CN113150538A

CN113150538A - 一种汽车悬架平面轴承再生pa6/pok合金增强耐磨材料及其制备方法

Info

Publication number: CN113150538A
Application number: CN202110165726.0A
Authority: CN
Inventors: 彭景彬; 杨冬
Original assignee: Guangzhou Chendong New Materials Co ltd
Current assignee: Guangzhou Chendong New Materials Co ltd
Priority date: 2021-02-06
Filing date: 2021-02-06
Publication date: 2021-07-23

Abstract

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料及其制备方法。本发明所述的一种用于汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料，其由下述质量百分比的组分构成：聚酰胺再生PA6树脂15％‑85％、聚酮POK树脂20％‑75％、玻璃纤维4％‑60％、相容剂0.1％‑40％、耐磨剂0.2％‑10％、润滑剂0.2‑5％、抗氧剂0.1％‑2％、抗水解剂0.1％‑5％上述组分总和为100％。汽车悬架平面轴承领域一直使用PA66作为首选材料，本发明利用PA6材料本身比PA66更为优异的耐寒性能及尺寸稳定性，以及优廉价格，和回收利用，利用再生PA6/POK合金技术加入玻璃纤维填充量提高材料拉伸强度及降低吸水率，同时通过添加相容剂和抗水解助剂，提高冲击强度及降低吸水率满足市场减震器平面轴承材料的耐磨性能和尺寸稳定性能，代替传统聚酰胺PA66材料，满足性能要求的同时降低了降低生产成本。

Description

一种汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种汽车悬架平面轴承再生 PA6/POK合金增强耐磨材料及其制备方法。

背景技术

轴承是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。国内航空轴承、高铁轴承、机器人轴承等基本以进口轴承为主。

轴承材料一般有金属材料和非金属材料，本发明涉及的是一种非金属高分子聚酰胺增强材料，用于汽车轻量化以塑代钢部件。

汽车悬挂减震器平面轴承的作用就是起到一个减震和车体的活动链接作用，避免直接摩擦，如果坏了，无论是原地大方向，还是行驶中大方向都会有咯噔咯噔的响声，同时伴有震感，方向也会沉，如今轻量的设计，便于安装且减少摩擦和噪音水平，以实现舒适的驾驶。

当今汽车悬架减震器平面轴承选材方面，均由玻璃纤维增强聚酰胺PA66 (聚己二酰己二胺)塑料加工而成，确保额外的强度、易于安装且轻量化。

由于聚酰胺PA66的合成上游单体″己二腈″，只有少数几个发达国家的著名大公司才能生产，包括美国杜邦公司、法国罗纳普郎克公司、美国孟山都公司、德国巴斯夫公司、意大利拉蒂西集团化工厂和日本旭化成公司，其生产技术尚处在高度垄断状态。

我国目前尚没有己二腈工业化生产装置，己二腈的需求一直依赖进口；PA66 原材料2020年6月至11月，由17000元/吨涨价至34000元/吨，不定期的断供及涨价造成，国内相关制造业不堪重负。。

鉴于此，本发明提供一种汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料。

发明内容

本发明利用再生PA6聚合物接近于PA66各项机械性能及化学性能，利用聚酮POK优异的耐磨性和低吸水率及耐化学性能，做合金改性技术弥补传统 PA6吸水率大和耐磨问题，

本发明提供以下方案：

一种用于汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料，其由下述质量百分比的组分构成：

聚酰胺再生PA6树脂15％-85％、玻璃纤维4％-60％、相容剂0.1％-40％、耐磨剂0.2％-10％、润滑剂0.2-5％、抗氧剂0.1％-2％、抗水解剂0.1％-5％上述组分总和为100％，所述PA6/POK合金增强耐磨材料具有根据ISO 62测试小于4％的吸收率和根据ISO9352测试小于4％的磨损率。

优选地，所述的再生PA6材料由废旧渔网丝回收清洗分离提纯经挤出机切粒利用，满足ISO 179缺口冲击≥5kJ/m²，ISO 527拉伸≥75MPa，ISO 527伸长率≥80％，ISO1133熔融指数(250℃/1.2kg)≤50g/cm³。

