CN109456596B - 一种高温尼龙汽车材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域,具体公开了一种高温尼龙汽车材料。所述高温尼龙汽车材料的由包含如下重量份的原料制成:尼龙80~120份;玻璃纤维粉20~30份;复合抗老剂0.5~3份。所述的复合抗老剂包含抗老剂A、抗老剂B和抗老剂C;所述抗老剂A、抗老剂B和抗老剂C的质量比为2~4:1:1。该高温尼龙汽车材料不但具有很好的强度,而且还具有优异的抗高温以及抗紫外线老化作用。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体涉及一种高温尼龙汽车材料。
背景技术
尼龙又称聚酰胺,英文名称Polyamide,它是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。尼龙66是尼龙材料中的一种,其机械强度和硬度很高,刚性很大,可用作工程塑料。常用作机械附件,如齿轮、润滑轴承;也可以代替有色金属材料做机器外壳;在汽车材料领域,尼龙66通常用作散热风扇、门把、油箱盖、进气隔栅、水箱护盖、灯座等。
由于汽车经常暴露在室外,尤其是夏季,在室外温度较高;因此作为汽车材料的尼龙66必须对高温具有一定耐热和耐紫外等耐候性的特性,才能保证汽车材料的力学性稳定,不会在夏季长期暴晒的高温高紫外线环境下发生力学性能的改变。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种高温尼龙汽车材料,所述的高温尼龙汽车材料具有很好的抗高温以及抗紫外线老化作用。
本发明所要解决的上述技术问题,通过以下技术方案予以实现:
一种高温尼龙汽车材料,其由包含如下重量份的原料制成:
尼龙 80~120份;玻璃纤维粉 20~30份;复合抗老剂 0.5~3份。
优选地,所述的高温尼龙汽车材料,其由包含如下重量份的原料制成:
尼龙 100~120份;玻璃纤维粉 25~30份;复合抗老剂 1~3份。
最优选地,所述的高温尼龙汽车材料,其由包含如下重量份的原料制成:
尼龙 100份;玻璃纤维粉 25份;复合抗老剂 1份。
优选地,所述的尼龙为尼龙66。
优选地,所述的复合抗老剂包含抗老剂A、抗老剂B和抗老剂C;所述抗老剂A、抗老剂B和抗老剂C的质量比为2~4:1:1。
优选地,所述的抗老剂A通过包含如下步骤的方法制备得到:
将四苯基邻苯二甲酸酐溶于甲苯中,然后加入十二烷基伯胺和4-二甲氨基吡啶进行加热回流反应1~3h,冷却静止后得沉淀,即所述的抗老剂A。
进一步优选地,四苯基邻苯二甲酸酐与十二烷基伯胺和4-二甲氨基吡啶的质量比为4.0~5.0:1.5~2.5:0.2~0.3。
更进一步优选地,四苯基邻苯二甲酸酐与十二烷基伯胺和4-二甲氨基吡啶的质量比为4.3~4.8:1.8~2.3:0.2~0.3。
最优选地,四苯基邻苯二甲酸酐与十二烷基伯胺和4-二甲氨基吡啶的质量比为4.5:1.9:0.25。
优选地,四苯基邻苯二甲酸酐与甲苯的用量比为1g:8~15mL。
优选地,所述的抗老剂B为3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯;所述的抗老剂C为2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑。
上述高温尼龙汽车材料的制备方法,其包含如下步骤:
先将尼龙、玻璃纤维粉和复合抗老剂放入高速混合机中混合均匀,然后放入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出造粒即得所述的高温尼龙汽车材料。
有益效果:本发明提供了一种全新组成的高温尼龙汽车材料;所述的材料由于加入了玻璃纤维粉和复合抗老剂,使得该高温尼龙汽车材料具有很好的强度以及抗老化性能得到了增强;更进一步地,本发明采用了由全新方法制备得到的抗老剂A、抗老剂B 3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯以及抗老剂C2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑组成的复合抗老剂,使得本发明的抗高温和抗紫外线老化性能进一步增强;该复合型抗老剂能产生协同的抗高温以及抗紫外线老化效果;其抗高温和抗紫外线老化效果要好于抗老剂A或抗老剂B或抗老剂C单独使用的效果;其抗高温和抗紫外线老化效果也要好于抗老剂A或抗老剂B或抗老剂C与其他抗老剂的组合。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步解释本发明,但实施例对本发明不做任何形式的限定。
