CN104479345A - 尼龙复合材料、其制备方法及制动踏板 - Google Patents

尼龙复合材料、其制备方法及制动踏板 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种尼龙复合材料、其制备方法及制动踏板，其中尼龙复合材料以重量份计，包括以下成分：尼龙6：100份、尼龙66：10～20份、尼龙1010：10～20份、聚苯醚：60～90份以及碳纤维：50～70份，通过利用尼龙6、尼龙6610、尼龙1010以及聚苯醚四者之间的协同效应，制造的尼龙复合材料密度显著地低于金属材料的密度，且具有良好的强度、模量以及韧性。

Description

尼龙复合材料、其制备方法及制动踏板
技术领域
本发明涉及汽车制造领域，尤其涉及一种尼龙复合材料、其制备方法及制动踏板。
背景技术
汽车的制动踏板现有技术中为金属材料制备，金属材料制备的制动踏板密度太大，造成汽车重量较重，并且无法满足节能减排的需求。现有技术的复合材料虽然满足密度低的要求，但是它们的强度低、模量小、韧性弱，从而无法满足制动踏板对安全性的要求。
因此，亟需采用一种同时能够具有低密度、高强度、大模量和强韧性等特性的复合材料来代替金属材料。
发明内容
本发明提供一种尼龙复合材料、其制备方法及制动踏板，从而提高制动踏板的强度、模量以及韧性。
第一方面，本发明实施例提供了一种尼龙复合材料，以重量份计，包括以下成分：尼龙6：100份、尼龙66：10～20份、尼龙1010：10～20份、聚苯醚：60～90份以及碳纤维：50～70份。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能实施方式中，所述尼龙复合材料，以重量份计，还包括以下任一成分或者至少两种的组合成分：增韧剂：1～5份、抗氧剂：1～5份、相容剂：1～5份、阻燃剂：1～5份、偶联剂：1～5份。
结合第一方面或第一方面的第一种可能实施方式，在第一方面的第二种可能实施方式中，所述增韧剂为：苯乙烯-丁二烯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、乙烯-酸酯 乙烯酯共聚物中的一种或多种。
结合第一方面或第一方面的第一种可能实施方式，在第一方面的第三种可能实施方式中，所述的相容剂为PE-g-ST、PP-g-ST、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、PP-g-MAH中的一种或多种。
第二方面，本发明实施例提供了一种制备尼龙复合材料的方法，包括：均匀混合尼龙6、尼龙66、尼龙1010、聚苯醚得到混合物，将所述混合物加入至双螺杆挤出机的主喂料料斗中，在所述双螺杆挤出机的碳纤维喂料口加入碳纤维，进行挤出得到所述尼龙复合材料。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能实施方式中，在所述双螺杆挤出机的碳纤维喂料口加入碳纤维之前，还包括：将增韧剂、抗氧剂、相容剂、阻燃剂和偶联剂中的任一成分或者至少两种的组合成分与所述均匀混合尼龙6、尼龙66、尼龙1010、聚苯醚得到混合物混合后加入至所述双螺杆挤出机的主喂料料斗中。
第三方面，本发明实施例提供了一种制动踏板，所述制动踏板由所述的尼龙复合材料通过注塑成型制备得到。
本发明了提供一种尼龙复合材料、其制备方法及制动踏板，其中尼龙复合材料以重量份计，包括以下成分：尼龙6：100份、尼龙66：10～20份、尼龙1010：10～20份、聚苯醚：60～90份以及碳纤维：50～70份，从而使得制造的尼龙复合材料密度显著地低于金属材料的密度，且具有良好的强度、模量以及韧性。
具体实施方式
实施例一：
一种尼龙复合材料，以重量份计，包括以下成分：尼龙6：100份、尼龙66：10～20份、尼龙1010：10～20份、聚苯醚：60～90份以及碳纤维：50～70 份。
可选地，还包括以下任一成分或者至少两种的组合成分：增韧剂：1～5份、抗氧剂：1～5份、相容剂：1～5份、阻燃剂：1～5份、偶联剂：1～5份。
其中，所述增韧剂为：苯乙烯-丁二烯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、乙烯-酸酯乙烯酯共聚物中的一种或多种。所述相容剂为PE-g-ST、PP-g-ST、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、PP-g-MAH中的一种或多种，这些相容剂借助于分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一体，进而得到稳定的共混物的助剂。
本发明利用尼龙6、尼龙6610、尼龙1010以及聚苯醚四者之间的协同效应，制造的尼龙复合材料密度显著地低于金属材料的密度，且强度、模量以及韧性等性能均优异。
举个实例： 
方案一、一种尼龙复合材料，以重量份计，包括以下成分：尼龙6：100份、尼龙66：15份、尼龙1010：12份、聚苯醚：75份、碳纤维：60份。
方案二、一种尼龙复合材料，以重量份计，包括以下成分：尼龙6：100份、尼龙1010：12份、聚苯醚：75份、碳纤维：60份。(即与上面方案一比较而言，不含有尼龙66)。
方案三、一种尼龙复合材料，以重量份计，包括以下成分：尼龙6：100份、尼龙66：15份、聚苯醚：75份、碳纤维：60份。(即与上面方案一比较而言，不含有尼龙1010)。
方案四、一种尼龙复合材料，以重量份计，包括以下成分：尼龙6：100份、尼龙66：15份、尼龙1010：12份、碳纤维：60份。(即与上面方案一比较而言，不含有聚苯醚)。
