CN104046003A - 耐低温汽车尼龙复合材料及其制备方法 - Google Patents

耐低温汽车尼龙复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐低温汽车尼龙复合材料及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：尼龙1145-65、尼龙101030-40、聚甲醛15-20、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]17-23、尼龙酸二异丁酯12-18、六钛酸钾晶须10-15、硅酸锆4-7、异鲸蜡醇棕榈酸酯2.5-4.5、羟基硬脂酸2-3、月桂酸钡皂1-2、肉豆蔻酸钡皂1-2、间苯二酚单苯甲酸酯10-15、维生素E3-6、二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯2-4、对叔丁基苯甲酸羟基铝1-2、3，4-二甲基二亚苄基山梨糖醇1.5-2.5、油页岩渣10-15、煅烧陶土8-12、重晶石粉5-10、改性高岭土10-15。本发明尼龙复合材料具有优异的耐低温性能，在-50℃低温下仍然可以正常使用，还具有较高的冲击强度、韧性、弯曲强度和刚性，有效提高了尼龙材料的使用寿命，拓宽了尼龙材料的应用范围。

Description

耐低温汽车尼龙复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐低温汽车尼龙复合材料及其制备方法，属于尼龙材料领域。
背景技术
近几十年来，汽车工业迅速发展，汽车研究的主要方向是轻量、节能降耗、减少排放以及改进安全性能，采用塑料制成的功能件在汽车中的应用愈来愈广泛。尼龙由于强度高、耐热、耐油、耐化学药品、自润滑、自熄、抗震、防噪音、易加工、可回收利用、来源充足等优异的综合性能，在汽车上的应用得到很大发展。目前市场用于汽车的尼龙材料韧性在低温条件下容易出现低温脆性，导致其无法应用于寒冷地区或严寒天气，大大限制了其应用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐低温汽车尼龙复合材料及其制备方法，提高其耐低温性能，拓宽其应用范围。
为实现上述目的。本发明采用的技术方案如下：
一种耐低温汽车尼龙复合材料，由以下重量份的原料制成：尼龙1145-65、尼龙101030-40、聚甲醛15-20、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]17-23、尼龙酸二异丁酯12-18、六钛酸钾晶须10-15、硅酸锆4-7、异鲸蜡醇棕榈酸酯2.5-4.5、羟基硬脂酸2-3、月桂酸钡皂1-2、肉豆蔻酸钡皂1-2、间苯二酚单苯甲酸酯10-15、维生素E3-6、二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯2-4、对叔丁基苯甲酸羟基铝1-2、3，4-二甲基二亚苄基山梨糖醇1.5-2.5、油页岩渣10-15、煅烧陶土8-12、重晶石粉5-10、改性高岭土10-15；
所述改性高岭土的制备方法如下：(1)将高岭土放入浓度为20％的盐酸溶液中浸泡1-2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，620-680℃煅烧1-2h，自然冷却至室温，粉碎，过筛，加水超声分散制成浓度为45-55％的悬浮液，待用；(2)按摩尔比1:1-2的比例将钛酸丁酯、正硅酸乙酯溶于2-3倍量无水乙醇，用浓度为15％冰醋酸溶液调节PH至4-5，磁力搅拌1-2h，得到胶体溶液；(3)按质量比1:1.5-2将步骤(1)制得的悬浮液与步骤(2)制得的胶体溶液混合均匀，再加入混合液重量3-5％的纳米碳化硅、2-4％的硫酸锌、1-2％的司盘-80水浴加热至50-60℃，搅拌1-2h，过滤，烘干，650-700℃煅烧1-2h，自然冷却至室温，加入相当于高岭土重量3-5％的甲基丙烯酸缩水甘油酯、2-3％的硬脂酸和1-2％的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，2000-3000rpm高速搅拌10-15min，待用；(4)按重量比1:3-4的比例称取步骤(3)处理后的高岭土和固含量为45％丁苯胶乳，混合均匀，然后加入相当于丁苯乳液重量10-15％的丙烯酸、5-10％的醋酸乙烯酯、3-6％的甲基丙烯酸甲酯、2-3％的乳化剂OP-10、1-2％的十二烷基硫酸钠和1-2％的过硫酸钾，水浴加热至70-80℃，搅拌2-3h，静置20-30min，过滤，烘干即可。
