高尼龙材料的汽油阻隔性能，其机械性能、热性能、制品尺寸稳定性也得到较大改进。

然而，上述橡胶和聚烯烃树脂结构相差较大，与尼龙共混时，存在不相容性，即不同的改性材料在共同使用的时候，会互相影响，对某些性能可能有加合作用即比使用单一改性材料提高了某方面的性能，有时则相反有对抗作用即比使用单一改性材料降低了某方面的性能，几方面性能之间有时也会互相牵制和影响，从而影响了共混材料的性能；为此，我们添加了弹性体，如POE、TPE、EPDM或其任意混合物，这些共聚物或接枝物具有相容剂作用，使尼龙主料，改性剂能很好地相容，从而保证复合材料的优异性能。

所述复合材料中还加入了增强填充剂，这样的增强填充剂可大幅度提高所述复合材料的抗冲击强度和耐高温性能。

本发明的有益效果为：本发明所述增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料，其原材料均为普通材料，丰富廉价，通过适合的组合和配比，使制备的复合材料具有良好的吹塑成型性能，优异的抗冲击强度和耐高温性能，适用于汽车发动机周边进气管路、油路或冷却系统管路吹塑产品。

具体实施方式

以下将结合具体实施例，对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于此。

实施例1

一种增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料，包括组分及各组分的质量百分含量如下:

其中，所述主料选自尼龙6，；所述改性剂选自聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的混合物；所述弹性体选自聚烯烃弹性体（POE）；增强填充剂选自无碱玻璃纤维和高岭土的混合物；所述助剂包含耐温抗老化剂、润滑剂、成核剂和增粘剂。下列各组分在所述增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料总量中的质量百分比为：

所述耐温抗老化剂选自阻酚类抗氧剂。所述润滑剂选自硬酯酸钙。所述成核剂选自滑石粉。所述增粘剂选自M1251。

实施例2

一种增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料，包括组分及各组分的质量百分含量如下:

其中，所述主料选自尼龙66，以及尼龙6/66共聚物或其任意；所述改性剂选自丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚树指（ABS）和高密度聚乙烯（HDPE）的混合物；所述弹性体选自热可塑性弹性体（TPE）；增强填充剂选自蒙脱土；所述助剂包含耐温抗老化剂、润滑剂、成核剂和增粘剂。下列各组分在所述增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料总量中的质量百分比为：

所述耐温抗老化剂选自亚磷酸酯类抗氧。所述润滑剂选自乙撑双硬脂酸酰胺和硅酮粉的混合物。所述成核剂选自滑石粉。所述增粘剂选自M1251。

实施例3

一种增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料，包括组分及各组分的质量百分含量如下:

其中，所述主料选自尼龙6/66共聚物；所述改性剂选自丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚树指（ABS）；所述弹性体选自三元乙丙橡胶（EPDM）；增强填充剂选自碳酸钙和硫酸钡的混合物；所述助剂包含耐温抗老化剂、润滑剂、成核剂和增粘剂。下列各组分在所述增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料总量中的质量百分比为：

所述耐温抗老化剂选自碱金属卤化物。所述润滑剂选自硅酮粉。所述成核剂选自滑石粉。所述马来酸酐接枝尼龙6。

实施例4

一种增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料，包括组分及各组分的质量百分含量如下:

其中，所述主料选自尼龙6和尼龙66混合物；所述改性剂选自聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）；所述弹性体选自马来酸酐接枝POE和热可塑性弹性体（TPE）混合物；增强填充剂选自高岭土和玻璃微珠；所述助剂包含耐温抗老化剂、润滑剂、成核剂和增粘剂。下列各组分在所述增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料总量中的质量百分比为：

所述耐温抗老化剂选自阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物。所述润滑剂选自硬酯酸钙和乙撑双硬脂酸酰胺的混合物。所述成核剂选自滑石粉。所述增粘剂选自马来酸酐接枝尼龙6。

实施例5

一种增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料，包括组分及各组分的质量百分含量如下:

