CN105713347A - 一种汽车空调传动齿轮用改性材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车空调传动齿轮用改性材料及其制备方法。该发明材料是一种经添加纳米SiO2增强的PEEK改性材料。首先采用热压成型制备了复合材料，然后对其摩擦性能和力学性能进行了表征。结果表明：当纳米SiO2的含量为5wt%时，复合材料的比磨损率最低，为1.03×10-6mm3/（N·m），比纯PEEK降低了70.23%，纳米SiO2/PEEK复合材料的力学性能随着纳米SiO2的含量的增加而下降。当纳米SiO2的含量为5.0wt%时，复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度与纯PEEK相比，分别下降了9.22%、9.97%和4.72%；当纳米SiO2的含量为15.0wt%时，复合材料的力学性能进一步降低。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种汽车空调传动齿轮用改性材料及其制备方法，广泛用于汽车工业领域。
背景技术
节能、减重、低噪音一直是汽车发展所要求的重要指标，聚醚醚酮树脂的轻质、高机械强度、耐热、自润滑等特性恰好满足了汽车行业的需求，可以替代钢族、铝材、铜、钛、聚四氟乙烯（PTFE）以及其他高性能材料的应用。尽管PEEK的综合性能优异，但其某些性能仍然不能满足工程上制作高精度、耐热性、耐磨性、耐腐蚀性、抗疲劳和耐冲击性零部件的要求，尤其是零部件对使用寿命的要求，突出为对PEEK耐磨性能的要求较高为此，因此，研制出国产新型耐磨、耐腐蚀、抗疲劳的高性能PEEK汽车空调压缩机密封环，提高可靠性，延长使用寿命，提高使用性能具有相当大的应用价值与经济效益。
发明内容
本发明制备了一种汽车空调传动齿轮用改性材料，目的是提高PEEK复合材料的耐磨性，提高可靠性，延长使用寿命。本发明采用纳米二氧化硅（SiO2）作为增强材料，经热压成型制备了PEEK复合材料，对其摩擦磨损性能、拉伸、弯曲以及冲击性能的影响，探索改善PEEK复合材料耐磨性能的新途径，从而达到延长PEEK复合材料的使用寿命，降低生产成本的目的。
技术方案：
步骤一：采用KH550处理纳米SiO2，使纳米SiO2的羟基和硅烷偶联剂的酸酐官能团发生了酯化反应，硅烷偶联剂能通过酯键与纳米SiO2联接起来，从而提高了粒子和PEEK基体的界面结合力。
步骤二：去除原料中的水分，在150℃的真空干燥箱中干燥处理6~12h。将干燥后的原料按照配方比例称量后，装入高速混合机中搅拌。配料搅拌是以1500r/min的低速混合15min。
步骤三：搅拌完的配料进行热压成型，成型前对模具进行清洁处理，然后均匀地在模具表面喷上脱模剂。在48×22×33cm的圆筒形模具中装入75g的配料，进行合模，预压4min，压力4.9MPa；之后将配料连同模具放入炉内进行升温熔融，温度为390℃，保温时间为3h；然后将模具重新放入平板硫化机进行模压，模压压力为4.9MPa，保压时间为20min；随之进行风冷降温，开模取样；最后将制备好的样品进行退火处理，在270℃下恒温120min。回火后的样品经机械加工成所需的实验试条。测试摩擦磨损性能的试条是在上述的条件制备的，而力学性能试条则是在170×24×6cm的条形模具，称25g的量；预压压力为7.5MPa，时间3min；模压压力为7.5MPa，保压时间为10min。
具体实例：
下面结合具体实施例对本发明进一步详细说明，但本发明并不局限于以下实施各例：
表1各实施例对应的配方
| 组分 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 纳米SiO2 | 0 | 5 | 10 | 15 |
| PEEK | 100 | 95 | 90 | 85 |
由实验所得数据可知，PEEK及其复合材料的摩擦系数随摩擦时间的增加先上升，之后趋于平稳。纳米SiO2/PEEK复合材料的摩擦系数和比磨损率均随着纳米SiO2的含量的增加均呈先下降后上升的趋势。当纳米SiO2的含量为5.0wt%左右时，PEEK复合材料的比磨损率达到最小值1.03×10-6mm3/（N·m），较纯PEEK降低了70.23%。
纳米SiO2/PEEK复合材料的力学性能随着纳米SiO2的含量的增加而下降。当纳米SiO2的含量为5.0wt%时，复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度与纯PEEK相比，分别下降了9.22%、9.97%和4.72%；当纳米SiO2的含量为15.0wt%时，复合材料的力学性能进一步降低。
Claims (3)
1.一种汽车空调传动齿轮用改性材料的配方组成如下所示：
PEEK85～95%
纳米SiO25～15%。
2.根据权利要求1所述一种汽车空调传动齿轮用改性材料，其特征在于：PEEK（长春吉大特塑工程研究有限公司），平均粒径为7μm，纳米SiO2（南京冠业化工有限公司），平均粒径为20nm。
3.根据权利要求1所述一种汽车空调传动齿轮用改性材料，其特征在于：所述纳米SiO2采用偶联剂KH550进行表面改性处理。
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