CN104046004A - 汽车水室用耐化学腐蚀尼龙复合材料及其制备方法 - Google Patents

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张如宏
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Abstract

本发明公开了一种汽车水室用耐化学腐蚀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670-80、共聚聚酯20-30、氯化聚乙烯10-15、邻苯二甲酸二丁氧基乙酯8-12、膨胀石墨5-10、明矾粉4-6、磷渣粉4-8、漂珠5-10、改性高岭土15-20、锗石粉6-9、硬脂酸钙2-3、水杨酸铅1-2、异辛酸铈0.5-1.5、硬脂酸正丁酯3-6、OP蜡2-5、鲸蜡硬脂醇1-3、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯1-2、硼酸镁晶须10-15、润滑硅脂4-8、丁基羟基茴香醚1-2、没食子酸丙酯0.5-1。本发明尼龙复合材料具有优异的耐腐蚀性，能耐许多化学物质的腐蚀，且具有良好的耐温性，可以在-40~150℃温度范围内正常工作，同时具有吸水性小，尺寸稳定性好，机械强度高等特点，完全满足汽车水室材料的性能要求。

Description

汽车水室用耐化学腐蚀尼龙复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种汽车水室用耐化学腐蚀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。汽车水室的环境为高低温冷却液环境，因此要求尼龙材料必须能够耐化学药品的腐蚀和具有很好的耐温性，同时对材料的力学性能和尺寸稳定性有较高的要求，保证在装配过程中不发生开裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐化学腐蚀性好、力学性能优异、耐温性好、尺寸稳定性好的尼龙复合材料及其制备方法，以满足汽车水室材料的性能要求。
为实现上述目的。本发明采用的技术方案如下：
一种汽车水室用耐化学腐蚀尼龙复合材料，由以下重量份的原料制成：尼龙670-80、共聚聚酯20-30、氯化聚乙烯10-15、邻苯二甲酸二丁氧基乙酯8-12、膨胀石墨5-10、明矾粉4-6、磷渣粉4-8、漂珠5-10、改性高岭土15-20、锗石粉6-9、硬脂酸钙2-3、水杨酸铅1-2、异辛酸铈0.5-1.5、硬脂酸正丁酯3-6、OP蜡2-5、鲸蜡硬脂醇1-3、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯1-2、硼酸镁晶须10-15、润滑硅脂4-8、丁基羟基茴香醚1-2、没食子酸丙酯0.5-1；
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。
本发明汽车水室用耐化学腐蚀尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将尼龙6、邻苯二甲酸二丁氧基乙酯、膨胀石墨、明矾粉、磷渣粉、水杨酸铅、异辛酸铈、硬脂酸正丁酯、OP蜡、硼酸镁晶须加入开炼机内，在75-85℃混炼3-6min，然后加入余下原料，在90-100℃下混炼2-5min，冷却至40℃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265-295℃之间、主机转速在150-250r/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腐蚀性，能耐许多化学物质的腐蚀，且具有良好的耐温性，可以在-40～150℃温度范围内正常工作，同时具有吸水性小，尺寸稳定性好，机械强度高等特点，完全满足满足汽车水室材料的性能要求。
具体实施方式
一种汽车水室用耐化学腐蚀尼龙复合材料，由以下重量份的原料制成：尼龙675、共聚聚酯25、氯化聚乙烯15、邻苯二甲酸二丁氧基乙酯10、膨胀石墨6、明矾粉5、磷渣粉6、漂珠8、改性高岭土16、锗石粉7、硬脂酸钙2.5、水杨酸铅1.5、异辛酸铈1、硬脂酸正丁酯4、OP蜡3、鲸蜡硬脂醇1.5、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯1、硼酸镁晶须12、润滑硅脂6、丁基羟基茴香醚1.5、没食子酸丙酯1；
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，680℃煅烧1h，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1:1.5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4.5，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、1.5%的司盘-80水浴加热至60℃，搅拌1.5h，过滤，烘干，650℃煅烧2h，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%的硬脂酸和1.5%的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，3000rpm高速搅拌10min，待用；（4）按重量比1:4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%的丙烯酸、5%的醋酸乙烯酯、6%的甲基丙烯酸甲酯、2%的乳化剂OP-10、1.5%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。
汽车水室用耐化学腐蚀尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将尼龙6、邻苯二甲酸二丁氧基乙酯、膨胀石墨、明矾粉、磷渣粉、水杨酸铅、异辛酸铈、硬脂酸正丁酯、OP蜡、硼酸镁晶须加入开炼机内，在75-85℃混炼3-6min，然后加入余下原料，在90-100℃下混炼2-5min，冷却至40℃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265-295℃之间、主机转速在150-250r/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。
上述制得的尼龙复合材料在150℃温度下，能够经受绝大多数化学药品及试剂的侵蚀，有很好的化学稳定性。
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 126
伸长率（%） TSO527 181
弯曲强度（MPa） TSO178 124
弯曲模量（MPa） TSO178 4000
缺口冲击强度（23℃，KJ/m2） TSO180 109
缺口冲击强度（-50℃，KJ/m2） TSO180 42
热变形温度（1.82MPa，℃） TSO75 175

Claims (2)

1.一种汽车水室用耐化学腐蚀尼龙复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：尼龙6 70-80、共聚聚酯 20-30、氯化聚乙烯10-15、邻苯二甲酸二丁氧基乙酯8-12、膨胀石墨 5-10、明矾粉4-6、磷渣粉4-8、漂珠5-10、改性高岭土15-20、锗石粉6-9、硬脂酸钙2-3、水杨酸铅1-2、异辛酸铈0.5-1.5、硬脂酸正丁酯3-6、OP蜡2-5、鲸蜡硬脂醇1-3、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯1-2、硼酸镁晶须10-15、润滑硅脂4-8、丁基羟基茴香醚1-2、没食子酸丙酯 0.5-1；
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所述的汽车水室用耐化学腐蚀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6、邻苯二甲酸二丁氧基乙酯、膨胀石墨、明矾粉、磷渣粉、水杨酸铅、异辛酸铈、硬脂酸正丁酯、OP蜡、硼酸镁晶须加入开炼机内，在75-85℃混炼3-6min，然后加入余下原料，在90-100℃下混炼2-5min，冷却至40℃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265-295℃之间、主机转速在150-250r/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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