CN113563718A - 一种轻量化塑料外套 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻量化塑料外套，其原料按重量份包括：改性PA66100份、改性玻璃纤维25‑35份、成核剂0.5‑1份、增容剂3‑6份、交联剂0.1‑0.3份；其中，改性PA66为接枝有碳碳双键的PA66；改性玻璃纤维为接枝有碳碳双键的玻璃纤维。本发明所述轻量化塑料外套中PA66与玻璃纤维界面结合性好，没有浮纤现象，机械性能良好，大幅降低衬套的重量。

Description

一种轻量化塑料外套
技术领域
本发明涉及衬套技术领域，尤其涉及一种轻量化塑料外套。
背景技术
传统汽车使用的衬套为金属件，但是金属件的密度大、质量重，随着电动汽车的发展，金属衬套由于质量重会对电动汽车的续航里程产生较大影响；因此需要提出更轻的衬套材料。
玻璃纤维与尼龙66(简称PA66)混杂制得的复合材料具有高刚性、低吸水等优异性能，满足电动汽车轻量化的要求；但是玻璃纤维与尼龙66的混合材料存在浮纤的问题，且玻璃纤维与尼龙66界面不易结合，容易产生缝隙，进而影响材料的性能；需要对其进行改善。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种轻量化塑料外套，本发明所述轻量化塑料外套中PA66与玻璃纤维界面结合性好，没有浮纤现象，机械性能良好，大幅降低衬套的重量。
本发明提出了一种轻量化塑料外套，其原料按重量份包括：改性PA66100份、改性玻璃纤维25-35份、成核剂0.5-1份、增容剂3-6份、交联剂0.1-0.3份；
其中，改性PA66为接枝有碳碳双键的PA66；改性玻璃纤维为接枝有碳碳双键的玻璃纤维。
优选地，在改性PA66的制备过程中，在pH＝12-13的甲醛水溶液中浸泡PA66，然后取出洗涤，再置于物质A溶液中，进行反应，干燥得到改性PA66。
优选地，在改性PA66的制备过程中，物质A为含有碳碳双键的硅烷偶联剂。
优选地，在改性PA66的制备过程中，浸泡温度为65-75℃，浸泡时间为2-2.5h。
优选地，在改性PA66的制备过程中，反应温度为65-75℃，反应时间为3-3.5h。
优选地，在改性PA66的制备过程中，PA66和物质A的重量比为10:0.5-1。
优选地，在改性PA66的制备过程中，物质A溶液的质量分数为1-5wt％。
优选地，在改性PA66的制备过程中，物质A溶液的溶剂为乙醇和水的混合溶剂。
优选地，在改性PA66的制备过程中，用氢氧化钠调节pH。
优选地，改性玻璃纤维为含有碳碳双键的硅烷偶联剂改性玻璃纤维。
上述含有碳碳双键的硅烷偶联剂可以为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等。
上述改性玻璃纤维的制备方法为常规硅烷偶联剂改性方法。
优选地，增容剂为马来酸酐接枝乙烯–辛烯共聚物。
优选地，成核剂为纳米蒙脱土。
上述水均为去离子水。
有益效果：
1.本发明选用含有不饱和碳碳双键的硅烷偶联剂分别对PA66和玻璃纤维进行改性，可以改善PA66和玻璃纤维的相容性，且改性PA66和改性玻璃纤维中的碳碳双键在高温熔融和交联剂作用下可以形成交联网络，从而改善二者的界面结合性能，减少界面间的缝隙，大幅提高本发明的机械性能；另外经硅烷偶联剂改性后，并在增容剂马来酸酐接枝乙烯–辛烯共聚物配合下，可以进一步提高PA66和玻璃纤维的相容性，还可以改善浮纤问题，改善本发明的外观；
2.玻璃纤维和纳米蒙脱土相互配合，提高PA66的结晶效果，进一步提高机械性能；在加工时，纳米蒙脱土可以改善PA66和玻璃纤维的表观粘度，提高本发明的加工性能；
3.使用塑料外套代替金属衬套，可以大幅减重(减重约40％)；减小对电动汽车续航里程的影响。
附图说明
图1为轻量化塑料外套的图片。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
一种轻量化塑料外套，其原料按重量份包括：改性PA66100份、改性玻璃纤维25-35份、成核剂0.5-1份、增容剂3-6份、交联剂0.1-0.3份；
其中，改性PA66为接枝有碳碳双键的PA66；改性玻璃纤维为接枝有碳碳双键的玻璃纤维。
上述轻量化塑料外套，其原料还可以包括：润滑剂、阻燃剂、流动改性剂、扩链剂、脱模剂、着色剂、颜料、染料、抗静电剂、导电填料、光稳定剂、稳定剂、抗氧化剂等。
上述轻量化塑料外套的制备方法为：将PA66、增容剂、成核剂在高混机中充分混合，采用双螺杆挤出机通过连续进纤熔融共混的工艺路线制得；调节螺杆1-5区的温度分别为260℃、265℃、270℃、277℃、283℃，螺杆转速为300r/min，在双螺杆挤出机中加入改性玻璃纤维和交联剂，然后注塑得到轻量化塑料外套(衬套)。
轻量化塑料外套可具有多种形状和结构，也可以设计成如图1所示的形状和结构，在轻量化塑料外套侧面设计上凹槽，可以满足动静刚度的要求。
