CN111849165A - 一种注塑产品及其制备原料和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及注塑领域，尤其涉及一种注塑产品比如电子真空泵用的转子及叶片及其制备原料和方法。为解决现有的注塑产品在使用环境的温度过高时，易软化变形的问题，本发明提出一种注塑产品的制备原料，所述制备原料包括的材料种类及质量分数依次为热塑性树脂50‑90重量份，耐磨性改性材料10‑40重量份，摩擦系数改性材料2‑25重量份。利用这样的制备原料制备注塑产品，耐高温性能好，一般可在180℃的无油环境中长期工作；耐磨性能好，摩擦系数低，可有效降低转子及叶片在无油环境中的磨损程度以及摩擦产生的热量。
Description
技术领域
本发明涉及注塑领域，尤其涉及一种注塑产品比如电子真空泵用的转子及叶片及其制备原料和方法。
背景技术
现有的注塑产品，一旦使用环境的温度过高，极易发生软化变形，甚至熔化的问题，影响使用。以汽车制动阻力系统中使用的电子真空泵中的转子及叶片为例，为提高汽车行驶安全性，在制动过程中，电子真空泵中的转子需在无油状态下高速旋转，同时带动叶片在转子上的叶片槽中高速滑动，从而将电子真空泵的泵体内部抽真空。在电子真空泵运转过程中，转子的转速需要达到6500转/分钟，此时，因转子高速转动摩擦生热导致泵体内部的温度可达180℃，采用一般的塑料材料制成转子及叶片供给电子真空泵使用时，很容易因为温度过高而软化变形，进而导致电子真空泵无法使用，甚至发生车祸并导致驾乘人员伤亡。为提高驾驶安全性，目前通常采用石墨材料制备电子真空泵的转子及叶片。但是，采用石墨材料制备电子真空泵的转子及叶片时，加工困难导致加工速度慢，进而导致加工成本高；在石墨加工过程中，会产生大量的粉尘，不仅污染环境，还会对加工人员的身体健康造成隐患。另外，由于加工速度慢，加工厂商无法保证产能，为满足供给需要，通常需要提前生产，导致加工厂商的库存成本增加，进而导致石墨转子及叶片的生产成本进一步增加。
发明内容
为解决现有的注塑产品在使用环境的温度过高时，易软化变形的问题，本发明提出一种注塑产品的制备原料，所述制备原料包括的材料种类及质量分数依次为热塑性树脂50-90重量份，耐磨性改性材料10-40重量份，摩擦系数改性材料2-25重量份。这样的制备原料，利用热塑性树脂作为基材，可提高制备原料的耐高温性能；利用耐磨性改性材料对热塑性树脂进行耐磨改性，以提高其耐磨性能；利用摩擦系数改性材料对热塑性树脂进行摩擦系数改性，以降低其摩擦系数，进而降低摩擦生热量。在利用这样的制备原料制备注塑产品，尤其是汽车用电子真空泵中的转子及叶片时，制备得到的转子及叶片，耐高温性能好，一般可在180℃的无油环境中长期工作；耐磨性能好，摩擦系数低，可有效降低转子及叶片在电子无油环境中的磨损程度以及摩擦产生的热量，从而可降低电子真空泵泵体内部的温度，延长转子及叶片的使用寿命，进而可提高采用该类电子真空泵的汽车的行驶安全性。
优选地，所述热塑性树脂至少为聚亚苯基砜树脂、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚砜树脂及聚苯硫醚中的一种。进一步得，所述热塑性树脂为所述聚亚苯基砜树脂、所述聚砜、所述聚醚酰亚胺、所述聚醚砜树脂及所述聚苯硫醚中任意比例的两种或多种的混合材料。这样的热塑性树脂，成型稳定，耐高温性能好，可避免采用该种制备原料制备得到的注塑产品在注塑过程中及注塑完成后发生变形，保证注塑良品率，进而可降低制备注塑产品的成本。
优选地，所述耐磨性改性材料至少为碳纤维、陶瓷粉以及芳纶中的一种。进一步地，所述耐磨性改性材料为所述碳纤维、所述陶瓷粉及所述芳纶中的任意比例的两种或多种的混合材料。这样，在具体实施时，可根据所制备的注塑产品的使用环境，尤其是其对磨件的材质来调整耐磨性改性材料的类别，从而可有效提高制备得到的注塑产品在使用过程中的耐磨性能，进而可有效延长制备得到的注塑产品的使用寿命，降低注塑产品的使用成本。
