CN117843950B - 一种汽车尼龙管及其水辅注塑工艺 - Google Patents

一种汽车尼龙管及其水辅注塑工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN117843950B
CN117843950B CN202410259154.6A CN202410259154A CN117843950B CN 117843950 B CN117843950 B CN 117843950B CN 202410259154 A CN202410259154 A CN 202410259154A CN 117843950 B CN117843950 B CN 117843950B
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
melt
heat
polyamide resin
injection molding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202410259154.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117843950A (zh
Inventor
沈皓
施明刚
李纪兴
邵晓波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangyin Pivot Automotive Products Co ltd
Original Assignee
Jiangyin Pivot Automotive Products Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangyin Pivot Automotive Products Co ltd filed Critical Jiangyin Pivot Automotive Products Co ltd
Priority to CN202410259154.6A priority Critical patent/CN117843950B/zh
Publication of CN117843950A publication Critical patent/CN117843950A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117843950B publication Critical patent/CN117843950B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/44Polyester-amides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1703Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/1704Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72Heating or cooling
    • B29C45/73Heating or cooling of the mould
    • B29C45/7312Construction of heating or cooling fluid flow channels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/78Measuring, controlling or regulating of temperature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/12Polyester-amides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1703Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/1704Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles
    • B29C2045/1719Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles making tubular articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2023/00Tubular articles
    • B29L2023/22Tubes or pipes, i.e. rigid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/08Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/18Applications used for pipes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Abstract

本申请涉及尼龙管技术领域,具体公开了一种汽车尼龙管及其水辅注塑工艺。一种汽车尼龙管,由耐热聚酰胺树脂通过水辅注塑工艺得到;所述耐热聚酰胺树脂的制备方法为:将1,4‑丁二胺与过量对苯甲酸二甲酯反应,得端基酯化物;将端基酯化物溶于溶剂1中,然后滴加1,10‑癸二胺进行预缩聚,得胺端基预缩聚物1;将草酸二丁酯与过量间苯二胺反应,得端基胺化物;将端基胺化物溶于溶剂2中,然后滴加2,6‑萘二酸二甲酯进行预缩聚,得酯端基预缩聚物2;将胺端基预缩聚物1和酯端基预缩聚物2熔融聚合,得到耐热聚酰胺树脂。该耐热聚酰胺树脂有好的耐热性和粘度,易于注塑加工;通过水辅注塑工艺制备的汽车尼龙管质量好。

Description

一种汽车尼龙管及其水辅注塑工艺
技术领域
本申请涉及尼龙管制备技术领域,更具体地说,它涉及一种汽车尼龙管及其水辅注塑工艺。
背景技术
我国汽车行业产能增长迅猛,车用工程塑料产业发展空间广阔。工程塑料正在取代金属材料,并且逐渐从装饰件向结构件与功能件拓展。工程塑料在汽车中的应用,提高了汽车造型的美观性和设计的多样性,降低了汽车部件加工、装配和修理的费用,使汽车向美观、节能、环保等方向发展的必然选择。
在汽车发动机冷却系统中,传统的汽车冷却液管路主要使用橡胶管输送。但是橡胶管价格高、重量重、壁厚较厚、生产工艺复杂、易老化等缺点一直是各汽车制造厂关注的问题。尼龙(PA)是一种优异的工程塑料,其化学性能十分稳定,对润滑油和汽油有优秀的抵抗性。在节能减排的社会背景下,PA材料由于其在轻量化、耐热性、耐油性、阻燃性等多方面的优势,在汽车行业中的渗透率正在逐步提高。目前PA材料在汽车发动机系统、电气系统、底盘系统中都有应用。然而一般传统的尼龙管(如尼龙11/12)在80℃以上会发生高温水解老化现象,长期老化后材料的机械性能急剧下降,因此无法达到使用温度在120℃以上的冷却液输送要求。
此外,由于传统挤出注塑工艺在管件的成型方面存在固有的局限性。气体辅助注塑成型在传统注塑工艺基础上引入气体用于生产形状复杂的中空制件,虽然气体辅助注塑工艺具有良好的材料适用性,能有效保证表观质量及尺寸稳定性,但由于高温高压下气体的特性,制件内表面质量得不到保证,且内部气体没有冷却作用。
发明内容
为了进一步探索更加适合于汽车冷却液管路的汽车尼龙管,本申请提供一种汽车尼龙管及其水辅注塑工艺。
第一方面,本申请提供一种汽车尼龙管,采用如下的技术方案:
一种汽车尼龙管,由耐热聚酰胺树脂通过水辅注塑工艺制备得到;
