CN105331071A - 汽车空调风扇叶轮及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车空调风扇叶轮及其制备方法，该制备方法包括：1)将PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、CPE(氯化聚乙烯)、对叔丁基酚甲醛树脂、纳米石墨、二硫化钨、硅酸锆、谷氨酸、硫代磷酸三苯酯、三聚氰胺、壳聚糖、海泡石粉、硅酸铝纤维、乙基纤维素、所述活化氮化硼、偏硼酸钡、乙硼烷和硅烷偶联剂混合、混炼形成混炼物；2)将混炼物固化成型制得汽车空调风扇叶轮。通过该方法制得的汽车空调具有优异的力学性能，同时该方法步骤简单，原料易得。
Description
技术领域
本发明涉及汽车空调组件，具体地，涉及一种汽车空调风扇叶轮及其制备方法。
背景技术
汽车空调风扇叶轮是汽车空调排风系统中的重要组成部分，主要起到的是换气和散热的作用。由于汽车空调风扇叶轮在工作过程中需要不断地转动才能够起到相应的作用，进而使得汽车空调风扇叶轮与空气的高速摩擦生热。
目前，汽车空调风扇叶轮均由高分子材质制成，在长时间的摩擦生热的过程中，汽车空调风扇叶轮的力学性能呈现出逐渐下降的趋势，长此以往，汽车空调风扇叶轮便会出现裂痕，甚至是断裂的情况的发生。若是出现这种情况，则需维修汽车，不仅需要花费人力，同时也许花费大量的财力，极大地降低了汽车空调的质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车空调风扇叶轮及其制备方法，通过该方法制得的汽车空调具有优异的力学性能，同时该方法步骤简单，原料易得。
为了实现上述目的，本发明提供了一种汽车空调风扇叶轮的制备方法，包括：
1)在电场强度为50-100V/m，电流强度为30-40mA/cm2的条件下，将氮化硼置于胺溶液中进行电场处理，然后过滤制得活化氮化硼；
2)将PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、CPE(氯化聚乙烯)、对叔丁基酚甲醛树脂、纳米石墨、二硫化钨、硅酸锆、谷氨酸、硫代磷酸三苯酯、三聚氰胺、壳聚糖、海泡石粉、硅酸铝纤维、乙基纤维素、活化氮化硼、偏硼酸钡、乙硼烷和硅烷偶联剂混合、混炼形成混炼物；
3)将混炼物固化成型制得汽车空调风扇叶轮。
本发明还提供了一种汽车空调风扇叶轮，该汽车空调风扇叶轮通过上述的方法制备而成。
通过上述技术方案，本发明提供的汽车空调风扇叶轮的制备方法通过PC、ABS、CPE、对叔丁基酚甲醛树脂、纳米石墨、二硫化钨、硅酸锆、谷氨酸、硫代磷酸三苯酯、三聚氰胺、壳聚糖、海泡石粉、硅酸铝纤维、乙基纤维素、所述活化氮化硼、偏硼酸钡、乙硼烷和硅烷偶联剂的协同作用，使得制得的汽车空调风扇叶轮在长时间的工作状态下仍然具有优异的力学性能，进而保证了汽车空调能够长时间的工作以提高其质量。同时，该制备方法步骤简单，原料易得，适合大规模的生产。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种汽车空调风扇叶轮的制备方法，包括：
1)在电场强度为50-100V/m，电流强度为30-40mA/cm2的条件下，将氮化硼置于胺溶液中进行电场处理，然后过滤制得活化氮化硼；
2)将PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、CPE(氯化聚乙烯)、对叔丁基酚甲醛树脂、纳米石墨、二硫化钨、硅酸锆、谷氨酸、硫代磷酸三苯酯、三聚氰胺、壳聚糖、海泡石粉、硅酸铝纤维、乙基纤维素、活化氮化硼、偏硼酸钡、乙硼烷和硅烷偶联剂混合、混炼形成混炼物；
2)将混炼物固化成型制得汽车空调风扇叶轮。
