CN111117223A - 一种汽车轴承用尼龙材料及其制备方法 - Google Patents

一种汽车轴承用尼龙材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种尼龙材料及其制备方法，尤其是一种汽车轴承用再生尼龙材料及其制备方法。本发明的材料包括以下重量份数的组分：再生尼龙料50‑70份，第二组分聚合物1‑10份，相容剂1‑5份，增强体35‑50份，封端剂0.5‑5份，增韧剂5‑10份，填充剂1‑10份，润滑剂0.2‑1份，稳定剂0.2‑1份。本发明汽车轴承用尼龙材料具有低吸湿性，力学性能优异，低温韧性好、尺寸稳定性高、摩擦扭矩低等特点，同时绿色环保且极具成本优势；另外，产品工艺过程易于工业化生产。

Description

一种汽车轴承用尼龙材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种尼龙材料及其制备方法，尤其是一种汽车轴承用尼龙材料及其制备方法，属于材料技术领域。
背景技术
再生尼龙也称尼龙回料，因具有较好的机械强度、耐磨性、耐热性、耐油性、及耐化学药品性；与新料比，具有显著成本优势，因此，具有广泛的应用潜力。
汽车轴承属于汽车底盘关键零部件，对材料要求极高，尤其是静摩擦力、耐腐蚀、抗弯强度、尺寸稳定性、耐热性等方面，同时汽车高速行驶过程中，需要考虑尼龙材料与密封软胶的兼容性，需要使得二者保持粘接牢固，保证使用安全。及与密封软胶兼容性。但是，再生尼龙料由于来源范围广，也造成了再生料成分复杂，多次成型加工也导致材料易降解，性能损失，尤其是颜色和机械性能，致使再生尼龙材料稳定性变差，目前鲜有再生尼龙材料应用于汽车轴承例子。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种汽车轴承用尼龙材料，具有超低吸湿性，力学性能优异，低温韧性好、尺寸稳定性高等优点
为了使再生尼龙材料满足汽车轴承的高要求，本发明采用如下技术方案：
一种汽车轴承用尼龙材料，包括以下重量份数的组分：
再生尼龙料50-70份
第二组分聚合物 1-10份
相容剂1-5份
增强体35-50份
封端剂0.5-5份
增韧剂5-10份
填充剂1-10份
润滑剂0.2-1份
稳定剂0.2-1份。
进一步方案，所述再生尼龙材料为再生尼龙6，再生尼龙66中的一种或两种混合物，优选再生尼龙66。
进一步方案，所述第二组分聚合物为超高分子量聚乙烯、超高分子量聚二甲基硅氧烷、热塑性聚氨酯、乙烯丙烯酸共聚物、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种，优选热塑性聚氨酯。
进一步方案，所述相容剂为聚氧乙烯烷基醇酰胺、脂肪酸聚氧乙烯酯、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物中的一种，优选聚氧乙烯烷基醇酰胺。
进一步方案，所述增强体为直径6-15um的抗水解无碱玻纤，优选直径为9um抗水解无碱玻璃纤维。
进一步方案，所述封端剂为己二酸(HDA)、癸二酸(DDA)、对苯二甲酸(TPA)、间苯二甲酸(IPA)、2-乙氧基-丙胺、异丁胺、乙氧基丁胺中的一种，优选2-乙氧基-丙胺；
所述增韧剂为马来酸酐接枝聚烯烃、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝EPDM、马来酸酐接枝SEBS、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种，优选马来酸酐接枝SEBS。
进一步方案，所述填充剂为纳米蒙脱土、超细硅灰石、超细碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛中的一种，优选纳米蒙脱土。
进一步方案，所述稳定剂为1098、168、H10、H318、H20、626中的一种或两种组合，优选H10；所述润滑剂为EBS、芥酸酰胺、硬脂酸、氧化PE蜡、改性乙撑双脂肪酸酰胺（TAF）中的一种，优选改性乙撑双脂肪酸酰胺 （TAF）。
一种汽车轴承用尼龙材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将再生尼龙料50-70份，第二组分聚合物 1-10份，相容剂1-5份，封端剂0.5-5份，增韧剂5-10份，填充剂1-10份，润滑剂0.2-1份，稳定剂0.2-1份按重量份数混配成混合物，放入高速混合机中混合1-3min，获得混合物；
（2）通过料斗将步骤（1）获得的混合物加入到双螺杆挤出机中，同时，将增强体35-50份通过侧喂料口加入，在200-300℃温度下，经历挤出、拉条、牵引、造粒制备成汽车轴承用尼龙材料。
有益效果
与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