其中，所述主料选自尼龙6/66共聚物；所述改性剂选自高密度聚乙烯（HDPE）；所述弹性体选自马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝TPE枝EPDM和三元乙丙橡胶（EPDM）；增强填充剂选自滑石粉和高岭土；所述助剂包含耐温抗老化剂、润滑剂、成核剂和增粘剂。下列各组分在所述增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料总量中的质量百分比为：

所述耐温抗老化剂选自碱金属卤化物。所述润滑剂选自乙撑双硬脂酸酰胺和硅酮粉的混合物。所述成核剂选自滑石粉。所述增粘剂选自M1251。

实施例6

一种增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料，包括组分及各组分的质量百分含量如下:

其中，所述主料选自尼龙6；所述改性剂选自聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）；所述弹性体选自聚烯烃弹性体（POE）、热可塑性弹性体（TPE）和三元乙丙橡胶（EPDM混合物；增强填充剂选自无碱玻璃纤维；所述助剂包含耐温抗老化剂、润滑剂、成核剂和增粘剂。下列各组分在所述增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料总量中的质量百分比为：

所述耐温抗老化剂选自亚磷酸酯类抗氧剂。所述润滑剂选自乙撑双硬脂酸酰胺。所述成核剂选自滑石粉。所述增粘剂选自马来酸酐接枝尼龙6。

实施例7

实施例1-6所述的增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料制备方法，包括如下具体步骤：

步骤A:按配方称量主料、改性剂、弹性体、增强填充剂和助剂；将称量的主料、改性剂和弹性体投入高速混合机，滴入分散油后，混合3～10分钟；

步骤B：将助剂加入高速混料机，混合3～10分钟，得共混物料；

步骤C：将步骤B)所得共混物料与步骤A)称量的增强填充剂混合后投入TE-75双螺杆挤出机，混匀后，熔融挤出，温度在为210℃～285℃，转速为200～400r/min;

步骤D)冷却后切粒筛分；

步骤E）包装。

为了进一步说明本发明所述增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料的性能，申请人对实施7所制备的增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料进行了性能检测，检测项目及结果如表1所示。

表1实施例1-6所述增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料的性能检测

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料，其特征在于，包括组分及各组分的质量百分含量如下:

其中，所述主料选自尼龙6，尼龙66，以及尼龙6/66共聚物或其任意；所述改性剂选自丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚树指（ABS）、高密度聚乙烯（HDPE）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或其任意的混合物；所述弹性体选自聚烯烃弹性体（POE）、热可塑性弹性体（TPE）、三元乙丙橡胶（EPDM）、马来酸酐接枝POE、马来酸酐接枝TPE、马来酸酐接枝EPDM或其任意混合物；增强填充剂选自无碱玻璃纤维、滑石粉、硅灰石、高岭土、蒙脱土、碳酸钙、硫酸钡、玻璃微珠或其任意混合物；所述助剂包含耐温抗老化剂、润滑剂、成核剂和增粘剂。

2.如权利要求1所述的增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料，其特征在于，下列各组分在所述增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料总量中的质量百分比为：

3.如权利要求1所述的增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料，其特征在于，所述耐温抗老化剂选自阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、碱金属卤化物或其任意组合物。

4.如权利要求1所述的增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料，其特征在于，所述润滑剂选自硬酯酸钙，乙撑双硬脂酸酰胺、硅酮粉或其任意组合物。

5.如权利要求1所述的增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料，其特征在于，所述成核剂选自滑石粉。

6.如权利要求1所述的增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料，其特征在于，所述增粘剂选自M1251、马来酸酐接枝尼龙6或二者的混合物。

7.如权利要求1-6任一项所述的增强型尼龙进气管吹塑专用复合材料制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

步骤A:按配方称量主料、改性剂、弹性体、增强填充剂和助剂；将称量的主料、改性剂和弹性体投入高速混合机，滴入分散油后，混合3～10分钟；

步骤B：将助剂加入高速混料机，混合3～10分钟，得共混物料；

步骤C：将步骤B)所得共混物料与步骤A)称量的增强填充剂混合后投入TE-75双螺杆挤出机，混匀后，熔融挤出，温度在为210℃～285℃，转速为200～400r/min;

步骤D)冷却后切粒筛分；

步骤E）包装。