在上述的步骤1)中，各组分的用量可以在宽的范围内选择，为了使得制得的汽车空调风扇叶轮具有更优异的力学性能，优选地，相对于100重量份的PC，ABS的用量为35-85重量份，CPE的用量为22-30重量份，对叔丁基酚甲醛树脂的用量为15-19重量份，纳米石墨的用量为0.5-0.8重量份，二硫化钨的用量为0.5-1.2重量份，硅酸锆的用量为0.7-1.0重量份，谷氨酸的用量为2.5-5重量份，硫代磷酸三苯酯的用量为10-13重量份，三聚氰胺的用量为8-13重量份，壳聚糖的用量为16-19重量份，海泡石粉的用量为5-8重量份，硅酸铝纤维的用量为1.6-2.8重量份，乙基纤维素的用量为2.5-5重量份，所述活化氮化硼的用量为2-9重量份，偏硼酸钡的用量为10-13重量份，乙硼烷的用量为25-30重量份，硅烷偶联剂的用量为0.5-2重量份。
在上述的制备方法中，硅烷偶联剂的具体种类可以在宽的范围内选择，从成本上考虑，优选地，硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570、硅烷偶联剂KH-580、硅烷偶联剂KH-590、硅烷偶联剂KH-902和硅烷偶联剂KH-903中的一种或多种。
在本发明中，纳米石墨的粒径可以在宽的范围内选择，为了使得制得的汽车空调风扇叶轮具有更优异的力学性能，优选地，纳米石墨的粒径为25-50nm。
在本发明中，PC、ABS、CP和对叔丁基酚甲醛树脂的具体种类可以在宽的范围内选择，为了使得制得的汽车空调风扇叶轮具有更优异的力学性能，优选地，PC的重均分子量为5000-20000，ABS的重均分子量为1500-7500，CPE的重均分子量为8000-15000，对叔丁基酚甲醛树脂的软化点为85-120℃。
在上述的步骤1)中，混炼的具体条件可以在宽的范围内选择，为了使得制得的汽车空调风扇叶轮具有更优异的力学性能，优选地，混炼至少满足以下条件：混炼温度为195-205℃，混炼时间为3-4h。
在上述电场处理过程中，胺溶液的种类可以在宽的范围内选择，为了使得氮化硼能够更充分地被活化，优选地，胺溶液选自正丙胺水溶液、正丁胺水溶液、苯胺水溶液和苯甲胺水溶液中的一种或多种。同理，胺溶液的浓度也可以在宽的范围内选择，为了使得氮化硼能够更充分地被活化，更优选地，胺溶液中胺的质量分数为15-35％。
在本发明中，电场处理的条件可以在宽的范围内选择，为了使得氮化硼能够更充分地被活化，优选地，电场处理至少满足以下条件：处理温度为15-35℃，处理时间为50-120min。
在上述的步骤2)中，固化成型可以是本领域中任何一种的高分子组合物的成型方式，可以是注射成型、挤压成型、铸压成型，还可以是吹塑成型和浇铸成型，为了使得制得的汽车空调风扇叶轮具有更优异的力学性能，优选地，固化成型采用注射成型的方式进行。更优选地，注射成型至少满足以下条件：模具温度为165-175℃，注射压力为130-140MPa。
本发明还提供了一种汽车空调风扇叶轮，该汽车空调风扇叶轮通过上述的方法制备而成。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
1)在电场强度为80V/m，电流强度为36mA/cm2的条件下，将氮化硼置于25℃的正丁胺水溶液(正丁胺浓度为25重量％)中进行电场处理75min，然后过滤制得活化氮化硼；
2)将PC(重均分子量为11000)、ABS(重均分子量为6500)、CPE(重均分子量为12000)、对叔丁基酚甲醛树脂(软化点为88℃)、纳米石墨(粒径为35nm)、二硫化钨、硅酸锆、谷氨酸、硫代磷酸三苯酯、三聚氰胺、壳聚糖、海泡石粉、硅酸铝纤维、乙基纤维素、所述活化氮化硼、偏硼酸钡、乙硼烷和硅烷偶联剂KH-590按照100：55：28：18：0.7：1.0：0.9：3.5：12：9：18：7：2.1：3.5：7：12：27：1.7的重量比混合、然后于200℃下混炼3.5h形成混炼物；
3)将上述混炼物注射成型(模具温度为170℃，注射压力为135MPa)制得汽车空调风扇叶轮A1。
实施例2
1)在电场强度为50V/m，电流强度为30mA/cm2的条件下，将氮化硼置于15℃的苯胺水溶液(苯胺浓度为15重量％)中进行电场处理50min，然后过滤制得活化氮化硼；