1、本发明通过对再生尼龙材料进行封端，避免其加工过程继续降解，提高其加工成型稳定性；采用相容性较好的第二组分聚合物以及优选纳米材料与增韧剂复配，显著降低再生尼龙吸湿性，提高产品尺寸稳定性；通过选取与密封软胶具有相容性的相容剂，增强了再生尼龙材料与密封软胶的兼容性；满足了汽车轴承产品性能要求。
2、采用本发明材料采用再生料，具有显著成本优势，且属于再生循环利用，绿色环保，同时，具有高流动特性，赋予产品薄壁化设计且成型效率高。
3、本发明提供该材料的制备方法，工艺可控，生产成本低，效率高、易于实现工业化。
4、本发明汽车轴承用尼龙材料具有超低吸湿性，力学性能优异，低温韧性好、尺寸稳定性高、摩擦扭矩低、耐磨、耐腐蚀等特点，同时绿色环保且极具成本优势。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例
一种汽车轴承用尼龙材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将再生尼龙料50-70份，第二组分聚合物 1-10份，相容剂1-5份，封端剂0.5-5份，增韧剂5-10份，填充剂1-10份，润滑剂0.2-1份，稳定剂0.2-1份按重量份数混配成混合物，放入高速混合机中混合1-3min，获得混合物；
(2)通过料斗将步骤（1）获得的混合物加入到双螺杆挤出机中，同时，将增强体35-50份通过侧喂料口加入，在200-300℃温度下，经历挤出、拉条、牵引、造粒制备成汽车轴承用尼龙材料。
所述再生尼龙材料为再生尼龙6，再生尼龙66中的一种或两种混合物，优选再生尼龙66。
所述第二组分聚合物为超高分子量聚乙烯、超高分子量聚二甲基硅氧烷、热塑性聚氨酯、乙烯丙烯酸共聚物、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种，优选热塑性聚氨酯。
所述相容剂为聚氧乙烯烷基醇酰胺、脂肪酸聚氧乙烯酯、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物中的一种，优选聚氧乙烯烷基醇酰胺。
所述增强体为直径6-15um的抗水解无碱玻纤，优选直径为9um抗水解无碱玻璃纤维。
所述封端剂为己二酸(HDA)、癸二酸(DDA)、对苯二甲酸(TPA)、间苯二甲酸(IPA)、N-苯亚甲基-3-三乙氧基硅烷基-1-丙胺、N-对二甲氨基苯亚甲基-3-三乙氧基硅烷基-1-乙胺中的一种，优选N-苯亚甲基-3-三乙氧基硅烷基-1-丙胺；
所述增韧剂为马来酸酐接枝聚烯烃、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝EPDM、马来酸酐接枝SEBS、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种，优选马来酸酐接枝SEBS。
所述填充剂为纳米蒙脱土、超细硅灰石、超细碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛中的一种，优选纳米蒙脱土。
所述稳定剂为1098、168、H10、H318、H20、626中的一种或两种组合，优选H10；所述润滑剂为EBS、芥酸酰胺、硬脂酸、氧化PE蜡、改性乙撑双脂肪酸酰胺（TAF）中的一种，优选乙撑双脂肪酸酰胺。
按照上述方法，通过调整具体组分和份数，制备4种汽车轴承用尼龙材料以及对比例，具体配方如下表1所示。
所述封端剂为己二酸(HDA)、癸二酸(DDA)、对苯二甲酸(TPA)、间苯二甲酸(IPA)、2-乙氧基-丙胺、异丁胺、乙氧基丁胺中的一种，优选2-乙氧基-丙胺；
表1对比例和实施例具体配方
组分 对比例1 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
再生尼龙66 55 50 50 55 55
再生尼龙6 20 10
玻璃纤维 40 50 35 48 40
热塑性聚氨酯 5
超高分子量聚乙烯 6 10
超高分子量聚二甲基硅氧烷 1
聚氧乙烯烷基醇酰胺 3 2
脂肪酸聚氧乙烯酯 5
烷基酚聚氧乙烯醚 1
DDA 5
异丁胺 3
2-乙氧基-丙胺 0.5 1
马来酸酐接枝聚烯烃 5 6
马来酸酐接枝SEBS 5 7
马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物 10
纳米蒙脱土 1 3
超细碳酸钙 10
纳米二氧化硅 7
H10 0.2 0.3
1098 0.5 1 0.5
EBS 1
氧化PE蜡 0.8 0.5
改性乙撑双脂肪酸酰胺 1 0.2
以上对比例和实施例性能结果如下表所示
本发明产品对比例与实施例性能表
检测项目 标准 对比例1 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