所述耐热聚酰胺树脂的制备方法如下:S1,惰性气体环境下,将1,4-丁二胺与过量对苯甲酸二甲酯反应,制备端基酯化物;S2,将端基酯化物溶于溶剂1中,然后滴加1,10-癸二胺进行预缩聚,得胺端基预缩聚物1;S3,惰性气体环境下,将草酸二丁酯与过量间苯二胺反应,制备端基胺化物;S4,将端基胺化物溶于溶剂2中,然后滴加2,6-萘二酸二甲酯进行预缩聚,得酯端基预缩聚物2;S5,将胺端基预缩聚物1和酯端基预缩聚物2熔融聚合,得到耐热聚酰胺树脂。
通过采用上述技术方案,首先利用1,4-丁二胺和过量对苯甲酸二甲酯反应,然后与1,10-癸二胺进行预缩聚,制备具有低粘度的胺端基预缩聚物1,再利用草酸二丁酯和过量间苯二胺反应,然后与2,6-萘二酸二甲酯进行预缩聚,制备具有高熔点的酯端基预缩聚物2,再将胺端基预缩聚物1和酯端基预缩聚物2熔融聚合,获得高聚合度的耐热聚酰胺树脂,且具有良好的耐热性和适度的粘度,有利于注塑加工。
优选的,所述S1中1,4-丁二胺与对苯甲酸二甲酯的摩尔比为1:(3-5);反应程序为:将对苯甲酸二甲酯溶于甲苯中,室温且搅拌状态下滴加1,4-丁二胺,继续反应4h,抽滤,烘干,然后用氯仿洗涤,再次干燥即可。
通过采用上述技术方案,烷基短链1,4-丁二胺与过量的芳香基的对苯甲酸二甲酯反应,生成具有烷基短链-芳基的酯端基酰胺化合物。
优选的,所述S2中:1,10-癸二胺的添加量为S1中1,4-丁二胺的1.5-3.5倍摩尔量;反应程序为:将端基酯化物溶解在甲苯中,升温85℃,待溶解完全后,滴加溶解在甲苯中的1,10-癸二胺,然后于110℃下回流反应2.5h,反应结束后,过滤,干燥,得胺端基预缩聚物1。
通过采用上述技术方案,过量的烷基长链1,10-癸二胺与酯端基酰胺化合物生成聚合度较低的具有烷基长短链-芳基酰胺的胺端基预聚物1,该预聚物1中包含交替的烷基长链、芳基和烷基短链,有利于降低聚酰胺树脂的粘度。
优选的,所述S3中草酸二丁酯与对苯二胺的摩尔比为1:(3.5-5.5);反应程序为:将对苯二胺溶于甲苯中,85℃且搅拌状态下滴加草酸二丁酯,然后115℃反应4h,抽滤,烘干,然后在乙酸正丁酯中重结晶,再次过滤干燥即可。
通过采用上述技术方案,烷基短链草酸二丁酯与过量的芳香基的间苯二胺反应,生成具有烷基短链-芳基的胺端基酰胺化合物。
优选的,所述S4中:2,6-萘二酸二甲酯的添加量为S3中草酸二丁酯的2-4倍摩尔量;反应程序为:将二胺化物溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,升温155℃,待溶解完全后,滴加溶解在甲苯中的2,6-萘二酸二甲酯,然后搅拌反应2.5h,反应结束后,过滤,干燥,得酯端基预缩聚物2。
通过采用上述技术方案,过量的萘芳香基的2,6-萘二酸二甲酯与具有烷基短链-芳基的胺端基酰胺化合物生成聚合度较低的具有烷基短链-多芳基酰胺的酯端基预聚物2,该缩聚物2中包含交替的烷基短链、单芳香基和萘芳香基,有利于提高聚酰胺树脂的熔点。
优选的,所述S5中胺端基预缩聚物1和酯端基预缩聚物2的质量比为:1:(1-1.2),熔融聚合条件:惰性气体气氛中,减压至为300-500Pa,反应温度为:290-300℃,反应时间为3-5h。
通过采用上述技术方案,将聚合度较低的具有烷基长短链-芳基酰胺的氨端基预聚物1与聚合度较低的具有烷基短链-多芳基酰胺的酯端基预聚物2通过熔融缩聚生成交替的耐热聚酰胺树脂,一方面通过提高耐热聚酰胺树脂的聚合度,增强其力学性能,另一方面,通过将具有低粘度的胺端基预缩聚物1和具有高熔点的胺端基预缩聚物1熔融聚合,同时保证耐热聚酰胺树脂具有良好的耐热性和适度的粘度,以便后续注塑加工。
第二方面,本申请提供一种汽车尼龙管水辅注塑工艺。
一种汽车尼龙管水辅注塑工艺,包括以下步骤:(1)先将所述耐热聚酰胺树脂加热熔融为熔体,在模具合模后,先将熔体注入到模腔起始端;(2)1-1.5s后由模腔起始端注入高压气体,气体穿透熔体,熔体被排挤充满型腔,形成空腔;(3)由模腔起始端注入高压水,同时气体及水在型腔末端由流体排出阀排出,利用高压水进行保压与冷却;(4)将水排出,开模取件,获得汽车尼龙管。
