CN107400354A

CN107400354A - 一种汽车散热器出水室

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Publication number: CN107400354A
Application number: CN201710579666.0A
Authority: CN
Inventors: 童叟悦; 张东明
Original assignee: Yinzhou Ningbo Hongyan Auto Fittings Factory
Current assignee: Yinzhou Ningbo Hongyan Auto Fittings Factory
Priority date: 2017-07-17
Filing date: 2017-07-17
Publication date: 2017-11-28
Anticipated expiration: 2037-07-17
Also published as: CN107400354B

Abstract

本发明涉及汽车散热器的零部件技术领域，具体涉及一种汽车散热器出水室。所述出水室的材料由以下重量份原料组成：尼龙：60‑80份，聚碳酸酯微粉：15‑28份，玻璃纤维：18‑32份，抗水解剂：0.5‑2份，其它助剂：0‑2份。所述聚碳酸酯微粉含有镧系稀土化合物。本发明引入经镧系稀土化合物处理的聚碳酸酯(PC)微粉，通过材料的优化，使得出水室具有优异的力学性能和耐水解性。

Description

一种汽车散热器出水室

技术领域

本发明涉及汽车散热器的零部件技术领域，具体涉及一种汽车散热器出水室。

背景技术

汽车发动机冷却系统主要由汽车散热器、风扇、冷却水套、水泵和节温器组成，散热器位于整个冷却系统的前端，是发动机强制循环冷却系统的很重要的部分，由进水室、出水室及散热器芯三部分组成。汽车进出水室是汽车散热器的重要组成部分，该汽车进出水室一般设置在散热器的上部和下部，其作用是用于缓冲流入散热器芯体内的冷却水，并将散热器冷却后的冷却水重新输送至发动机保证发动机的散热效果。

聚酰胺，又称尼龙，是一种热塑性高分子聚合物，具有强度高、耐磨、耐溶剂、自润滑性好和使用温度范围广等优点，是用途比较广泛的工程塑料之一。但尼龙也存在吸水率高，热变形温度低，强度低的缺点，限制了其应用。通常采用填料填充改性的方法来改善尼龙的力学性能以及尺寸稳定性等，如使用玻璃纤维、碳纤维、高岭土、滑石等无机物填料填充尼龙可以明显提高材料的力学性能，但利用这些无机填料增强尼龙也存在如下不足：填料与基体材料的性质差异大、界面相互作用弱，导致材料冲击强度下降；且由于填料的填充量很大，使得复合材料的比重大幅度提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车散热器的出水室，通过出水室材料的优化，赋予出水室良好的力学性能以及耐水解性，延长使用寿命。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种汽车散热器出水室，出水室的材料由以下重量份原料组成：

尼龙：60-80份，

聚碳酸酯微粉：15-28份，

玻璃纤维：18-32份，

抗水解剂：0.5-2份，

其它助剂：0-2份。

本发明在玻璃纤维补强尼龙体系中，引入聚碳酸酯(PC)微粉部分代替玻璃纤维，实现对尼龙的杂化增强，在一定程度上解决玻璃纤维补强尼龙引起的问题。玻璃纤维加入基体中，易于聚集、缠绕甚至结团，形成极不规则的团聚体，减弱玻璃纤维与基体之间相互作用，不利于玻璃纤维在尼龙基体中均匀分散，因而玻璃纤维不能形成稳固的填料网络结构，也就不能发挥玻璃纤维的增强效果。引入PC微粉代替部分玻璃纤维，降低玻璃纤维的自身团聚趋势，促进其在尼龙中的均匀分散，形成稳固的填料网络结构。且PC微粉在尼龙基体中呈纤维状或薄片状结构，自身在基体中的均匀分散，可以形成增强网络。PC微粉和尼龙基体界面结合紧密，有效改善玻璃纤维与尼龙基体相容性。

作为优选，所述尼龙为尼龙6、尼龙66和尼龙610的一种或多种。进一步优选，所述尼龙为尼龙6和尼龙66的共混物，尼龙6和尼龙66的质量比为1：(0.5-2)，尼龙共混物分子内和分子间产生的氢键作用力增强，有效提高尼龙强度。

作为优选，所述聚碳酸酯微粉与玻璃纤维质量比为1：(1-1.5)。我们的实验表明，在这个配比下的材料具有最优的力学性能。

作为优选，所述聚碳酸酯微粉含有镧系稀土化合物。镧系稀土化合物均匀分散于PC体内，与聚碳酸酯C、H和O反应，形成均匀的网络结构，提高力学性能。含有镧系稀土化合物的PC微粉，活性高，与尼龙相容性良好，有利于各组元在界面处的相互作用及相互润湿，使整个材料体系处于最稳状态。