优选地，所述摩擦系数改性材料至少为石墨、聚四氟乙烯、二硫化钼、二硫化钨以及碳纳米管中的一种。进一步地，所述摩擦系数改性材料为所述石墨、所述聚四氟乙烯、所述二硫化钼、所述二硫化钨、所述碳纳米管中的任意比例的两种或多种的混合材料。这样，利用这些摩擦系数改性材料中的一种或多种对热塑性树脂的摩擦系数进行改性，可有效降低热塑性树脂的摩擦系数，进而可降低利用该制备原料制备得到的注塑产品比如汽车用电子真空泵中的转子及叶片在转动及相对滑动过程中的摩擦系数，从而可降低注塑产品在运转过程中因摩擦产生的热量，进而可降低注塑产品所处的相对密封的工作环境的温度。
优选地，所述制备原料还包括界面粘合剂2-5重量份，且该界面粘合剂为纳米硅胶粉。这样，可利用界面粘合剂将热塑性树脂、耐磨性改性材料及摩擦系数改性材料在混合过程中粘合成一体，进而可提高制备原料的耐磨性能。
本发明还提出一种利用上述任意一种制备原料制备注塑产品的制备方法，在进行制备时，先将述的制备原料混合均匀，再利用造粒装置对所述制备原料进行造粒形成注塑颗粒，接着将所述注塑颗粒送入注塑装置中注塑成型，得到注塑产品或注塑胚体，且当注塑成型得到的是所述注塑胚体时，对所述注塑胚体进行精加工得到注塑产品。采用本发明制备方法制备注塑产品，制备过程简单方便，不仅制备方法简单，可大幅度的压缩制备成本，且制备得到的注塑产品的耐高温性能及耐磨性能都较好，摩擦系数较低，可避免注塑产品在使用过程中因无法适用高温无油环境而报废，进一步降低该注塑产品的使用成本。
另外，本发明还提出一种注塑产品，该注塑产品采用上述制备方法制备得到。
具体实施方式
下面，结合具体实施例对本发明注塑产品及其制备方法进行详细说明。
实施例1
选取制备原料，其中，聚亚苯基砜树脂50重量份、陶瓷粉40重量份以及石墨25重量份。在制备原料中，聚亚苯基砜树脂是作为基材的热塑性树脂，当基材的耐高温性能提高时，制备原料整体的耐高温性能也相应提高，进而提高采用该制备原料制备得到的注塑产品的耐高温性能；陶瓷粉作为耐磨性改性材料使用，可有效提高制备原料的耐磨性能，进而提高采用该制备原料制备得到的注塑产品的耐磨性能；石墨作为摩擦系数改性材料使用，可降低采用该制备原料制备得到的注塑产品的摩擦系数，进而可降低注塑产品在运转过程中的摩擦生热量。优选地，选取制备原料时，添加界面粘合剂，比如纳米硅胶粉5重量份。这样，利用界面粘合剂将热塑性树脂、耐磨性改性材料及摩擦系数改性材料在混合过程中粘合成一体，进而可提高制备原料的耐磨性能。
在制备原料选取完成后，将制备原料利用搅拌装置混合均匀，并将混合均匀的制备原料送入造粒装置中进行造粒形成注塑颗粒。接着将注塑颗粒送入到注塑装置中进行注塑成型，从而得到注塑产品或者注塑胚体，且当注塑成型得到的是注塑胚体时，可通过后期车、铣、磨等方式进行精加工以得到注塑产品。
实施例2
相较于实施例1，本实施例中仅对制备原料进行调整，具体调整如下：
作为基材的热塑性树脂聚砜70重量份；作为耐磨性改性材料的碳纤维20重量份；作为摩擦系数改性材料的聚四氟乙烯、碳纳米管和二硫化钼依次为5重量份、3重量份和7重量份；纳米硅胶粉4重量份。
实施例3
相较于上述实施例，本实施例中也仅是对制备原料进行调整，具体调整如下：
作为基材的热塑性树脂聚醚砜树脂和聚砜各30重量份；作为耐磨性改性材料的碳纤维和芳纶各15重量份；作为摩擦系数改性材料的石墨、聚四氟乙烯、二硫化钼、二硫化钨和碳纳米管依次为3重量份、5重量份、2重量份、6重量份和3重量份；纳米硅胶粉4重量份。
实施例4
相较于上述实施例，本实施例中也仅是对制备原料进行调整，具体调整如下：
作为基材的热塑性树脂聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚和聚亚苯基砜树脂依次为20重量份、20重量份、20重量份和20重量份；作为耐磨性改性材料的碳纤维、陶瓷粉和芳纶依次为8重量份、5重量份和2重量份；作为摩擦系数改性材料的聚四氟乙烯和碳纳米管分别为5重量份和3重量份；纳米硅胶粉3重量份。
实施例5
相较于上述实施例，本实施例中也仅是对制备原料进行调整，具体调整如下：