优选地，所述的聚酮POK材料为市售M230A M930A、M330A、M340A、 M620A、M630A、M640A等一种或多种。

优选地，所述的玻璃纤维为市售硅烷偶联剂表面处理过，长3.0-4.0mm，直径8-15um玻璃纤维。

优选地，所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐或GMA、乙烯和甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SBS-g-MAH)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)的一种或多种，优选(POE-g-MAH)、(SEBS- g-MAH)。

优选地，所述的耐磨剂为石墨粉、六钛酸钾晶须(轮胎专用)、MoS2、 UHMWPE、PTFE、碳黑一种或多种。

优选地，所述的润滑剂均为市售硬脂酸类、乙撑双硬脂酰胺、芥酸酰胺、油酸酰胺、硅酮类、聚烯烃蜡等的一种或多种混合物。

优选地，所述的抗氧剂均为市售受阻酚类、受阻胺类、邻羟基苯基三嗪类、无机磷酸盐、亚磷酸酯类、硫代酯类，优选抗氧剂为受阻酚或亚磷酸酯中的一种或两种物质的混合物。

优选地，所述的抗水解剂均市售由有机铜盐、卤化亚铜、卤化钾、钼酸钠、聚硅氧烷憎水剂等的一种或多种物质的混合物。

如前述所述的一种用于汽车悬架平面轴承PA6增强耐磨材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、备料：按照配方取各原料组分；

S2、预混料：将聚酰胺再生PA6树脂、聚酮POK树脂、抗氧剂、耐磨剂、润滑剂、相容助剂在低速混合机中混合得到预混料；由准备好的塑料挤出机主喂料下料；

S3、挤出机侧位料：下玻璃纤维；

S4、真空脱灰负压值：-0.08MPa

S5、熔融挤出：预混料+侧位料经双螺杆挤出机在235-265℃下熔融挤出，冷却，切粒制备得到一种汽车悬架平面轴承PA6/POK合金增强耐磨材料。

所述双螺杆挤出机的螺杆直径为65mm，长径比L/D为43；由加料口到机头的各螺筒温度分别是：240±10℃、250±10℃、265±10℃、260℃±10℃、 250±10℃、240±10℃，230±10℃，265±10℃；螺杆转速300r/min，主喂喂料转速60r/min，侧喂料转速25r/min，总喂料量为100-250kg/h；熔融挤出后采取热环切方式切粒，风冷得到一种汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料。

本发明还提供一种汽车悬架平面轴承，其由所述的一种用于汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料制备而成。

本发明具有以下有益效果：

本发明的再生PA6/POK合金增强耐磨材料与现有市售PA66材料性能及技术相比，利用PA6材料本身比PA66更为优异的耐寒性能及尺寸稳定性，通过合金改性技术降低聚酰胺PA6吸水率，加入聚酮POK聚合物提高耐磨性能提高玻璃纤维填充量提高材料拉伸强度及降低吸水率，同时通过添加相容剂和抗水解助剂，提高冲击强度及降低吸水率满足市场减震器平面轴承材料的耐磨性能和尺寸稳定性能，满足市场主流汽车厂商应用，代替传统聚酰胺PA66材料，降低生产成本和涨价及断供风险。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语″上″、″下″、″左″、 ″右″、″竖直″、″水平″、″内″、″外″等指示的方位或位置关系为该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语″第一″、″第二″、″第三″等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1-4和对比例1-2：

依据下述方法制备用于汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料：

S1、备料：按照表1比例配方取各原料组分；

S3、挤出机侧位料：下玻璃纤维；

S4、真空脱灰负压值：-0.08MPa；

S5、熔融挤出：预混料+侧位料经双螺杆挤出机在235-265℃下熔融挤出，采取热环切方式切粒，风冷得到一种汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料；

所述双螺杆挤出机的螺杆直径为65mm，长径比L/D为43；由加料口到机头的各螺筒温度分别是：240±10℃、250±10℃、265±10℃、260℃± 10℃、250±10℃、240±10℃，230±10℃，265±10℃；螺杆转速 300r/min，主喂喂料转速60r/min，侧喂料转速25r/min，总喂料量为100- 250kg/h；