2)将PC(重均分子量为5000)、ABS(重均分子量为1500)、CPE(重均分子量为8000)、对叔丁基酚甲醛树脂(软化点为85℃)、纳米石墨(粒径为25nm)、二硫化钨、硅酸锆、谷氨酸、硫代磷酸三苯酯、三聚氰胺、壳聚糖、海泡石粉、硅酸铝纤维、乙基纤维素、所述活化氮化硼、偏硼酸钡、乙硼烷和硅烷偶联剂KH-590按照100：35：22：15：0.5：0.5：0.7：2.5：10：8：16：5：1.6：2.5：2：10：25：0.5的重量比混合、然后于195℃下混炼3h形成混炼物；
3)将上述混炼物注射成型(模具温度为165℃，注射压力为130MPa)制得汽车空调风扇叶轮A2。
实施例3
1)在电场强度为100V/m，电流强度为40mA/cm2的条件下，将氮化硼置于35℃的苯甲胺水溶液(苯甲胺浓度为35重量％)中进行电场处理120min，然后过滤制得活化氮化硼；
2)将PC(重均分子量为20000)、ABS(重均分子量为7500)、CPE(重均分子量为15000)、对叔丁基酚甲醛树脂(软化点为120℃)、纳米石墨(粒径为50nm)、二硫化钨、硅酸锆、谷氨酸、硫代磷酸三苯酯、三聚氰胺、壳聚糖、海泡石粉、硅酸铝纤维、乙基纤维素、所述活化氮化硼、偏硼酸钡、乙硼烷和硅烷偶联剂KH-590按照100：85：30：19：0.8：1.2：1.0：5：13：13：19：8：2.8：5：9：13：30：2的重量比混合、然后于205℃下混炼4h形成混炼物；
3)将上述混炼物注射成型(模具温度为175℃，注射压力为140MPa)制得汽车空调风扇叶轮A3。
对比例1
按照实施例1的方法进行汽车空调风扇叶轮B1，不同的是，未使用ABS。
对比例2
按照实施例1的方法进行汽车空调风扇叶轮B2，不同的是，未使用CPE。
对比例3
按照实施例1的方法进行汽车空调风扇叶轮B3，不同的是，未使用对叔丁基酚甲醛树脂。
对比例4
按照实施例1的方法进行汽车空调风扇叶轮B4，不同的是，未使用纳米石墨、二硫化钨和硅酸锆。
对比例5
按照实施例1的方法进行汽车空调风扇叶轮B5，不同的是，未使用谷氨酸、硫代磷酸三苯酯和三聚氰胺。
对比例6
按照实施例1的方法进行汽车空调风扇叶轮B6，不同的是，未使用壳聚糖、海泡石粉和硅酸铝纤维。
对比例7
按照实施例1的方法进行汽车空调风扇叶轮B7，不同的是，未使用乙基纤维素、所述活化氮化硼、偏硼酸钡和乙硼烷。
检测例1
检测上述汽车空调风扇叶轮的拉伸强度(σt1/MPa)、弯曲强度(σ1/MPa)和弯曲模量(E1/MPa)，结果见表1；接着将上述汽车空调风扇叶轮置于110℃下连续旋转5000h，转速为5000r/min，然后继续检测汽车空调风扇叶轮的(σt2/MPa)、弯曲强度(σ2/MPa)和弯曲模量(E2/MPa)，结果见表1。
表1
| σt1/MPa | σt2/MPa | σ1/MPa | σ2/MPa | E1/MPa | E2/MPa | |
| A1 | 93 | 90 | 154 | 150 | 4095 | 3990 |
| A2 | 92 | 89 | 152 | 147 | 4090 | 3995 |
| A3 | 94 | 88 | 154 | 148 | 4095 | 3985 |
| B1 | 85 | 67 | 144 | 112 | 3920 | 3700 |
| B2 | 83 | 63 | 139 | 111 | 3925 | 3615 |
| B3 | 80 | 70 | 141 | 115 | 3937 | 3525 |
| B4 | 78 | 61 | 135 | 119 | 3905 | 3830 |
| B5 | 84 | 65 | 136 | 112 | 4004 | 3770 |
| B6 | 85 | 64 | 129 | 105 | 3955 | 3820 |
| B7 | 81 | 62 | 128 | 101 | 3910 | 3515 |
