CN108795027A - 一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料及制备方法，轻量化汽车发动机罩盖用复合材料由尼龙、有机纤维、松香树脂、环氧树脂、发泡剂、云母、纳米二氧化钛、无机填料、抗静电剂、无机填料、稳定剂、抗氧化剂、增刚成核剂、脱模剂、增容剂、耐磨剂、耐候剂、抗菌剂和偶联剂经由双螺杆挤出机熔融挤出造粒。本发明提供的轻量化汽车发动机罩盖用复合材料及制备方法，将尼龙、有机纤维与发泡剂、耐磨剂、抗菌剂、抗静电剂、耐候剂和抗氧化剂等助剂共混挤出，轻量化制备，提高发动机罩盖的耐磨性、抗菌性，消除静电效应，较好的适应恶劣气候条件，抑制出现氧化现象，提高罩盖复合材料的综合性能，延长发动机使用寿命，应用前景广阔。

Description

一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料及制备方法
技术领域
本发明涉及轻量化汽车发动机组件技术领域，特别涉及一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料及制备方法。
背景技术
随着经济社会的快速发展，人们的生活水平和购买力随之水涨船高，私家车数量不断增加，人们对汽车的轻量化、智能化、环保性呼声越来越高。汽车发动机机罩，用于保护发动机机罩内的发动机、电瓶等电力部件，是汽车上的重要部件，现有的发动机罩盖用材料不能很好的满足人们的多样化需求，在气候复杂的特殊环境中罩盖材料的好坏很大程度上影响了发动机的使用寿命，且重量厚重，不适宜轻量化需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述技术问题而提供一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料及制备方法。
本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：
一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料，按重量份数计包括尼龙50-90份、有机纤维40-100份、松香树脂5-20份、环氧树脂5-15份、发泡剂25-60、云母0-3.5份、纳米二氧化钛10-20份、无机填料10-30份、抗静电剂1-4份、无机填料0.5-2份、稳定剂1-3份、抗氧化剂0.2-2份、增刚成核剂0.3-2份、脱模剂0.2-1.5份、增容剂1-2份、耐磨剂1-5份、耐候剂1-5份、抗菌剂2-4份和偶联剂0.5-2.5份。
进一步的，所述尼龙为尼龙6或尼龙66，所述有机纤维的长度为30-100mm。
进一步的，包括以下步骤：
步骤一、取适量的尼龙、有机纤维、松香树脂、环氧树脂、发泡剂、云母、纳米二氧化钛、增容剂、增刚成核剂和偶联剂放置于混合搅拌机内，随后向混合搅拌机内加入适量的无机填料、稳定剂和抗氧化剂并进行均匀搅拌，得到产物Ⅰ，备用；
步骤二、向步骤一得到的产物Ⅰ中加入适量的抗静电剂、耐磨剂、耐候剂和抗菌剂，再加入适量的脱模剂，再次搅拌均匀，得到产物Ⅱ，备用；
步骤三、将步骤二得到的产物Ⅱ加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，双螺杆挤出机的侧料斗内加入适量的无机填料，随后经由双螺杆挤出机共混熔融挤出粒条，所述粒条经由冷却和干燥后通过切粒机进行切粒，随后进行冷却、干燥和包装即可。
进一步的，步骤一中，所述混合搅拌机的搅拌温度设置在135-175℃之间，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-6min，升温至170-210℃，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-6min。
进一步的，步骤二中，所述混合搅拌机的搅拌温度设置在170-225℃之间，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-5min。
进一步的，步骤三中，双螺杆挤出机的挤出温度设置在230-300℃之间。