实施例1高温尼龙汽车材料的制备
原料重量份组成:尼龙 100份;玻璃纤维粉 25份;复合抗老剂 1份。
优选地,所述的尼龙为尼龙66;所述的复合抗老剂由抗老剂A、抗老剂B和抗老剂C按质量比为3:1:1混合而成;所述的抗老剂B为3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯;所述的抗老剂C为2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑;
所述的抗老剂A通过如下方法制备得到:将四苯基邻苯二甲酸酐溶于甲苯中,然后加入十二烷基伯胺和4-二甲氨基吡啶进行加热回流反应2h,冷却静止后得沉淀,即所述的抗老剂A;其中四苯基邻苯二甲酸酐与十二烷基伯胺和4-二甲氨基吡啶的质量比为4.5:1.9:0.25;四苯基邻苯二甲酸酐与甲苯的用量比为1g:10mL。
制备方法:先将尼龙、玻璃纤维粉和复合抗老剂放入高速混合机中混合均匀,然后放入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出造粒即得所述的高温尼龙汽车材料。
实施例2高温尼龙汽车材料的制备
原料重量份组成:尼龙 80份;玻璃纤维粉 30份;复合抗老剂 1份。
优选地,所述的尼龙为尼龙66;所述的复合抗老剂由抗老剂A、抗老剂B和抗老剂C按质量比为3:1:1混合而成;所述的抗老剂B为3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯;所述的抗老剂C为2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑;
所述的抗老剂A通过如下方法制备得到:将四苯基邻苯二甲酸酐溶于甲苯中,然后加入十二烷基伯胺和4-二甲氨基吡啶进行加热回流反应2h,冷却静止后得沉淀,即所述的抗老剂A;其中四苯基邻苯二甲酸酐与十二烷基伯胺和4-二甲氨基吡啶的质量比为4.0:1.5:0.25;四苯基邻苯二甲酸酐与甲苯的用量比为1g:8mL。
制备方法:先将尼龙、玻璃纤维粉和复合抗老剂放入高速混合机中混合均匀,然后放入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出造粒即得所述的高温尼龙汽车材料。
实施例3高温尼龙汽车材料的制备
原料重量份组成:尼龙 120份;玻璃纤维粉 20份;复合抗老剂 2份。
优选地,所述的尼龙为尼龙66;所述的复合抗老剂由抗老剂A、抗老剂B和抗老剂C按质量比为3:1:1混合而成;所述的抗老剂B为3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯;所述的抗老剂C为2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑;
所述的抗老剂A通过如下方法制备得到:将四苯基邻苯二甲酸酐溶于甲苯中,然后加入十二烷基伯胺和4-二甲氨基吡啶进行加热回流反应2h,冷却静止后得沉淀,即所述的抗老剂A;其中四苯基邻苯二甲酸酐与十二烷基伯胺和4-二甲氨基吡啶的质量比为4.5:2.5:0.3;四苯基邻苯二甲酸酐与甲苯的用量比为1g:12mL。
制备方法:先将尼龙、玻璃纤维粉和复合抗老剂放入高速混合机中混合均匀,然后放入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出造粒即得所述的高温尼龙汽车材料。
对比例1高温尼龙汽车材料的制备
原料重量份组成:尼龙 100份;玻璃纤维粉 25份;抗老剂A 1份。
优选地,所述的尼龙为尼龙66;
所述的抗老剂A通过如下方法制备得到:将四苯基邻苯二甲酸酐溶于甲苯中,然后加入十二烷基伯胺和4-二甲氨基吡啶进行加热回流反应2h,冷却静止后得沉淀,即所述的抗老剂A;其中四苯基邻苯二甲酸酐与十二烷基伯胺和4-二甲氨基吡啶的质量比为4.5:1.9:0.25;四苯基邻苯二甲酸酐与甲苯的用量比为1g:10mL。
制备方法:先将尼龙、玻璃纤维粉和抗老剂A放入高速混合机中混合均匀,然后放入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出造粒即得所述的高温尼龙汽车材料。
对比例2与实施例1的区别在于仅仅使用了抗老剂A,而不使用复合抗老剂。
对比例2高温尼龙汽车材料的制备