实施例1
一种轻量化塑料外套，其原料按重量份包括：改性PA66100g、乙烯基三乙氧基硅烷改性玻璃纤维25g、纳米蒙脱土0.5g、马来酸酐接枝乙烯–辛烯共聚物6g、过氧化二异丙苯0.1g；
其中，在改性PA66的制备过程中，取体积分数为10％的甲醛水溶液1000ml，用氢氧化钠水溶液调节pH＝13，然后加入100g的PA66，升温至65℃，保温浸泡2.5h，过滤，用水洗涤滤饼3次，烘干，再加入500ml质量分数为1wt％的乙烯基三乙氧基硅烷的溶液(其溶剂为乙醇:水＝1:1v/v)中，升温至65℃，保温反应3.5h，过滤，依次用乙醇、水洗涤滤饼，然后于110℃真空干燥12h得到改性PA66。
实施例2
一种轻量化塑料外套，其原料按重量份包括：改性PA66100g、乙烯基三甲氧基硅烷改性玻璃纤维35g、纳米蒙脱土1g、马来酸酐接枝乙烯–辛烯共聚物3g、过氧化二异丙苯0.3g；
其中，在改性PA66的制备过程中，取体积分数为10％的甲醛水溶液1000ml，用氢氧化钠水溶液调节pH＝12，然后加入100g的PA66，升温至75℃，保温浸泡2h，过滤，用水洗涤滤饼3次，烘干，再加入200ml质量分数为5wt％的乙烯基三甲氧基硅烷的溶液(其溶剂为乙醇:水＝1:1v/v)中，升温至75℃，保温反应3h，过滤，依次用乙醇、水洗涤滤饼，然后于110℃真空干燥12h得到改性PA66。
实施例3
一种轻量化塑料外套，其原料按重量份包括：改性PA66100g、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性玻璃纤维30g、纳米蒙脱土0.6g、马来酸酐接枝乙烯–辛烯共聚物5g、过氧化二异丙苯0.2g；
其中，在改性PA66的制备过程中，取体积分数为10％的甲醛水溶液1000ml，用氢氧化钠水溶液调节pH＝12.5，然后加入100g的PA66，升温至70℃，保温浸泡2.5h，过滤，用水洗涤滤饼3次，烘干，再加入400ml质量分数为2wt％的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的溶液(其溶剂为乙醇:水＝1:1v/v)中，升温至70℃，保温反应3.5h，过滤，依次用乙醇、水洗涤滤饼，然后于110℃真空干燥12h得到改性PA66。
对比例1
PA66和玻璃纤维均未经改性，其他同实施例3。
对比例2
不含马来酸酐接枝乙烯–辛烯共聚物，其他同实施例3。
检测实施例1-3和对比例1-2的性能，结果如表1-2所示。
表1检测结果
Figure BDA0003192119400000051
备注：抗氯化钙测试测试方法为：①将待测样在90℃热水中浸泡1h，②在饱和氯化钙水溶液中浸泡10s，③100℃干燥1h，④室温放置1h；按照①-④共循环操作7次，每次循环结束时检查待测样的表面裂纹。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轻量化塑料外套，其特征在于，其原料按重量份包括：改性PA66100份、改性玻璃纤维25-35份、成核剂0.5-1份、增容剂3-6份、交联剂0.1-0.3份；
其中，改性PA66为接枝有碳碳双键的PA66；改性玻璃纤维为接枝有碳碳双键的玻璃纤维。
2.根据权利要求1所述轻量化塑料外套，其特征在于，在改性PA66的制备过程中，在pH＝12-13的甲醛水溶液中浸泡PA66，然后取出洗涤，再置于物质A溶液中，进行反应，干燥得到改性PA66。
3.根据权利要求2所述轻量化塑料外套，其特征在于，在改性PA66的制备过程中，物质A为含有碳碳双键的硅烷偶联剂。
4.根据权利要求2或3所述轻量化塑料外套，其特征在于，在改性PA66的制备过程中，浸泡温度为65-75℃，浸泡时间为2-2.5h。
5.根据权利要求2-4任一项所述轻量化塑料外套，其特征在于，在改性PA66的制备过程中，反应温度为65-75℃，反应时间为3-3.5h。
6.根据权利要求2-5任一项所述轻量化塑料外套，其特征在于，在改性PA66的制备过程中，PA66和物质A的重量比为10:0.5-1。
7.根据权利要求2-6任一项所述轻量化塑料外套，其特征在于，在改性PA66的制备过程中，物质A溶液的质量分数为1-5wt％；优选地，在改性PA66的制备过程中，物质A溶液的溶剂为乙醇和水的混合溶剂；优选地，在改性PA66的制备过程中，用氢氧化钠调节pH。
8.根据权利要求1-7任一项所述轻量化塑料外套，其特征在于，改性玻璃纤维为含有碳碳双键的硅烷偶联剂改性玻璃纤维。
9.根据权利要求1-8任一项所述轻量化塑料外套，其特征在于，增容剂为马来酸酐接枝乙烯–辛烯共聚物。
10.根据权利要求1-9任一项所述轻量化塑料外套，其特征在于，成核剂为纳米蒙脱土。
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