通过上述实施例、对比例和检测例可知，本发明提供的汽车空调风扇叶轮具有优异的力学性能，并且适合在高温条件下长时间的工作。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种汽车空调风扇叶轮的制备方法，其特征在于，包括：
1)在电场强度为50-100V/m，电流强度为30-40mA/cm2的条件下，将氮化硼置于胺溶液中进行电场处理，然后过滤制得活化氮化硼；
2)将PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、CPE(氯化聚乙烯)、对叔丁基酚甲醛树脂、纳米石墨、二硫化钨、硅酸锆、谷氨酸、硫代磷酸三苯酯、三聚氰胺、壳聚糖、海泡石粉、硅酸铝纤维、乙基纤维素、所述活化氮化硼、偏硼酸钡、乙硼烷和硅烷偶联剂混合、混炼形成混炼物；
3)将所述混炼物固化成型制得所述汽车空调风扇叶轮。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，相对于100重量份的所述PC，所述ABS的用量为35-85重量份，所述CPE的用量为22-30重量份，所述对叔丁基酚甲醛树脂的用量为15-19重量份，所述纳米石墨的用量为0.5-0.8重量份，所述二硫化钨的用量为0.5-1.2重量份，所述硅酸锆的用量为0.7-1.0重量份，所述谷氨酸的用量为2.5-5重量份，所述硫代磷酸三苯酯的用量为10-13重量份，所述三聚氰胺的用量为8-13重量份，所述壳聚糖的用量为16-19重量份，所述海泡石粉的用量为5-8重量份，所述硅酸铝纤维的用量为1.6-2.8重量份，所述乙基纤维素的用量为2.5-5重量份，所述活化氮化硼的用量为2-9重量份，所述偏硼酸钡的用量为10-13重量份，所述乙硼烷的用量为25-30重量份，所述硅烷偶联剂的用量为0.5-2重量份。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560、硅烷偶联剂KH-570、硅烷偶联剂KH-580、硅烷偶联剂KH-590、硅烷偶联剂KH-902和硅烷偶联剂KH-903中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述纳米石墨的粒径为25-50nm；所述PC的重均分子量为5000-20000，所述ABS的重均分子量为1500-7500，所述CPE的重均分子量为8000-15000，所述对叔丁基酚甲醛树脂的软化点为85-120℃。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，在步骤1)中，所述混炼至少满足以下条件：混炼温度为195-205℃，混炼时间为3-4h。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述胺溶液选自正丙胺水溶液、正丁胺水溶液、苯胺水溶液和苯甲胺水溶液中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述胺溶液中胺的质量分数为15-35％。
8.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，所述电场处理至少满足以下条件：处理温度为15-35℃，处理时间为50-120min。
9.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，在步骤2)中，所述固化成型采用注射成型的方式进行，并且，所述注射成型至少满足以下条件：模具温度为165-175℃，注射压力为130-140MPa。
10.一种汽车空调风扇叶轮，其特征在于，所述汽车空调风扇叶轮通过权利要求1-9中任意一项所述的方法制备而成。
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