本发明耐低温汽车尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将尼龙11、尼龙1010、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]、六钛酸钾晶须、异鲸蜡醇棕榈酸酯、间苯二酚单苯甲酸酯、对叔丁基苯甲酸羟基铝、3，4-二甲基二亚苄基山梨糖醇、油页岩渣、改性高岭土加入开炼机内，在85-95℃混炼3-5min，然后加入余下原料，在100-110℃下混炼2-4min，冷却至50℃以下时出料；
(2)将混炼好的物料投入双螺杆挤出机内，在各区加工温度设置在265-290℃之间、主机转速在150-200r/min下共混、挤出，冷却后经切粒机切粒，粒料再经干燥、筛选、包装即得成品。
本发明有益效果：
本发明尼龙复合材料具有优异的耐低温性能,在-50℃低温下仍然可以正常使用,还具有较高的冲击强度、韧性、弯曲强度和刚性,有效提高了尼龙材料的使用寿命，拓宽了尼龙材料的应用范围。
具体实施方式
一种耐低温汽车尼龙复合材料，由以下重量份的原料制成：尼龙1155、尼龙101035、聚甲醛20、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]20、尼龙酸二异丁酯16、六钛酸钾晶须12、硅酸锆6、异鲸蜡醇棕榈酸酯3.5、羟基硬脂酸2.5、月桂酸钡皂1、肉豆蔻酸钡皂2、间苯二酚单苯甲酸酯10、维生素E4、二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯3、对叔丁基苯甲酸羟基铝1.5、3，4-二甲基二亚苄基山梨糖醇2、油页岩渣15、煅烧陶土10、重晶石粉8、改性高岭土12；
所述改性高岭土的制备方法如下：(1)将高岭土放入浓度为20％的盐酸溶液中浸泡2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，660℃煅烧1.5h，自然冷却至室温，粉碎，过筛，加水超声分散制成浓度为50％的悬浮液，待用；(2)按摩尔比1:1的比例将钛酸丁酯、正硅酸乙酯溶于2倍量无水乙醇，用浓度为15％冰醋酸溶液调节PH至5，磁力搅拌2h，得到胶体溶液；(3)按质量比1:1.5将步骤(1)制得的悬浮液与步骤(2)制得的胶体溶液混合均匀，再加入混合液重量4％的纳米碳化硅、3％的硫酸锌、1％的司盘-80水浴加热至60℃，搅拌1h，过滤，烘干，700℃煅烧1h，自然冷却至室温，加入相当于高岭土重量4％的甲基丙烯酸缩水甘油酯、2.5％的硬脂酸和1.5％的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，2000rpm高速搅拌15min，待用；(4)按重量比1:3的比例称取步骤(3)处理后的高岭土和固含量为45％丁苯胶乳，混合均匀，然后加入相当于丁苯乳液重量15％的丙烯酸、5％的醋酸乙烯酯、4％的甲基丙烯酸甲酯、2％的乳化剂OP-10、1％的十二烷基硫酸钠和1％的过硫酸钾，水浴加热至80℃，搅拌2h，静置20min，过滤，烘干即可。
耐低温汽车尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将尼龙11、尼龙1010、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]、六钛酸钾晶须、异鲸蜡醇棕榈酸酯、间苯二酚单苯甲酸酯、对叔丁基苯甲酸羟基铝、3，4-二甲基二亚苄基山梨糖醇、油页岩渣、改性高岭土加入开炼机内，在85-95℃混炼3-5min，然后加入余下原料，在100-110℃下混炼2-4min，冷却至50℃以下时出料；
(2)将混炼好的物料投入双螺杆挤出机内，在各区加工温度设置在265-290℃之间、主机转速在150-200r/min下共混、挤出，冷却后经切粒机切粒，粒料再经干燥、筛选、包装即得成品。
本实施例制得的尼龙复合材料的性能检测如下表所示：
项目 测试标准 测试结果
拉伸强度(MPa) TSO527 127
伸长率(％) TSO527 179
弯曲强度(MPa) TSO178 131
弯曲模量(MPa) TSO178 3900
缺口冲击强度(23℃，KJ/m2) TSO180 118
缺口冲击强度(-50℃，KJ/m2) TSO180 56
热变形温度(1.82MPa，℃) TSO75 172