原料重量份组成:尼龙 100份;玻璃纤维粉 25份;抗老剂B 1份。
优选地,所述的尼龙为尼龙66;所述的抗老剂B为3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯;
制备方法:先将尼龙、玻璃纤维粉和抗老剂B放入高速混合机中混合均匀,然后放入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出造粒即得所述的高温尼龙汽车材料。
对比例与实施例1的区别在于仅仅使用了抗老剂B,而不使用复合抗老剂。
对比例3高温尼龙汽车材料的制备
原料重量份组成:尼龙 100份;玻璃纤维粉 25份;抗老剂C 1份。
优选地,所述的尼龙为尼龙66;所述的抗老剂C为2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑;
制备方法:先将尼龙、玻璃纤维粉和抗老剂C放入高速混合机中混合均匀,然后放入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出造粒即得所述的高温尼龙汽车材料。
对比例3与实施例1的区别在于仅仅使用了抗老剂C,而不使用复合抗老剂。
实验例1
将实施例1~3和对比例1~3制备得到的高温尼龙汽车材料制成长为10cm,宽为5cm,厚度为2.0mm的薄型试样,参照标准GB/T7141-200,将薄型试样放入重力对流式热老化试验箱中,在100℃下进行人工加入老化1000h;测试高温尼龙汽车材料在人工加速老化前后的拉伸强度(拉伸强度参照ASTM D638标准方法测试)、悬臂梁缺口冲击强度(悬臂梁缺口冲击强度参照ASTM D256标准方法测试)。并计算拉伸强度保持率和冲击强度保持率;
拉伸强度保持率=人工加速老化后的拉伸强度/人工加速老化前的拉伸强度×100%;
冲击强度保持率=人工加速老化后的悬臂梁缺口冲击强度/人工加速老化前的悬臂梁缺口冲击强度×100%;
在人工加速老化实验前后,若拉伸强度保持率以及冲击强度保持率越接近100%,则说明高温尼龙汽车材料经人工加速老化后拉伸强度以及冲击强度的变化率越小,其受热氧老化的影响越小,材料的抗老化能力越强,测试结果见表1。
表1.高温尼龙汽车材料热老化实验结果
由表1实验数据可以看出,实施例1~3制备得到的高温尼龙汽车材料其拉伸强度保持率在95%~100%之间,冲击强度保持率在100~105%之间;其在经人工加速老化实验后的拉伸强度以及冲击强度的变化率控制在5%以内;这说明加入了有本发明制备得到的抗老剂后制备得到的高温尼龙汽车材料具有优异的抗热氧老化作用,材料的力学性能受热氧化的影响很小,性能稳定。
从对比例1实验数据可以看出,经人工加速老化实验后,其拉伸强度保持率为86.4%,冲击强度保持率为138.6%,拉伸强度以及冲击强度的变化率大于复合抗老剂,这说明对比例1单独使用抗老剂A制备得到的高温尼龙汽车材料其抗热老化作用要小于实施例1~3由复合抗老剂制备得到的高温尼龙汽车材料。从对比例2和3实验数据可以看出,经人工加速老化实验后,其拉伸强度保持率分别为61.3%和32.1%,冲击强度保持率分别为166.3%和210.2%;这说加入常规抗老剂制备得到的高温尼龙汽车材料,其拉伸强度以及冲击强度的变化率比采用本发明所述方法制备得到的抗老剂A要大;这说明本发明所述方法制备得到的抗老剂A的抗热氧老化作用要好于常规抗老剂。
此外,通过实施例1~3和对比例1~3对比,从上述数据可以看出,实施例1~3采用复合抗老剂制备得到的高温尼龙汽车材料其抗热氧老化作用要远远好于单独采用抗老剂A、抗老剂B或抗老剂C制备得到的尼龙汽车材料,这说明本发明所述的由抗老剂A、抗老剂B和抗老剂C组成的复合抗老剂具有协同抗热氧老化作用。
实验例2
将实施例1~3和对比例1~3制备得到的高温尼龙汽车材料制成长为10cm,宽为5cm,厚度为2.0mm的薄型试样,参照标准GB/T 16422.3–1997进行UVB光老化试验,UVB试验选择UVB型光源,辐射度为0.55W/m 2(313nm)。相对湿度为65%,每个暴露周期为12h,其中先于60℃光照8h,后于50℃无辐照凝露4h。测试高温尼龙汽车材料在光老化试验前后的拉伸强度(拉伸强度参照ASTM D638标准方法测试)、悬臂梁缺口冲击强度(悬臂梁缺口冲击强度参照ASTM D256标准方法测试)。并计算拉伸强度保持率和冲击强度保持率;
拉伸强度保持率=光老化试验后的拉伸强度/光老化试验前的拉伸强度×100%;