作为优选，所述聚碳酸酯微粉的制备过程为：将聚碳酸酯与镧系稀土化合物的乙醇溶液混合，在高压反应釜中，于105-130℃下搅拌20-40min，冷却出料，过滤干燥后，与助磨剂均匀混合，加入磨盘形力化学反应器，循环碾磨后制得聚碳酸酯微粉。上述助磨剂为SiO₂、TiO₂、A1₂O₃、铁粉、铜粉、锌粉、BaSO₄、CaCO₃、硅灰石、高岭土、蒙脱土、石英、云母或石墨中的一种或多种。

作为优选，所述镧系稀土化合物占聚碳酸酯质量的0.01-0.05％。

作为优选，所述镧系稀土化合物为氯化镧、硬脂酸镧和氧化镧中的一种或多种。

作为优选，所述聚碳酸酯微粉粒径为30-100μm。

作为优选，所述玻璃纤维长度为1-30mm，直径5-20μm。玻璃纤维的尺寸越大，其增强效果越佳，但是长玻璃纤维在基体中分散不均匀，容易外露，影响玻纤的增强效果以及降低制品的光洁度。所以综合考量，选择玻璃纤维长度为1-30mm，直径5-20μm。玻璃纤维可为经过表面处理的玻璃纤维。表面处理为常规的技术手段，如使用有机硅烷类偶联剂、有机钛酸酯类偶联剂对玻璃纤维进行表面处理，经表面处理后，玻璃纤维与尼龙相容性提高，提高力学性能。

作为优选，所述抗水解剂为脂肪族二环氧化合物、碳化二亚胺化合物、噁唑啉化合物中的任意一种或几种。所述脂肪族二环氧化合物为3,4-环氧己烷甲酸-3,4-环氧己烷酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、1,2,7,8-二环氧辛烷和二氧化乙烯基环已烯中的一种或多种。碳化二亚胺化合物可以是单体碳化二亚胺或聚碳化二亚胺，本发明中优选的是单体碳化二亚胺，是小分子化合物。单体碳化二亚胺化合物包括N，N’-二-2，6-二异丙苯碳化二亚胺，N，N’-二-2，6-二乙苯基碳化二亚胺，N，N’-二-2，4，6-三异丙苯基碳化二亚胺，N，N’-二-对硝基苯碳化二亚胺，N，N’-二-2-二邻异丁苯基碳化二亚胺，二异丙基碳化二亚胺，N，N’一二环己基碳二亚胺，二甲基碳化二亚胺，二辛基碳化二亚胺等。所述噁唑啉化合物包括单噁唑啉化合物，如2-甲基-2-噁唑啉，2-乙基-2-噁唑啉，2-丙基-2-噁唑啉，2-丁基-2-噁唑啉，以及双噁唑啉化合物，如2，2’-(1，3-亚苯基)-二噁唑啉，2，2’-(1，4-亚苯基)-二噁唑啉，2，2’-(1，2-亚苯基)-二噁唑啉，本发明优选双噁唑啉化合物2，2’-(1，4-亚苯基)-二噁唑啉。

抗水解剂可以单独使用，也可以组合使用，本发明优选采用脂肪族二环氧化合物与双噁唑啉化合物组合使用。脂肪族二环氧化合物与尼龙分子的胺基反应，双噁唑啉化合物主要跟羧基反应，两种化合物的复合使用，可以有效对尼龙的胺基和羧基进行封端处理，从而提高尼龙体系的耐水性能。封端反应后，尼龙分子的柔软性增加，提高尼龙的韧性。

作为优选，其它助剂为抗氧剂、热稳定剂、润滑剂中的一种或多种。所述抗氧剂为聚磷酸盐、正磷酸盐、硬脂酸钾、氟磷灰石、三乙胺中的一种或多种；所述热稳定剂为硬脂酸盐、苯甲酸盐、β-二酮、异辛酸镧、蓖麻油酸锌、高熔点多元醇中的一种或多种；所述润滑剂为聚乙二醇、硬脂酸钡、聚丙烯酰胺、偏硼酸钙、水杨酸盐中的一种或多种。

所述出水室材料的制备方法，包括以下步骤：按照重量份数称取原料后，除玻璃纤维外，将其它原料放入高混机中混合3-5min；然后将玻璃纤维加入混合原料中，置入双螺杆挤出机内，挤出造粒。其中，双螺杆挤出机转速为50-150r/min，双螺杆挤出机的一区温度为260-275℃，二区温度为260-280℃，三区温度为260-280℃，四区温度为270-290℃，五区温度为270-290℃，六区温度为275-290℃，七区温度为275-295℃，八区温度为275-295℃，九区温度为270-290℃。