Claims (2)

1.一种耐低温汽车尼龙复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：尼龙11 45-65、尼龙1010 30-40、聚甲醛 15-20、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯] 17-23、尼龙酸二异丁酯 12-18、六钛酸钾晶须 10-15、硅酸锆 4-7、异鲸蜡醇棕榈酸酯2.5-4.5、羟基硬脂酸2-3、月桂酸钡皂1-2、肉豆蔻酸钡皂1-2、间苯二酚单苯甲酸酯 10-15、维生素E3-6、二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯2-4、 对叔丁基苯甲酸羟基铝 1-2、3，4-二甲基二亚苄基山梨糖醇1.5-2.5、油页岩渣10-15、煅烧陶土8-12、重晶石粉5-10、改性高岭土 10-15；
所述改性高岭土的制备方法如下：（1）将高岭土放入浓度为20%的盐酸溶液中浸泡1-2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，620-680℃煅烧1-2h，自然冷却至室温，粉碎，过筛，加水超声分散制成浓度为45-55%的悬浮液，待用；（2）按摩尔比1:1-2的比例将钛酸丁酯、正硅酸乙酯溶于2-3倍量无水乙醇，用浓度为15%冰醋酸溶液调节PH至4-5，磁力搅拌1-2h，得到胶体溶液；（3)按质量比1:1.5-2将步骤（1）制得的悬浮液与步骤（2）制得的胶体溶液混合均匀，再加入混合液重量3-5%的纳米碳化硅、2-4%的硫酸锌、1-2%的司盘-80水浴加热至50-60℃，搅拌1-2h，过滤，烘干，650-700℃煅烧1-2h，自然冷却至室温，加入相当于高岭土重量3-5%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、2-3%的硬脂酸和1-2%的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，2000-3000rpm高速搅拌10-15min，待用；（4）按重量比1:3-4的比例称取步骤（3）处理后的高岭土和固含量为45%丁苯胶乳，混合均匀，然后加入相当于丁苯乳液重量10-15%的丙烯酸、5-10%的醋酸乙烯酯、3-6%的甲基丙烯酸甲酯、2-3%的乳化剂OP-10、1-2%的十二烷基硫酸钠和1-2%的过硫酸钾，水浴加热至70-80℃，搅拌2-3h，静置20-30min，过滤，烘干即可。
2.如权利要求1所述的耐低温汽车尼龙复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将尼龙11、尼龙1010、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]、六钛酸钾晶须、异鲸蜡醇棕榈酸酯、间苯二酚单苯甲酸酯、对叔丁基苯甲酸羟基铝、3，4-二甲基二亚苄基山梨糖醇、油页岩渣、改性高岭土加入开炼机内，在85-95℃混炼3-5min，然后加入余下原料，在100-110℃下混炼2-4min，冷却至50℃以下时出料；
（2）将混炼好的物料投入双螺杆挤出机内，在各区加工温度设置在265-290℃之间、主机转速在150-200r/min下共混、挤出，冷却后经切粒机切粒，粒料再经干燥、筛选、包装即得成品。
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