通过采用上述技术方案,在气体注塑的基础上增加水辅工艺一体成型注塑成汽车尼龙管,所制备的汽车尼龙管质量优异。
优选的,所述熔体温度为300-310℃,模具温度为32-35℃,熔体体积为模腔的30-40%,高压气体压力为6-8MPa,气体通入时间为8-10s,注水压力5-7MPa,注水通入时间3-5s。
通过采用上述技术方案,该模具温度、熔体体积、高压气体压力、注水压力下所得汽车尼龙管壁厚均匀光亮,无凹陷和气泡等缺陷。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
1、本申请采用首先利用1,4-丁二胺和过量对苯甲酸二甲酯反应,然后与1,10-癸二胺进行预缩聚,制备具有低粘度的胺端基预缩聚物1,再利用草酸二丁酯和过量间苯二胺反应,然后与2,6-萘二酸二甲酯进行预缩聚,制备具有高熔点的酯端基预缩聚物2,再将胺端基预缩聚物1和酯端基预缩聚物2熔融聚合,获得高聚合度的耐热聚酰胺树脂,所制备的耐热聚酰胺树脂,数均分子量(Mn)在17000-20000,重均分子量(Mw)在39000-42000,分子量分布指数(重均分子量/数均分子量=Mw/Mn)在2.1-2.3之间,具有良好的耐热性和适度的相对粘度和熔融粘度,且熔融粘度保持率高,有利于注塑加工成型,成型品的机械强度稳定,饱和吸水率低,耐水性好。
2、本申请中优选采用所制备的耐热聚酰胺树脂在气体注塑的基础上增加水辅注塑工艺,一体加工成型,制备的汽车尼龙管,相比于传统挤出注塑工艺,更加省工省时,同时也降低了很大成本。
3、采用本申请的制备方法制得的汽车尼龙管壁厚均匀光亮,无凹陷和气泡等缺陷,耐热性好,不反弹,尤其适用于汽车冷却液管路制备。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例及对比例的原料除特殊说明以外均为普通市售。
实施例
实施例1
一种汽车尼龙管,由耐热聚酰胺树脂通过水辅注塑工艺制备得到;
所述耐热聚酰胺树脂的制备方法如下:
S1,氮气环境下,将对苯甲酸二甲酯溶于甲苯中,室温且搅拌状态下滴加1,4-丁二胺,继续反应4h,抽滤,烘干,然后用氯仿洗涤,再次干燥,得端基酯化物,所述1,4-丁二胺与对苯甲酸二甲酯的摩尔比为1:3;
S2,将端基酯化物溶解在甲苯中,升温85℃,待溶解完全后,滴加溶解在甲苯中的1,10-癸二胺,然后于110℃下回流反应2.5h,反应结束后,过滤,干燥,得胺端基预缩聚物1,所述1,10-癸二胺的添加量为S1中1,4-丁二胺的1.5倍摩尔量;
S3,氮气环境下,将对苯二胺溶于甲苯中,85℃且搅拌状态下滴加草酸二丁酯,然后115℃反应4h,抽滤,烘干,然后在乙酸正丁酯中重结晶,再次过滤干燥,得端基胺化物,所述草酸二丁酯与对苯二胺的摩尔比为1:3.5;
S4,将二胺化物溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,升温155℃,待溶解完全后,滴加溶解在甲苯中的2,6-萘二酸二甲酯,然后搅拌反应2.5h,反应结束后,过滤,干燥,得酯端基预缩聚物2,所述2,6-萘二酸二甲酯的添加量为S1中1,4-丁二胺的2倍摩尔量;
S5,氮气气氛中,将胺端基预缩聚物1和酯端基预缩聚物2于290℃下熔融聚合,减压至为300Pa,反应4h,得到耐热聚酰胺树脂,所述胺端基预缩聚物1和酯端基预缩聚物2的质量比为:1:1。
一种汽车尼龙管水辅注塑工艺,包括以下步骤:(1)先将上述所述耐热聚酰胺树脂加热至300℃熔融为熔体,在模具合模后,加热模具使其温度保持在温度为32℃,先将熔体注入到模腔起始端,熔体体积为模腔的30%;(2)1s后由模腔起始端注入高压气体(氮气),高压气体压力为6MPa,气体通入时间为8s,气体穿透熔体,熔体被排挤充满型腔,形成空腔;(3)由模腔起始端注入高压水,注水压力5MPa,注水通入时间3s,同时气体及水在型腔末端由流体排出阀排出,利用高压水进行保压与冷却;(4)将水排出,开模取件,获得汽车尼龙管。