进一步的，所述抗静电剂为丁醇磷酸酯抗静电剂和端羟基超支化抗静电剂的混合物，丁醇磷酸酯抗静电剂和端羟基超支化抗静电剂的质量比为1-3：2-5，抗氧化剂为受阻酚型抗氧剂，无机填料为改性高岭土或改性蒙脱土或碳酸钙，抗菌剂为镍离子抗菌剂，偶联剂为马来酸酐接枝POE、硅烷偶联剂kh-550、多聚甲醛、糠醛中的一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明公开了一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料及制备方法，轻量化汽车发动机罩盖用复合材料按重量份数计包括尼龙50-90份、有机纤维40-100份、松香树脂5-20份、环氧树脂5-15份、发泡剂25-60、云母0-3.5份、纳米二氧化钛10-20份、无机填料10-30份、抗静电剂1-4份、无机填料0.5-2份、稳定剂1-3份、抗氧化剂0.2-2份、增刚成核剂0.3-2份、脱模剂0.2-1.5份、增容剂1-2份、耐磨剂1-5份、耐候剂1-5份、抗菌剂2-4份和偶联剂0.5-2.5份。本发明提供的轻量化汽车发动机罩盖用复合材料及制备方法，将尼龙6或尼龙66、有机纤维、发泡剂、耐磨剂、抗菌剂、抗静电剂、耐候剂和抗氧化剂等共混挤出造粒，提高发动机罩盖的耐磨性、抗菌性，消除静电效应，纳米二氧化钛实现较好的抵御紫外线能力，耐候剂的添加使罩盖较好的适应恶劣气候，抑制出现氧化现象，提高罩盖复合材料的综合性能，延长发动机使用寿命，有机纤维较现有的玻璃纤维具有密度小、质轻的优势，同时，通过发泡剂在制备过程中形成的蜂窝状孔降低产品的密度高达16％以上，发泡效果良好，实现轻量化制备，工艺简单，应用前景广阔。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。
一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料，按重量份数计包括尼龙50-90份、有机纤维40-100份、松香树脂5-20份、环氧树脂5-15份、发泡剂25-60、云母0-3.5份、纳米二氧化钛10-20份、无机填料10-30份、抗静电剂1-4份、无机填料0.5-2份、稳定剂1-3份、抗氧化剂0.2-2份、增刚成核剂0.3-2份、脱模剂0.2-1.5份、增容剂1-2份、耐磨剂1-5份、耐候剂1-5份、抗菌剂2-4份和偶联剂0.5-2.5份。
尼龙为尼龙6或尼龙66，有机纤维选用长丝纤维，长度为30-100mm，有机纤维选用聚烯酮纤维、聚苯并恶唑纤维和聚酰亚胺纤维的任一种，无机填料为滑石粉、硫酸镁晶须、炭黑、硅灰石的任一种，增刚成核剂为稀土β成核剂，发泡剂为化学发泡剂OBSH-75。
一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、取适量的尼龙、有机纤维、松香树脂、环氧树脂、发泡剂、云母、纳米二氧化钛、增容剂、增刚成核剂和偶联剂放置于混合搅拌机内，随后向混合搅拌机内加入适量的无机填料、稳定剂和抗氧化剂并进行均匀搅拌，搅拌温度设置在135-175℃之间，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-6min，升温至170-210℃继续搅拌，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-6min，得到产物Ⅰ，备用；
步骤二、向步骤一得到的产物Ⅰ中加入适量的抗静电剂、耐磨剂、耐候剂和抗菌剂，再加入适量的脱模剂，再次搅拌均匀，混合搅拌机的搅拌温度设置在170-225℃之间，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-5min，得到产物Ⅱ，备用；
步骤三、将步骤二得到的产物Ⅱ加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，双螺杆挤出机的侧料斗内加入适量的无机填料，随后经由双螺杆挤出机共混熔融挤出粒条，所述粒条经由冷却和干燥后通过切粒机进行切粒，随后进行冷却、干燥和包装即可，双螺杆挤出机的挤出温度设置在230-300℃之间。
抗静电剂为丁醇磷酸酯抗静电剂和端羟基超支化抗静电剂的混合物，丁醇磷酸酯抗静电剂和端羟基超支化抗静电剂的质量比为1-3：2-5，抗氧化剂为受阻酚型抗氧剂，无机填料为改性高岭土或改性蒙脱土或碳酸钙，抗菌剂为镍离子抗菌剂，偶联剂为马来酸酐接枝POE、硅烷偶联剂kh-550、多聚甲醛、糠醛中的一种。
实施例1
一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料，按重量份数计包括尼龙70份、有机纤维80份、松香树脂15份、环氧树脂10份、发泡剂25份、云母1份、纳米二氧化钛13份、无机填料20份、抗静电剂3份、无机填料0.5份、稳定剂2份、抗氧化剂0.6份、增刚成核剂0.5份、脱模剂0.5份、增容剂1.5份、耐磨剂3份、耐候剂2份、抗菌剂2.5份和偶联剂2.5份。
尼龙为尼龙6，有机纤维为聚烯酮纤维。
一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、取适量的尼龙、有机纤维、松香树脂、环氧树脂、发泡剂、云母、纳米二氧化钛、增容剂、增刚成核剂和偶联剂放置于混合搅拌机内，随后向混合搅拌机内加入适量的无机填料、稳定剂和抗氧化剂并进行均匀搅拌，搅拌温度设置在135-175℃之间，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-6min，升温至170-210℃继续搅拌，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-6min，得到产物Ⅰ，备用；
