CN115558289B - 一种汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料,其原料按重量份包括:PA6688‑92份、聚丙烯8‑12份、改性填料25‑30份、相容剂8‑12份、抗氧剂1‑2份;在改性填料的制备过程中:将改性玻璃纤维加入到pH<7的氧化石墨烯水分散液中混匀,一次静置,固液分离,洗涤得到中间物料;将中间物料加入到pH<7的改性纳米蒙脱土水分散液中混匀,二次静置,固液分离,洗涤,干燥得到改性填料;其中,改性玻璃纤维和改性纳米蒙脱土均是经含有氨基的硅烷偶联剂改性获得。本发明还公开了上述汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料的制备方法。本发明重量轻且具有良好的韧性和强度,可以用于汽车减震弹簧垫。
Description
技术领域
本发明涉及聚酰胺技术领域,尤其涉及一种汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料及其制备方法。
背景技术
当前,在电动化、智能化、网联化等新牵引力带动下加速传统燃油汽车向新能源领域转型升级,在节能降耗方面纯电动汽车一枝独秀远好于传统燃油汽车。然而,随着纯电动汽车热度不断升温,其使用中存在的问题也逐渐凸显,特别是重量偏重等问题。
汽车的减震系统是由弹簧和减震器共同组成的。减震器并不是用来支持车身的重量,而是用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡和吸收路面冲击的能量。没有减振器将无法控制弹簧的反弹,汽车遇到崎岖的路面时将会产生严重的弹跳,过弯时也会因为弹簧上下的震荡而造成轮胎抓地力和循迹性的丧失。
传统减震器中的弹簧垫为金属件,质量较重;会影响电动汽车的轻量化发展。因此需要提供更轻的材料用来制作减震弹簧垫。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料及其制备方法,本发明重量轻且具有良好的韧性和强度,可以用于汽车减震弹簧垫。
本发明提出了一种汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料,其原料按重量份包括:PA6688-92份、聚丙烯8-12份、改性填料25-30份、相容剂8-12份、抗氧剂1-2份;
在改性填料的制备过程中:将改性玻璃纤维加入到pH<7的氧化石墨烯水分散液中混匀,一次静置,固液分离,洗涤得到中间物料;将中间物料加入到pH<7的改性纳米蒙脱土水分散液中混匀,二次静置,固液分离,洗涤,干燥得到改性填料;其中,改性玻璃纤维和改性纳米蒙脱土均是经含有氨基的硅烷偶联剂改性获得。
上述含有氨基的硅烷偶联剂可以为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷等。
上述洗涤,可以去除多余的氧化石墨烯得到中间物料;可以去除多余的改性纳米蒙脱土。
优选地,氧化石墨烯水分散液中,氧化石墨烯的浓度为8-12mg/ml。
优选地,改性纳米蒙脱土水分散液中,改性纳米蒙脱土的浓度为0.5-1mg/ml。
优选地,pH均为4-5。
适宜的pH可以使得氨基质子化,带有正电荷,促进静电组装。
优选地,一次静置的时间为30-50min。
优选地,二次静置的时间10-15min。
选用适宜的氧化石墨烯浓度、改性纳米蒙脱土浓度、静置时间,可以使得玻璃纤维表面负载合适的氧化石墨烯和蒙脱土,使得PA66与玻璃纤维穿插结合,提高界面粘结性能;浓度过高或过低,均会影响二者的结合性能。
优选地,改性玻璃纤维的长度为3-5mm。
选择适宜的玻璃纤维的长度,可以进一步提高材料的机械性能。
优选地,干燥温度为60-70℃。
优选地,相容剂为POE-g-MAH。
上述原料还可以含有:阻燃剂、脱模剂、颜料、稳定剂等。
本发明还提出了上述汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料的制备方法,包括如下步骤:将PA66、聚丙烯、相容剂、抗氧剂熔融共混得到半成品颗粒,用双螺旋杆机将半成品颗粒、改性填料混匀挤出得到汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料。
有益效果:
本发明选用适量的聚丙烯与PA66相互配合,可以改善PA66易吸水的问题;但是聚丙烯的引入会降低符合材料的韧性;
在酸性条件下,接枝有氨基的玻璃纤维质子化,带有正电荷,可与带负电荷的氧化石墨烯静电吸附组装,使得玻璃纤维表面形成粗糙多孔的氧化石墨烯层,促进PA66在玻璃纤维表面穿插结合,提高PA66与玻璃纤维的界面结合,使得玻璃纤维不易出现浮纤问题,且能提高复合材料的强度和韧性,避免聚丙烯带来的韧性降低的问题;并且在酸性条件下,氧化石墨烯层静电吸附组装接枝有氨基的纳米蒙脱土,从而在玻璃纤维表面负载成核剂,可促进PA66在玻璃纤维表面结晶,进一步提高二者的界面结合,提高复合材料的强度、韧性;石墨烯的引入可以进一步提高复合材料的韧性和强度;
用硅烷偶联剂改性并结合相容剂POE-g-MAH可以促进聚丙烯、改性填料与PA66均匀分散,从而进一步提高复合材料的机械性能;抗氧剂可以提高PA66的稳定性;采用本发明制备的汽车减震弹簧垫比金属减震弹簧垫轻约40%。
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,但是应该明确提出这些实施例用于举例说明,但是不解释为限制本发明的范围。
实施例1
一种汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料,其原料按重量份包括:PA66 88份、聚丙烯12份、改性填料25份、相容剂POE-g-MAH 12份、抗氧剂168 1份;
在改性填料的制备过程中:将长度为3-5mm的γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性玻璃纤维加入到pH=5、浓度为8mg/ml的氧化石墨烯水分散液中混匀,一次静置50min,过滤,水洗滤饼去除多余的氧化石墨烯得到中间物料;将中间物料加入到pH=5、浓度为0.5mg/ml的γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性纳米蒙脱土水分散液中混匀,二次静置15min,过滤,水洗滤饼去除多余的改性纳米蒙脱土,于60℃烘干得到改性填料。
