CN111875924A - 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，所述制备原料的种类及质量分数依次为高分子聚合物40‑80重量份，耐磨性改性材料10‑30重量份以及摩擦系数改性材料2‑20重量份。在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250℃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

一种注塑产品及其制备原料和方法
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，当转子的转速达到10000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250℃，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的种类及质量分数依次为高分子聚合物40-80重量份，耐磨性改性材料10-30重量份以及摩擦系数改性材料2-20重量份。这样的制备原料，利用高分子聚合物作为基材，可提高制备原料的耐高温性能；利用耐磨性改性材料对高分子聚合物进行耐磨改性，以提高其耐磨性能；利用摩擦系数改性材料对高分子聚合物进行摩擦系数改性，以降低其摩擦系数。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250℃的无油环境中以高达10000转/分钟的转速长期工作；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，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，所述高分子聚合物至少为聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮、聚醚酮醚酮酮、热塑性聚酰亚胺、酚醛树脂以及聚酰胺酰亚胺中的一种。进一步得，所述高分子聚合物为所述聚醚醚酮、所述聚醚酮、所述聚醚酮酮、所述聚醚酮醚酮酮、所述热塑性聚酰亚胺、所述酚醛树脂以及所述聚酰胺酰亚胺中任意比例的两种或多种的混合材料。这样的高分子聚合物，耐高温性能好，可提高采用该种制备原料制备得到的注塑产品耐高温性能，进而使其注塑产品比如电子真空泵用的转子及叶片可在250℃的高温下长期工作，降低注塑产品的使用成本。
优选地，所述耐磨性改性材料至少为碳纤维、陶瓷粉以及玻璃纤维中的一种。进一步地，所述耐磨性改性材料为所述碳纤维、所述陶瓷粉以及所述玻璃纤维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、石墨烯以及纳米青铜粉中的一种。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、所述石墨烯以及所述纳米青铜粉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高分子聚合物的摩擦系数进行改性，可有效降低高分子聚合物的摩擦系数，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尺寸稳定剂5-10重量份，该尺寸稳定剂可为聚苯并咪唑。这样，在注塑成型时，可利用尺寸稳定剂聚苯并咪唑稳定高分子聚合物在温度急速变化时的尺寸变化，以提高利用该制备原料制备得到的注塑产品的形状及尺寸稳定性。
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，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，摩擦系数较低，进而可降低注塑产品在使用中摩擦产生的热量，延长注塑产品的使用寿命，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，聚醚醚酮40重量份、陶瓷粉30重量份以及石墨20重量份。在制备原料中，聚醚醚酮是作为基材的高分子聚合物，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，添加尺寸稳定剂，比如聚苯并咪唑5重量份。这样，利用聚苯并咪唑作为尺寸稳定剂，可在注塑成型时有效控制高分子聚合物的尺寸变化，从而可提高注塑产品在注塑成型时的形状及尺寸稳定性。
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
相较于上述实施例，本实施例中仅对制备原料进行调整，具体调整如下：
作为基材高分子聚合物的聚醚酮60重量份；作为耐磨性改性材料的碳纤维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、二硫化钨和纳米青铜粉依次为2重量份、4重量份、3重量份、5重量份和3重量份；作为尺寸稳定剂的聚苯并咪唑6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：
作为基材高分子聚合物的聚醚酮酮、热塑性聚酰亚胺和聚醚酮醚酮酮依次为20重量份、15重量份和20重量份；作为耐磨性改性材料的碳纤维和玻璃纤维各10重量份；作为摩擦系数改性材料的二硫化钼、二硫化钨和纳米青铜粉依次为5重量份、2重量份和2重量份；作为尺寸稳定剂的聚苯并咪唑8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：
作为基材高分子聚合物的聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮和聚酰胺酰亚胺依次为10重量份、20重量份、5重量份和40重量份；作为耐磨性改性材料的碳纤维、陶瓷粉和玻璃纤维依次为7重量份、3重量份和5重量份；作为摩擦系数改性材料的聚四氟乙烯2重量份；作为尺寸稳定剂的聚苯并咪唑10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：
作为基材高分子聚合物的聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮、聚酰亚胺、酚醛树脂和聚酰胺酰亚胺依次为10重量份、10重量份、10重量份、10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石墨烯烯和二硫化钨各2重量份；作为尺寸稳定剂的聚苯并咪唑10重量份。
另外，在选取制备原料时，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，作为基材高分子聚合物的聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮、聚醚酮醚酮酮、热塑性聚酰亚胺、酚醛树脂和聚酰胺酰亚胺可以以任意比例相互替代；作为耐磨性改性材料的碳纤维、陶瓷粉和玻璃纤维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、石墨烯和纳米青铜粉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汽车用电子真空泵中的转子和叶片均可满足在250℃的无油环境中以10000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的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的种类及质量分数依次为高分子聚合物40-80重量份，耐磨性改性材料10-30重量份以及摩擦系数改性材料2-20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，所述高分子聚合物至少为聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮、聚醚酮醚酮酮、热塑性聚酰亚胺、酚醛树脂以及聚酰胺酰亚胺中的一种。
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，所述高分子聚合物为所述聚醚醚酮、所述聚醚酮、所述聚醚酮酮、所述聚醚酮醚酮酮、所述热塑性聚酰亚胺、所述酚醛树脂以及所述聚酰胺酰亚胺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、陶瓷粉以及玻璃纤维中的一种。
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、所述陶瓷粉以及所述玻璃纤维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、石墨烯以及纳米青铜粉中的一种。
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、所述石墨烯以及所述纳米青铜粉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尺寸稳定剂5-10重量份，该尺寸稳定剂可为聚苯并咪唑。
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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