步骤二、向步骤一得到的产物Ⅰ中加入适量的抗静电剂、耐磨剂、耐候剂和抗菌剂，再加入适量的脱模剂，再次搅拌均匀，混合搅拌机的搅拌温度设置在170-225℃之间，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-5min，得到产物Ⅱ，备用；
步骤三、将步骤二得到的产物Ⅱ加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，双螺杆挤出机的侧料斗内加入适量的无机填料，随后经由双螺杆挤出机共混熔融挤出粒条，所述粒条经由冷却和干燥后通过切粒机进行切粒，随后进行冷却、干燥和包装即可，双螺杆挤出机的挤出温度设置在230-300℃之间。
抗静电剂为丁醇磷酸酯抗静电剂和端羟基超支化抗静电剂的混合物，丁醇磷酸酯抗静电剂和端羟基超支化抗静电剂的质量比为1-3：2-5，抗氧化剂为受阻酚型抗氧剂，无机填料为改性高岭土或改性蒙脱土或碳酸钙，抗菌剂为镍离子抗菌剂，偶联剂为马来酸酐接枝POE、硅烷偶联剂kh-550、多聚甲醛、糠醛中的一种。
实施例2
一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料，按重量份数计包括尼龙50份、有机纤维40份、松香树脂5份、环氧树脂5份、发泡剂60份、云母0份、纳米二氧化钛10份、无机填料10份、抗静电剂1份、无机填料0.5份、稳定剂1份、抗氧化剂1份、增刚成核剂1份、脱模剂1份、增容剂1份、耐磨剂1份、耐候剂1份、抗菌剂2份和偶联剂2.5份。
尼龙为尼龙66，有机纤维为聚烯酮纤维。
一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、取适量的尼龙、有机纤维、松香树脂、环氧树脂、发泡剂、云母、纳米二氧化钛、增容剂、增刚成核剂和偶联剂放置于混合搅拌机内，随后向混合搅拌机内加入适量的无机填料、稳定剂和抗氧化剂并进行均匀搅拌，搅拌温度设置在135-175℃之间，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-6min，升温至170-210℃继续搅拌，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-6min，得到产物Ⅰ，备用；
步骤二、向步骤一得到的产物Ⅰ中加入适量的抗静电剂、耐磨剂、耐候剂和抗菌剂，再加入适量的脱模剂，再次搅拌均匀，混合搅拌机的搅拌温度设置在170-225℃之间，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-5min，得到产物Ⅱ，备用；
步骤三、将步骤二得到的产物Ⅱ加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，双螺杆挤出机的侧料斗内加入适量的无机填料，随后经由双螺杆挤出机共混熔融挤出粒条，所述粒条经由冷却和干燥后通过切粒机进行切粒，随后进行冷却、干燥和包装即可，双螺杆挤出机的挤出温度设置在230-300℃之间。
抗静电剂为丁醇磷酸酯抗静电剂和端羟基超支化抗静电剂的混合物，丁醇磷酸酯抗静电剂和端羟基超支化抗静电剂的质量比为1：2，抗氧化剂为受阻酚型抗氧剂，无机填料为改性高岭土或改性蒙脱土或碳酸钙，抗菌剂为镍离子抗菌剂，偶联剂为马来酸酐接枝POE、硅烷偶联剂kh-550、多聚甲醛、糠醛中的一种。
实施例3
一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料，按重量份数计包括尼龙90份、有机纤维100份、松香树脂20份、环氧树脂15份、发泡剂50份、纳米二氧化钛20份、无机填料30份、抗静电剂4份、无机填料0.5份、稳定剂1份、抗氧化剂0.2份、增刚成核剂0.3份、脱模剂0.2份、增容剂2份、耐磨剂5份、耐候剂1份、抗菌剂4份和偶联剂2.5份。
尼龙为尼龙6，有机纤维为聚烯酮纤维。
一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、取适量的尼龙、有机纤维、松香树脂、环氧树脂、发泡剂、纳米二氧化钛、增容剂、增刚成核剂和偶联剂放置于混合搅拌机内，随后向混合搅拌机内加入适量的无机填料、稳定剂和抗氧化剂并进行均匀搅拌，搅拌温度设置在135-175℃之间，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-6min，升温至170-210℃继续搅拌，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-6min，得到产物Ⅰ，备用；