方案五、一种尼龙复合材料，以重量份计，包括以下成分：尼龙6：100份、聚苯醚：75份、碳纤维：60份。(即与上面方案一比较而言，不含有尼龙66和尼龙1010)。
方案六、一种尼龙复合材料，以重量份计，包括以下成分：尼龙6：100份、尼龙1010：12份、碳纤维：60份。(即与上面方案一比较而言，不含有尼龙66和聚苯醚)。
方案七、一种尼龙复合材料，以重量份计，包括以下成分：尼龙6：100 份、尼龙66：15份、碳纤维：60份。(即与上面方案一比较而言，不含有尼龙1010和聚苯醚)。
方案八、一种尼龙复合材料，以重量份计，包括以下成分：尼龙6：100份、碳纤维：60份。(即与上面方案一比较而言，不含有尼龙66、尼龙1010和聚苯醚)。
采用表格形式对上述八种情况制备得到的汽车制动踏板进行性能测试，结果如下：
由此可见，同时含有尼龙6、尼龙66、尼龙1010以及聚苯醚的方案一的技术效果显著优于方案二至方案八，另外，现有技术一采用的尼龙复合材料由尼龙6：55份，聚丙烯腈基碳纤维：30份，苯乙烯-丁二烯共聚物：10.6份，抗氧剂1010：0.4份，色母粒：1份，马来酸酐：3份组合而成，然而该方案得到的密度1.41大于方案一得到的密度1.35，拉伸强度323却是小于方案一的325，弯曲强度425同样小于方案一的426，缺口冲击强度6.2小于方案一的8.1。现有技术二所提供的尼龙复合材料由：尼龙11：60份，聚丙烯腈碳纤维18.4份，乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物：20份，抗氧剂168：0.3份，色母粒：0.8份，铝酸酯偶联剂：0.5份组成而成，即使它的密度与方案一所提供的复合材料的密度相同，但是现有技术二中所提供的复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度均小于方案一中的对应参数。综上所述，方案一通过利用尼龙6、尼龙6610、尼龙1010以及聚苯醚 四者之间的协同效应，制造的尼龙复合材料密度显著地低于金属材料的密度，且强度、模量以及韧性等性能均优异。
可选地，一种制动踏板，所述制动踏板由所述的尼龙复合材料通过注塑成型制备得到。
该制动踏板由于采用了本发明所提供的尼龙复合材料，从而明显减轻了制动踏板的重量，并且具有良好的强度、模量以及韧性，保证了制动踏板的安全性要求。
本实施例提供了一种尼龙复合材料，包括以下成分：尼龙6：100份、尼龙66：10～20份、尼龙1010：10～20份、聚苯醚：60～90份以及碳纤维：50～70份。通过利用尼龙6、尼龙6610、尼龙1010以及聚苯醚四者之间的协同效应，制造的尼龙复合材料密度显著地低于金属材料的密度，且具有良好的强度、模量以及韧性。同时，采用该材料制备得到的汽车制动踏板的疲劳试验、静强度试验、盐雾试验以及温度适应性等性能指标均能满足汽车零部件的需求。
实施例二： 
一种制备实施例一所述的尼龙复合材料的方法，包括均匀混合尼龙6、尼龙66、尼龙1010、聚苯醚得到混合物；将所述混合物加入至双螺杆挤出机的主喂料料斗中，在所述双螺杆挤出机的碳纤维喂料口加入碳纤维，进行挤出得到所述尼龙复合材料。
可选地，在所述双螺杆挤出机的碳纤维喂料口加入碳纤维之前，还包括：将增韧剂、抗氧剂、相容剂、阻燃剂和偶联剂中的任一成分或者至少两种的组合成分与所述均匀混合尼龙6、尼龙66、尼龙1010、聚苯醚得到混合物混合后加入至所述双螺杆挤出机的主喂料料斗中。
本实施例提供的制备尼龙复合材料的方法可以用于制备尼龙复合材料，制造的尼龙复合材料密度显著地低于金属材料的密度，且具有良好的强度、模量以及韧性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种尼龙复合材料，其特征在于，以重量份计，包括以下成分：尼龙6：100份、尼龙66：10～20份、尼龙1010：10～20份、聚苯醚：60～90份以及碳纤维：50～70份。
2.根据权利要求1所述的尼龙复合材料，其特征在于，以重量份计，还包括以下任一成分或者至少两种的组合成分：增韧剂：1～5份、抗氧剂：1～5份、相容剂：1～5份、阻燃剂：1～5份、偶联剂：1～5份。
3.根据权利要求1或2所述的尼龙复合材料，其特征在于，所述增韧剂为：苯乙烯-丁二烯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、乙烯-酸酯乙烯酯共聚物中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的尼龙复合材料，其特征在于，所述相容剂为PE-g-ST、PP-g-ST、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、PP-g-MAH中的一种或多种。
5.一种制备权利要求1-4任一项所述的尼龙复合材料的方法，其特征在于，包括：均匀混合尼龙6、尼龙66、尼龙1010、聚苯醚得到混合物，将所述混合物加入至双螺杆挤出机的主喂料料斗中，在所述双螺杆挤出机的碳纤维喂料口加入碳纤维，进行挤出得到所述尼龙复合材料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述双螺杆挤出机的碳纤维喂料口加入碳纤维之前，还包括：将增韧剂、抗氧剂、相容剂、阻燃剂和偶联剂中的任一成分或者至少两种的组合成分与所述均匀混合尼龙6、尼龙66、尼龙1010、聚苯醚得到混合物混合后加入至所述双螺杆挤出机的主喂料料斗中。
7.一种制动踏板，其特征在于，所述制动踏板由权利要求1-4任一项所述的尼龙复合材料通过注塑成型制备得到。
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