由凝胶渗透色谱(GPC)测定的数均分子量(Mn)为18000,重均分子量(Mw)为40000,分子量分布指数(重均分子量/数均分子量=Mw/Mn)为2.2。
实施例2
一种汽车尼龙管,由耐热聚酰胺树脂通过水辅注塑工艺制备得到;
所述耐热聚酰胺树脂的制备方法如下:
S1,氮气环境下,将对苯甲酸二甲酯溶于甲苯中,室温且搅拌状态下滴加1,4-丁二胺,继续反应4h,抽滤,烘干,然后用氯仿洗涤,再次干燥,得端基酯化物,所述1,4-丁二胺与对苯甲酸二甲酯的摩尔比为1:4;
S2,将端基酯化物溶解在甲苯中,升温85℃,待溶解完全后,滴加溶解在甲苯中的1,10-癸二胺,然后于110℃下回流反应2.5h,反应结束后,过滤,干燥,得胺端基预缩聚物1,所述1,10-癸二胺的添加量为S1中1,4-丁二胺的2.5倍摩尔量;
S3,氮气环境下,将对苯二胺溶于甲苯中,85℃且搅拌状态下滴加草酸二丁酯,然后115℃反应4h,抽滤,烘干,然后在乙酸正丁酯中重结晶,再次过滤干燥,得端基胺化物,所述草酸二丁酯与对苯二胺的摩尔比为1:4;
S4,将二胺化物溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,升温155℃,待溶解完全后,滴加溶解在甲苯中的2,6-萘二酸二甲酯,然后搅拌反应2.5h,反应结束后,过滤,干燥,得酯端基预缩聚物2,所述2,6-萘二酸二甲酯的添加量为S1中1,4-丁二胺的2-4倍摩尔量;
S5,氮气气氛中,将胺端基预缩聚物1和酯端基预缩聚物2于295℃下熔融聚合,减压至为400Pa,反应4h,得到耐热聚酰胺树脂,所述胺端基预缩聚物1和酯端基预缩聚物2的质量比为:1:1.1。
一种汽车尼龙管水辅注塑工艺,包括以下步骤:(1)先将上述所述耐热聚酰胺树脂加热至310℃熔融为熔体,在模具合模后,加热模具使其温度保持在温度为35℃,先将熔体注入到模腔起始端,熔体体积为模腔的35%;(2)1.5s后由模腔起始端注入高压气体(氮气),高压气体压力为7MPa,气体通入时间为9s,气体穿透熔体,熔体被排挤充满型腔,形成空腔;(3)由模腔起始端注入高压水,注水压力6MPa,注水通入时间4s,同时气体及水在型腔末端由流体排出阀排出,利用高压水进行保压与冷却;(4)将水排出,开模取件,获得汽车尼龙管。
由凝胶渗透色谱(GPC)测定的数均分子量(Mn)为2000,重均分子量(Mw)为42000,分子量分布指数(重均分子量/数均分子量=Mw/Mn)为2.1。
实施例3
一种汽车尼龙管,由耐热聚酰胺树脂通过水辅注塑工艺制备得到;
所述耐热聚酰胺树脂的制备方法如下:
S1,氮气环境下,将对苯甲酸二甲酯溶于甲苯中,室温且搅拌状态下滴加1,4-丁二胺,继续反应4h,抽滤,烘干,然后用氯仿洗涤,再次干燥,得端基酯化物,所述1,4-丁二胺与对苯甲酸二甲酯的摩尔比为1:5;
S2,将端基酯化物溶解在甲苯中,升温85℃,待溶解完全后,滴加溶解在甲苯中的1,10-癸二胺,然后于110℃下回流反应2.5h,反应结束后,过滤,干燥,得胺端基预缩聚物1,所述1,10-癸二胺的添加量为S1中1,4-丁二胺的3.5倍摩尔量;
S3,氮气环境下,将对苯二胺溶于甲苯中,85℃且搅拌状态下滴加草酸二丁酯,然后115℃反应4h,抽滤,烘干,然后在乙酸正丁酯中重结晶,再次过滤干燥,得端基胺化物,所述草酸二丁酯与对苯二胺的摩尔比为1:5.5;
S4,将二胺化物溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,升温155℃,待溶解完全后,滴加溶解在甲苯中的2,6-萘二酸二甲酯,然后搅拌反应2.5h,反应结束后,过滤,干燥,得酯端基预缩聚物2,所述2,6-萘二酸二甲酯的添加量为S1中1,4-丁二胺的4倍摩尔量;
S5,氮气气氛中,将胺端基预缩聚物1和酯端基预缩聚物2于300℃下熔融聚合,减压至为500Pa,反应5h,得到耐热聚酰胺树脂,所述胺端基预缩聚物1和酯端基预缩聚物2的质量比为:1:1.2。