步骤二、向步骤一得到的产物Ⅰ中加入适量的抗静电剂、耐磨剂、耐候剂和抗菌剂，再加入适量的脱模剂，再次搅拌均匀，混合搅拌机的搅拌温度设置在170-225℃之间，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-5min，得到产物Ⅱ，备用；
步骤三、将步骤二得到的产物Ⅱ加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，双螺杆挤出机的侧料斗内加入适量的无机填料，随后经由双螺杆挤出机共混熔融挤出粒条，所述粒条经由冷却和干燥后通过切粒机进行切粒，随后进行冷却、干燥和包装即可，双螺杆挤出机的挤出温度设置在230-300℃之间。
抗静电剂为丁醇磷酸酯抗静电剂和端羟基超支化抗静电剂的混合物，丁醇磷酸酯抗静电剂和端羟基超支化抗静电剂的质量比为1：2，抗氧化剂为受阻酚型抗氧剂，无机填料为改性高岭土或改性蒙脱土或碳酸钙，抗菌剂为镍离子抗菌剂，偶联剂为马来酸酐接枝POE、硅烷偶联剂kh-550、多聚甲醛、糠醛中的一种。
余同实施例2。
经过常规拉伸试验结果显示，本发明的罩盖用复合材料，发泡效果良好，耐冲击性能提高，缺口冲击高达35kJ/m2，且实现重量的大幅降低，约10％，外观质量良好，具有较好的耐磨性、抗菌性，消除静电效应，较好的适应恶劣气候条件，抑制出现氧化现象，提高罩盖复合材料的综合性能，延长发动机使用寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料，其特征在于，按重量份数计包括尼龙50-90份、有机纤维40-100份、松香树脂5-20份、环氧树脂5-15份、发泡剂25-60、云母0-3.5份、纳米二氧化钛10-20份、无机填料10-30份、抗静电剂1-4份、无机填料0.5-2份、稳定剂1-3份、抗氧化剂0.2-2份、增刚成核剂0.3-2份、脱模剂0.2-1.5份、增容剂1-2份、耐磨剂1-5份、耐候剂1-5份、抗菌剂2-4份和偶联剂0.5-2.5份。
2.根据权利要求1所述的一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料，其特征在于，所述尼龙为尼龙6或尼龙66，所述有机纤维的长度为30-100mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、取适量的尼龙、有机纤维、松香树脂、环氧树脂、发泡剂、云母、纳米二氧化钛、增容剂、增刚成核剂和偶联剂放置于混合搅拌机内，随后向混合搅拌机内加入适量的无机填料、稳定剂和抗氧化剂并进行均匀搅拌，得到产物Ⅰ，备用；
步骤二、向步骤一得到的产物Ⅰ中加入适量的抗静电剂、耐磨剂、耐候剂和抗菌剂，再加入适量的脱模剂，再次搅拌均匀，得到产物Ⅱ，备用；
步骤三、将步骤二得到的产物Ⅱ加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，双螺杆挤出机的侧料斗内加入适量的无机填料，随后经由双螺杆挤出机共混熔融挤出粒条，所述粒条经由冷却和干燥后通过切粒机进行切粒，随后进行冷却、干燥和包装即可。
4.根据权利要求3所述的一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述混合搅拌机的搅拌温度设置在135-175℃之间，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-6min，升温至170-210℃，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-6min。
5.根据权利要求3所述的一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述混合搅拌机的搅拌温度设置在170-225℃之间，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为2-5min。
6.根据权利要求3所述的一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三中，双螺杆挤出机的挤出温度设置在230-300℃之间。
7.根据权利要求3所述的一种轻量化汽车发动机罩盖用复合材料的制备方法，其特征在于，所述抗静电剂为丁醇磷酸酯抗静电剂和端羟基超支化抗静电剂的混合物，丁醇磷酸酯抗静电剂和端羟基超支化抗静电剂的质量比为1-3：2-5，抗氧化剂为受阻酚型抗氧剂，无机填料为改性高岭土或改性蒙脱土或碳酸钙，抗菌剂为镍离子抗菌剂，偶联剂为马来酸酐接枝POE、硅烷偶联剂kh-550、多聚甲醛、糠醛中的一种。
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