作为基材热塑性树脂的聚亚苯基砜树脂、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚砜树脂和聚苯硫醚依次为10重量份、15重量份、15重量份、20重量份和30重量份；作为耐磨性改性材料的碳纤维和陶瓷粉分别为3重量份和7重量份；作为摩擦系数改性材料的聚四氟乙烯2重量份；纳米硅胶粉2重量份。
实施例6
相较于上述实施例，本实施例中也仅是对制备原料进行调整，具体调整如下：
作为基材热塑性树脂的聚亚苯基砜树脂、液晶聚合物、聚醚砜树脂和聚苯硫醚依次为10重量份、25重量份、20重量份和30重量份；作为耐磨性改性材料的碳纤维和陶瓷粉分别为3重量份和5重量份；作为摩擦系数改性材料的二硫化钼3重量份；纳米硅胶粉3重量份。
另外，在选取制备原料时，各种原料均为颗粒直径小于等于1mm的粉状材料，其中，作为基材热塑性树脂的聚亚苯基砜树脂、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚砜树脂、液晶聚合物和聚苯硫醚可以以任意比例相互替代；作为耐磨性改性材料的碳纤维、陶瓷粉和芳纶可以以任意比例相互替代；作为摩擦系数改性材料的石墨、聚四氟乙烯、二硫化钼、二硫化钨和碳纳米管也可以以任意比例相互替代。
经试验可知，上述实施例制备得到的注塑产品即汽车用电子真空泵中的转子和叶片均可满足在180℃的无油环境中以6500转/分钟的转速连续工作的需求。另外，采用本发明提出的制备原料及制备方法制备汽车用电子真空泵中的转子和叶片时，相较于采用石墨制备汽车用电子真空泵中的转子和叶片，生产成本可降低至少20％。
Claims (10)
1.一种注塑产品的制备原料，其特征在于，所述制备原料包括的材料种类及质量分数依次为热塑性树脂50-90重量份，耐磨性改性材料10-40重量份，摩擦系数改性材料2-25重量份。
2.根据权利要求1所述的注塑产品的制备原料，其特征在于，所述热塑性树脂至少为聚亚苯基砜树脂、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚砜树脂、液晶聚合物及聚苯硫醚中的一种。
3.根据权利要求2所述的注塑产品的制备原料，其特征在于，所述热塑性树脂为所述聚亚苯基砜树脂、所述聚砜、所述聚醚酰亚胺、所述聚醚砜树脂、所述液晶聚合物及所述聚苯硫醚中任意比例的两种或多种的混合材料。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的注塑产品的制备原料，其特征在于，所述耐磨性改性材料至少为碳纤维、陶瓷粉以及芳纶中的一种。
5.根据权利要求4所述的注塑产品的制备原料，其特征在于，所述耐磨性改性材料为所述碳纤维、所述陶瓷粉及所述芳纶中的任意比例的两种或多种的混合材料。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的注塑产品的制备原料，其特征在于，所述摩擦系数改性材料至少为石墨、聚四氟乙烯、二硫化钼、二硫化钨以及碳纳米管中的一种。
7.根据权利要求6所述的注塑产品的制备原料，其特征在于，所述摩擦系数改性材料为所述石墨、所述聚四氟乙烯、所述二硫化钼、所述二硫化钨、所述碳纳米管中的任意比例的两种或多种的混合材料。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的注塑产品的制备原料，其特征在于，所述制备原料还包括界面粘合剂2-5重量份，且该界面粘合剂为纳米硅胶粉。
9.一种利用权利要求1-8中任意一项制备原料制备注塑产品的制备方法，其特征在于，在进行制备时，先将述的制备原料混合均匀，再利用造粒装置对所述制备原料进行造粒形成注塑颗粒，接着将所述注塑颗粒送入注塑装置中注塑成型，得到注塑产品或注塑胚体，且当注塑成型得到的是所述注塑胚体时，对所述注塑胚体进行精加工得到注塑产品。
10.一种利用权利要求9所述的制备方法制备得到的注塑产品。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201030 |