本发明引入经镧系稀土化合物处理的聚碳酸酯(PC)微粉部分代替玻璃纤维，实现对尼龙的杂化增强，并且提高玻璃纤维与尼龙基体的界面强度，解决玻璃纤维补强尼龙引起的韧度下降问题。使用复合抗水解剂，对尼龙的末端胺基和羧基进行封端处理，提高尼龙的耐水解能力。通过材料的优化，使得出水室具有优异的力学性能和耐水解性。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。

实施例1：

按以下重量份数称取各组分：尼龙6：65份，聚碳酸酯微粉：15份，玻璃纤维18份，3,4-环氧己烷甲酸-3,4-环氧己烷酯：0.7份，聚磷酸盐：0.1份，聚乙二醇0.1份。其中，玻璃纤维长度为5mm，直径10μm。聚碳酸酯微粉的制备过程为：将聚碳酸酯与氯化镧的乙醇溶液混合，氯化镧占聚碳酸酯质量的0.01％，在高压反应釜中，于110℃下搅拌20min，冷却出料，过滤干燥后，与蒙脱土均匀混合，加入磨盘形力化学反应器，循环碾磨后制得粒径为30μm的聚碳酸酯微粉。

除玻璃纤维外，将上述原料放入高混机中混合3min；然后将玻璃纤维加入混合原料中，置入双螺杆挤出机内，挤出造粒，其中，双螺杆挤出机转速为50r/min，双螺杆挤出机的一区温度为260℃，二区温度为265℃，三区温度为265℃，四区温度为270℃，五区温度为270℃，六区温度为280℃，七区温度为280℃，八区温度为275℃，九区温度为270℃。

将上述材料通过本领域常规方法成型为出水室样品。

实施例2

按以下重量份数称取各组分：尼龙6：35份，尼龙66：35份，聚碳酸酯微粉：15份，玻璃纤维18份，3,4-环氧己烷甲酸-3,4-环氧己烷酯：0.7份，聚磷酸盐：0.1份，聚乙二醇0.1份。其中，玻璃纤维长度为5mm，直径10μm。聚碳酸酯微粉的制备过程为：将聚碳酸酯与氯化镧的乙醇溶液混合，氯化镧占聚碳酸酯质量的0.01％，在高压反应釜中，于120℃下搅拌30min，冷却出料，过滤干燥后，与蒙脱土均匀混合，加入磨盘形力化学反应器，循环碾磨后制得粒径为30μm的聚碳酸酯微粉。

将上述材料通过本领域常规方法成型为出水室样品。

实施例3：

按以下重量份数称取各组分：尼龙6：35份，尼龙66：35份，聚碳酸酯微粉：15份，玻璃纤维18份，3,4-环氧己烷甲酸-3,4-环氧己烷酯：0.5份，2，2’-(1，4-亚苯基)-二噁唑啉：0.2份，聚磷酸盐：0.1份，聚乙二醇0.1份。其中，玻璃纤维长度为5mm，直径10μm。聚碳酸酯微粉的制备过程为：将聚碳酸酯与氯化镧的乙醇溶液混合，氯化镧占聚碳酸酯质量的0.01％，在高压反应釜中，于110℃下搅拌40min，冷却出料，过滤干燥后，与SiO₂均匀混合，加入磨盘形力化学反应器，循环碾磨后制得粒径为30μm的聚碳酸酯微粉。

将上述材料通过本领域常规方法成型为出水室样品。

实施例4

按以下重量份数称取各组分：尼龙6：35份，尼龙66：35份，聚碳酸酯微粉：15份，玻璃纤维18份，3,4-环氧己烷甲酸-3,4-环氧己烷酯：0.5份，2，2’-(1，4-亚苯基)-二噁唑啉：0.2份，聚磷酸盐：0.1份，聚乙二醇0.1份。其中，玻璃纤维长度为10mm，直径15μm。聚碳酸酯微粉的制备过程为：将聚碳酸酯与氯化镧和氧化镧的乙醇溶液混合，氯化镧和氧化镧占聚碳酸酯质量的0.02％，在高压反应釜中，于110℃下搅拌40min，冷却出料，过滤干燥后，与SiO₂均匀混合，加入磨盘形力化学反应器，循环碾磨后制得粒径为50μm的聚碳酸酯微粉。