S6、将所制的一种汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料 110℃干燥5小时；

S7、注塑机加工，加工温度：射嘴段265±10℃，中间段260±10℃，前段240±10℃。

注塑ISO 527拉伸测试哑铃条、ISO 179冲击测试条、ISO 9352耐磨摩损率测试标准板、ISO 294-4收缩率测试，性能参见表2。

表1实施例1-4和对比例1-2所述各原料用量如下：

以上所述材料为以下市售材料

*：再生聚酰胺PA6：易塑网 *：玻璃纤维：重庆国际复合材料ECS301-HP

*：SEBS-g-MAH：kraton公司RP-6670 *：MoS2：琼岳化工2500目

*：PTFE：3M Dyneon *：润滑剂：KAOWAX EB-FF

*：1098抗氧剂：巴斯夫 *：抗水解剂：布吕格曼公司

*：M330A聚酮：晓星公司 *：六钛酸钾晶须：博钛公司(2500目)

表2：实施例1-3和对比例1-2所制备的耐磨材料的性能

从以上测试结果可以看出，本发明制备的一种汽车悬架平面轴承再生 PA6/POK合金增强耐磨材料的吸水率低于现有的PA66产品，强度优于现有的 PA66产品，在磨损率和尺寸稳定性上优于PA66产品，可以代替传统聚酰胺 PA66材料，降低了生产成本。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims

1.一种用于汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料，其由下述质量百分比的组分构成：

再生聚酰胺PA6树脂15％-85％、聚酮POK树脂20％-75％、玻璃纤维4％-60％、相容剂0.1％-40％、耐磨剂0.2％-10％、润滑剂0.2-5％、抗氧剂0.1％-2％、抗水解剂0.1％-5％上述组分总和为100％，所述再生PA6/POK合金增强耐磨材料具有根据ISO 62测试小于4％的饱和吸水率和根据ISO 9352测试小于4％的磨损率。

2.如权利要求1所述的一种用于汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料，其特征在于：所述的再生PA6材料由废旧渔网丝回收清洗分离提纯经挤出机切粒利用，满足ISO 179缺口冲击≥5kJ/m²，ISO 527拉伸≥75MPa，ISO 527伸长率≥80％，ISO 1133熔融指数(250℃/1.2kg)≤50g/cm³。

3.如权利要求1所述的一种用于汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料，其特征在于：所述的POK聚酮利用一氧化碳、乙烯、丙烯合成，优选2.0-4.0粘度树脂(乌氏粘度)。

4.如权利要求1所述的一种用于汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料，所述的玻璃纤维为市售硅烷偶联剂表面处理过，长3.0-4.0mm，直径8-15um玻璃纤维。

5.如权利要求1所述的一种用于汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料，所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐或GMA、乙烯和甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SBS-g-MAH)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)的一种或多种，优选(POE-g-MAH)、(SEBS-g-MAH)。

6.如权利要求1所述的一种用于汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料，所述的耐磨剂为石墨粉、六钛酸钾晶须(轮胎专用)，MoS2、UHMWPE、PTFE、碳黑一种或多种。

7.如权利要求1所述的一种用于汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料，所述的润滑剂均为市售硬脂酸类、乙撑双硬脂酰胺、芥酸酰胺、油酸酰胺、硅酮类、聚烯烃蜡等的一种或多种混合物。

8.如权利要求1所述的一种用于汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料，所述的抗氧剂均为市售受阻酚类、受阻胺类、邻羟基苯基三嗪类、无机磷酸盐、亚磷酸酯类、硫代酯类，优选抗氧剂为受阻酚或亚磷酸酯中的一种或两种物质的混合物；所述的抗水解剂均市售由有机铜盐、卤化亚铜、卤化钾、钼酸钠、聚硅氧烷憎水剂等的一种或多种物质的混合物。

9.如权利要求1-8任一项所述的一种用于汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、备料：按照配方取各原料组分；

S3、挤出机侧位料：下玻璃纤维；

S4、真空脱灰负压值：-0.08MPa

S5、熔融挤出：预混料+侧位料经双螺杆挤出机在225-265℃下熔融挤出，冷却，切粒制备得到一种汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料。

10.一种汽车悬架平面轴承，其由权利要求1-8任一项所述的一种用于汽车悬架平面轴承再生PA6/POK合金增强耐磨材料制备而成。