密度/g/cm<sup>3</sup> ISO 1183 1.51 1.56 1.37 1.37 1.42
拉伸强度/MPa ISO 527 188 245 208 216 238
弯曲强度/MPa ISO 178 295 352 312 323 332
弯曲模量/MPa ISO 178 9800 14550 9920 11310 13950
悬臂梁缺口冲击强度/kJ/m<sup>2</sup>（23℃） ISO 179 7.6 15.6 17.3 15.3 14.8
悬臂梁缺口冲击强度/kJ/m<sup>2</sup>（-30℃） ISO 179 4.6 12.7 14.8 13.2 11.8
热变形温度/℃ ISO 75 232 261 253 256 257
收缩率/% JL法 0.38 0.18 0.31 0.33 0.21
摩擦系数/ GB/T 3960 1.53 0.25 0.35 0.32 0.28
平衡吸水率/% JL法 2.51 0.32 0.61 0.52 0.42
从以上结果可以看出，相比对比例1，本发明实施例1，实施例2，实施例3，实施例4吸水率降低，收缩率降低，产品尺寸稳定性得到明显改善；摩擦系数降低，机械强度提升，耐热温度明显提升，有利于产品性能的稳定与实现，满足了主机厂对汽车轴承材料性能要求。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车轴承用尼龙材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
再生尼龙料50-70份
第二组分聚合物1-10份
相容剂1-5份
增强体35-50份
封端剂0.5-5份
增韧剂5-10份
填充剂1-10份
润滑剂0.2-1份
稳定剂0.2-1份。
2.根据权利要求1所述汽车轴承用尼龙材料，其特征在于：所述再生尼龙材料为再生尼龙6、再生尼龙66中的一种或两种混合物；
所述第二组分聚合物为超高分子量聚乙烯、超高分子量聚二甲基硅氧烷、热塑性聚氨酯、乙烯丙烯酸共聚物、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种。
3.根据权利要求2所述汽车轴承用尼龙材料，其特征在于：
所述再生尼龙材料为再生尼龙66；所述第二组分聚合物为热塑性聚氨酯。
4.根据权利要求1所述汽车轴承用尼龙材料，其特征在于：所述相容剂为聚氧乙烯烷基醇酰胺、脂肪酸聚氧乙烯酯、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物中的一种；
所述增强体为直径6-15um的抗水解无碱玻纤。
5.根据权利要求1所述汽车轴承用尼龙材料，其特征在于：所述相容剂为聚氧乙烯烷基醇酰胺；
所述增强体为直径为9um抗水解无碱玻璃纤维。
6.根据权利要求1所述汽车轴承用尼龙材料，其特征在于：所述封端剂为己二酸HDA、癸二酸DDA、对苯二甲酸TPA、间苯二甲酸IPA、2-乙氧基-丙胺、异丁胺、乙氧基丁胺中的一种；
所述增韧剂为马来酸酐接枝聚烯烃、马来酸酐接枝SEBS、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种；
所述填充剂为纳米蒙脱土、超细硅灰石、超细碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛中的一种。
7.根据权利要求6所述汽车轴承用尼龙材料，其特征在于：所述封端剂为2-乙氧基-丙胺；
所述增韧剂为马来酸酐接枝SEBS。
所述填充剂为纳米蒙脱土。
8.根据权利要求1所述汽车轴承用尼龙材料，其特征在于：所述稳定剂为1098、168、H10、H318、H20、626中的一种或两种组合；
所述润滑剂为EBS、芥酸酰胺、硬脂酸、氧化PE蜡、改性乙撑双脂肪酸酰胺TAF中的一种。
9.根据权利要求8所述汽车轴承用尼龙材料，其特征在于：
所述稳定剂为H10；
所述润滑剂为改性乙撑双脂肪酸酰胺TAF。
10.权利要求1-9任一项所述汽车轴承用尼龙材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将再生尼龙料50-70份，第二组分聚合物1-10份，相容剂1-5份，封端剂0.5-5份，增韧剂5-10份，填充剂1-10份，润滑剂0.2-1份，稳定剂0.2-1份按重量份数混配成混合物，放入高速混合机中混合1-3min，获得混合物；
(2)通过料斗将步骤(1)获得的混合物加入到双螺杆挤出机中，同时，将增强体35-50份通过侧喂料口加入，在200-300℃温度下，经历挤出、拉条、牵引、造粒制备成汽车轴承用尼龙材料。
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