将上述材料通过本领域常规方法成型为出水室样品。

实施例5：

按以下重量份数称取各组分：尼龙6：45份，尼龙66：25份，聚碳酸酯微粉：20份，玻璃纤维20份，3,4-环氧己烷甲酸-3,4-环氧己烷酯：0.6份，2，2’-(1，4-亚苯基)-二噁唑啉：0.3份，聚磷酸盐：0.1份，硬脂酸钡0.1份。其中，玻璃纤维长度为10mm，直径15μm。聚碳酸酯微粉的制备过程为：将聚碳酸酯与氯化镧和氧化镧的乙醇溶液混合，氯化镧和氧化镧占聚碳酸酯质量的0.03％，在高压反应釜中，于130℃下搅拌20min，冷却出料，过滤干燥后，与硅灰石均匀混合，加入磨盘形力化学反应器，循环碾磨后制得粒径为60μm的聚碳酸酯微粉。

除玻璃纤维外，将上述原料放入高混机中混合3min；然后将玻璃纤维加入混合原料中，置入双螺杆挤出机内，挤出造粒，其中，其中，双螺杆挤出机转速为100r/min，双螺杆挤出机的一区温度为265℃，二区温度为265℃，三区温度为270℃，四区温度为275℃，五区温度为280℃，六区温度为280℃，七区温度为275℃，八区温度为275℃，九区温度为270℃。

将上述材料通过本领域常规方法成型为出水室样品。

为了说明本发明各组分的效用，设计了以下对比例与实施例5进行对比。

对比例1

对比例1与实施例5的区别在于，对比例1中没有添加聚碳酸微粉，其它与实施例5相同，不在此赘述。

对比例2

对比例2与实施例5的区别在于，对比例2中的聚碳酸微粉没有经过镧系稀土化合物的处理，其它与实施例5相同，不在此赘述。

对比例3

对比例3与实施例5的区别在于，对比例3的镧系稀土化合物占聚碳酸酯质量的0.1％，其它与实施例5相同，不在此赘述。

对比例4

对比例4与实施例5的区别在于，对比例4的聚碳酸微粉的粒径为150μm，其它与实施例5相同，不在此赘述。

对比例5

对比例5与实施例5的区别在于，对比例5聚碳酸酯微粉16份，玻璃纤维33份，其它与实施例5相同，不在此赘述。

实施例和对比例所得的出水室物性见表1所示

耐水解性测试：将样条放置在的沸水中蒸煮100h后，测试拉伸强度保持率和弯曲强度保持率。

表1实施例1-5和对比例1-5制备的出水室样品的性能参数

从表1可以看出，实施例使用本发明优选的组分和制备方法，制备出的出水室力学性能和耐水解性能优异，而对比例因组分或制备方法不完整，得到的出水室性能远远低于实施例。

另外，本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本发明要求保护的范围内；同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案)。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种汽车散热器出水室，其特征在于，出水室的材料由以下重量份原料组成：

尼龙：60-80份，

聚碳酸酯微粉：15-28份，

玻璃纤维：18-32份，

抗水解剂：0.5-2份，

其它助剂：0-2份。

2.根据权利要求1所述的一种汽车散热器出水室，其特征在于，所述尼龙为尼龙6、尼龙66和尼龙610的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种汽车散热器出水室，其特征在于，所述聚碳酸酯微粉与玻璃纤维质量比为1：(1-1.5)。

4.根据权利要求1或3所述的一种汽车散热器出水室，其特征在于，所述聚碳酸酯微粉含有镧系稀土化合物。

5.根据权利要求4所述的一种汽车散热器出水室，其特征在于，所述聚碳酸酯微粉的制备过程为：将聚碳酸酯与镧系稀土化合物的乙醇溶液混合，在高压反应釜中，于105-130℃下搅拌20-40min，冷却出料，过滤干燥后，与助磨剂均匀混合，加入磨盘形力化学反应器，循环碾磨后制得聚碳酸酯微粉。

6.根据权利要求5所述的一种汽车散热器出水室，其特征在于，所述镧系稀土化合物占聚碳酸酯质量的0.01-0.05％。

7.根据权利要求5所述的一种汽车散热器出水室，其特征在于，所述镧系稀土化合物为氯化镧、硬脂酸镧和氧化镧中的一种或多种。

8.根据权利要求5所述的一种汽车散热器出水室，其特征在于，所述聚碳酸酯微粉粒径为30-100μm。

9.根据权利要求1所述的一种汽车散热器出水室，其特征在于，所述抗水解剂为脂肪族二环氧化合物、碳化二亚胺化合物、噁唑啉化合物中的任意一种或多种。