上述汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料的制备方法,包括如下步骤:将PA66、聚丙烯、POE-g-MAH、抗氧剂168熔融共混得到半成品颗粒,采用连续进纤熔融共混的工艺,用双螺旋杆机将半成品颗粒、改性填料混匀挤出得到汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料,加工温度设定在260-280℃之间,螺杆转速为40rpm。
实施例2
一种汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料,其原料按重量份包括:PA66 92份、聚丙烯8份、改性填料30份、相容剂POE-g-MAH 8份、抗氧剂168 2份;
在改性填料的制备过程中:将长度为3-5mm的γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性玻璃纤维加入到pH=4、浓度为12mg/ml的氧化石墨烯水分散液中混匀,一次静置30min,过滤,水洗滤饼去除多余的氧化石墨烯得到中间物料;将中间物料加入到pH=4、浓度为1mg/ml的γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性纳米蒙脱土水分散液中混匀,二次静置10min,过滤,水洗滤饼去除多余的改性纳米蒙脱土,于70℃烘干得到改性填料。
上述汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料的制备方法,包括如下步骤:将PA66、聚丙烯、POE-g-MAH、抗氧剂168熔融共混得到半成品颗粒,采用连续进纤熔融共混的工艺,用双螺旋杆机将半成品颗粒、改性填料混匀挤出得到汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料,加工温度设定在260-280℃之间,螺杆转速为40rpm。
实施例3
一种汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料,其原料按重量份包括:PA66 90份、聚丙烯10份、改性填料30份、相容剂POE-g-MAH 10份、抗氧剂168 1.5份;
在改性填料的制备过程中:将长度为3-5mm的γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性玻璃纤维加入到pH=4.5、浓度为10mg/ml的氧化石墨烯水分散液中混匀,一次静置40min,过滤,水洗滤饼去除多余的氧化石墨烯得到中间物料;将中间物料加入到pH=4.5、浓度为0.7mg/ml的γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性纳米蒙脱土水分散液中混匀,二次静置12min,过滤,水洗滤饼去除多余的改性纳米蒙脱土,于65℃烘干得到改性填料。
上述汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料的制备方法,包括如下步骤:将PA66、聚丙烯、POE-g-MAH、抗氧剂168熔融共混得到半成品颗粒,采用连续进纤熔融共混的工艺,用双螺旋杆机将半成品颗粒、改性填料混匀挤出得到汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料,加工温度设定在260-280℃之间,螺杆转速为40rpm。
对比例1
将改性填料替换成玻璃纤维,其他同实施例3。
对比例2
将改性填料替换成实施例3中的中间物料,其他同实施例3。
对比例3
将改性填料替换成玻璃纤维,并加入1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性纳米蒙脱土,其他同实施例3。
对比例4
将“PA66 90份、聚丙烯10份”替换成“PA66 100份”,其他同实施例3。
对实施例1-3、对比例1-4制得的汽车减震弹簧垫进行性能检测,结果如表1-2所示。
表1检测结果
备注:抗氯化钙测试的方法为: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。
表2检测结果
由表1-2可以看出,本发明外观良好,无浮纤,且具有良好的机械性能。
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 (6)
1.一种汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料,其特征在于,其原料按重量份包括:PA66 88-92份、聚丙烯8-12份、改性填料25-30份、相容剂8-12份、抗氧剂1-2份;
在改性填料的制备过程中:将改性玻璃纤维加入到pH<7的氧化石墨烯水分散液中混匀,一次静置,固液分离,洗涤得到中间物料;将中间物料加入到pH<7的改性纳米蒙脱土水分散液中混匀,二次静置,固液分离,洗涤,干燥得到改性填料;其中,改性玻璃纤维和改性纳米蒙脱土均是经含有氨基的硅烷偶联剂改性获得;
氧化石墨烯水分散液中,氧化石墨烯的浓度为8-12mg/ml;
改性纳米蒙脱土水分散液中,改性纳米蒙脱土的浓度为0.5-1mg/ml;
一次静置的时间为30-50min;二次静置的时间10-15min。
2.根据权利要求1所述汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料,其特征在于,pH均为4-5。
3.根据权利要求1所述汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料,其特征在于,改性玻璃纤维的长度为3-5mm。
4.根据权利要求1所述汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料,其特征在于,干燥温度为60-70℃。
5.根据权利要求1所述汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料,其特征在于,相容剂为POE-g-MAH。
6.一种如权利要求1-5任一项所述汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将PA66、聚丙烯、相容剂、抗氧剂熔融共混得到半成品颗粒,用双螺旋杆机将半成品颗粒、改性填料混匀挤出得到汽车减震弹簧垫用聚酰胺材料。
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