冲击强度保持率=光老化试验后的悬臂梁缺口冲击强度/光老化试验前的悬臂梁缺口冲击强度×100%;
在光老化试验前后,若拉伸强度保持率以及冲击强度保持率越接近100%,则说明高温尼龙汽车材料经光老化试验后拉伸强度以及冲击强度的变化率越小,其紫外线老化的影响越小,材料的抗紫外线老化能力越强,测试结果见表2。
表2.高温尼龙汽车材料的紫外老化实验结果
实验材料 | 拉伸强度保持率(%) | 冲击强度保持率(%) |
实施例1汽车材料 | 99.2 | 97.5 |
实施例2汽车材料 | 98.5 | 96.2 |
实施例3汽车材料 | 98.1 | 97.1 |
对比例1汽车材料 | 82.1 | 80.6 |
对比例2汽车材料 | 31.0 | 30.8 |
对比例3汽车材料 | 66.3 | 61.5 |
由表2实验数据可以看出,实施例1~3制备得到的高温尼龙汽车材料其拉伸强度保持率在98%~100%之间,冲击强度保持率在96~100%之间;其在经光老化试验后的拉伸强度以及冲击强度的变化率控制在5%以内;这说明加入了有本发明制备得到的抗老剂后制备得到的高温尼龙汽车材料具有优异的抗紫外老化作用,材料的力学性能受紫外线的影响很小,性能稳定。
从对比例1实验数据可以看出,经光老化实验后,其拉伸强度保持率为82.1%,冲击强度保持率为80.6%,拉伸强度以及冲击强度的变化率大于复合抗老剂,这说明对比例1单独使用抗老剂A制备得到的高温尼龙汽车材料其抗紫外老化作用要小于实施例1~3由复合抗老剂制备得到的高温尼龙汽车材料。从对比例2和3实验数据可以看出,经光老化实验后,其拉伸强度保持率分别为31.0%和66.3%,冲击强度保持率分别为30.8%和61.5%;这说加入常规抗老剂制备得到的高温尼龙汽车材料,其拉伸强度以及冲击强度的变化率比采用本发明所述方法制备得到的抗老剂A要大;这说明本发明所述方法制备得到的抗老剂A的抗紫外老化作用要好于常规抗老剂。
此外,通过实施例1~3和对比例1~3对比,从上述数据可以看出,实施例1~3采用复合抗老剂制备得到的高温尼龙汽车材料其抗紫外老化作用要远远好于单独采用抗老剂A、抗老剂B或抗老剂C制备得到的尼龙汽车材料,这说明本发明所述的由抗老剂A、抗老剂B和抗老剂C组成的复合抗老剂具有协同抗紫外老化作用。
Claims (9)
1.一种高温尼龙汽车材料,其特征在于,由包含如下重量份的原料制成:
尼龙80~120份;玻璃纤维粉20~30份;复合抗老剂0.5~3份;
所述的复合抗老剂包含抗老剂A、抗老剂B和抗老剂C;所述抗老剂A、抗老剂B和抗老剂C的质量比为2~4:1:1;
所述的抗老剂A通过包含如下步骤的方法制备得到:
将四苯基邻苯二甲酸酐溶于甲苯中,然后加入十二烷基伯胺和4-二甲氨基吡啶进行加热回流反应1~3h,冷却静止后得沉淀,即所述的抗老剂A;
所述的抗老剂B为3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯;所述的抗老剂C为2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑。
2.根据权利要求1所述的高温尼龙汽车材料,其特征在于,由包含如下重量份的原料制成:
尼龙100~120份;玻璃纤维粉25~30份;复合抗老剂1~3份。
3.根据权利要求1所述的高温尼龙汽车材料,其特征在于,由包含如下重量份的原料制成:
尼龙100份;玻璃纤维粉25份;复合抗老剂1份。
4.根据权利要求1所述的高温尼龙汽车材料,其特征在于,所述的尼龙为尼龙66。
5.根据权利要求1所述的高温尼龙汽车材料,其特征在于,四苯基邻苯二甲酸酐与十二烷基伯胺和4-二甲氨基吡啶的质量比为4.0~5.0:1.5~2.5:0.2~0.3。
6.根据权利要求5所述的高温尼龙汽车材料,其特征在于,四苯基邻苯二甲酸酐与十二烷基伯胺和4-二甲氨基吡啶的质量比为4.3~4.8:1.8~2.3:0.2~0.3。
7.根据权利要求5所述的高温尼龙汽车材料,其特征在于,四苯基邻苯二甲酸酐与十二烷基伯胺和4-二甲氨基吡啶的质量比为4.5:1.9:0.25。
8.根据权利要求1所述的高温尼龙汽车材料,其特征在于,四苯基邻苯二甲酸酐与甲苯的用量比为1g:8~15mL。
9.权利要求1~8任一项所述的高温尼龙汽车材料的制备方法,其特征在于,包含如下步骤:
先将尼龙、玻璃纤维粉和复合抗老剂放入高速混合机中混合均匀,然后放入双螺杆挤出机中熔融共混并挤出造粒即得所述的高温尼龙汽车材料。
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