一种汽车尼龙管水辅注塑工艺,包括以下步骤:(1)先将上述所述耐热聚酰胺树脂加热至305℃熔融为熔体,在模具合模后,加热模具使其温度保持在温度为33℃,先将熔体注入到模腔起始端,熔体体积为模腔的40%;(2)1.5s后由模腔起始端注入高压气体(氮气),高压气体压力为8MPa,气体通入时间为10s,气体穿透熔体,熔体被排挤充满型腔,形成空腔;(3)由模腔起始端注入高压水,注水压力7MPa,注水通入时间5s,同时气体及水在型腔末端由流体排出阀排出,利用高压水进行保压与冷却;(4)将水排出,开模取件,获得汽车尼龙管。
由凝胶渗透色谱(GPC)测定的数均分子量(Mn)为17000,重均分子量(Mw)为39000,分子量分布指数(重均分子量/数均分子量=Mw/Mn)为2.3。
对比例
对比例1
与实施例2相同,不同的是将“1,10-癸二胺”替换成等摩尔量的“1,3-丙二胺”,制备得到聚酰胺树脂1。
由凝胶渗透色谱(GPC)测定的数均分子量(Mn)为22000,重均分子量(Mw)为44000,分子量分布指数(重均分子量/数均分子量=Mw/Mn)为2。
对比例2
与实施例2相同,不同的是将“2,6-萘二酸二甲酯”替换成等摩尔量的“1,4-环己烷二羧酸酯”,制备得到聚酰胺树脂2。
由凝胶渗透色谱(GPC)测定的数均分子量(Mn)为16000,重均分子量(Mw)为42000,分子量分布指数(重均分子量/数均分子量=Mw/Mn)为2.6。
对比例3
与实施例2相同,不同的是仅使用胺端基预缩聚物1熔融聚合,制备得到聚酰胺树脂3。
由凝胶渗透色谱(GPC)测定的数均分子量(Mn)为20000,重均分子量(Mw)为70000,分子量分布指数(重均分子量/数均分子量=Mw/Mn)为3.5。
对比例4
与实施例2相同,不同的是仅使用酯端基预缩聚物2熔融聚合,制备得到聚酰胺树脂4。
由凝胶渗透色谱(GPC)测定的数均分子量(Mn)为16000,重均分子量(Mw)为48000,分子量分布指数(重均分子量/数均分子量=Mw/Mn)为3。
对比例5
与实施例2相同,不同的是汽车尼龙管仅使用耐热聚酰胺树脂通过气辅注塑工艺制备,具体为:
一种汽车尼龙管水辅注塑工艺,包括以下步骤:(1)先将实施例2所制备的耐热聚酰胺树脂加热成熔融为熔体,在模具合模后,先将熔体注入到模腔起始端;(2)1.5s后由模腔起始端注入高压气体,气体穿透熔体,熔体被排挤充满型腔,形成空腔;(3)继续保压4s,然后冷却;(4)开模取件,获得汽车尼龙管。
所述熔体温度为310℃,模具温度为35℃,熔体体积为模腔的35%,高压气体压力为7MPa,气体通入时间为9s。
性能检测试验
将实施例1-3所制备的耐热聚酰胺树脂以及对比例1-4所制备的聚酰胺树1-4作为待测品1-4脂进行以下测试:
a.采用差示扫描量热仪按照ASTM D3418所述方法测定待测品的熔点、降温结晶化温度以及熔化热量、结晶化热量、玻璃化转变温度。
b.相对粘度测量:采用毛细管直径为1mm的乌氏粘度计进行测量,精确称量1g待测品,加入到100ml的96%硫酸中,随后放置于在室温水槽中,稳定30min后进行测试,分别测定96%硫酸纯溶剂和聚酰胺溶液的流出时间T1、T2;相对粘度=T2/T1。
c.熔融粘度、熔融粘度保持率:在高于熔点30℃下,使用毛细管流变仪测定待测品的熔融粘度保持率,毛细管规格:1φ×10mm长,表观剪切速度120/s,测定温度25℃。熔融粘度保持率=维持熔融状态30分钟后的熔融粘度/从熔融开始经过2.5分钟后的熔融粘度。
d.饱和吸水率测定:采用GB/T1034标准测定。
以上测试结果如表1:
表1.耐热聚酰胺树脂的性能测试结果
从表1中可以看出,本申请实施例1-3制备的耐热聚酰胺树脂综合性能优异,熔点在287-293℃之间,熔化热量在60-70J/g之间有较好的耐热性,降温结晶化温度在258-264℃之间,结晶化热量在54-57J/g之间,结晶度较高,有利于提高耐热聚酰胺树脂的耐热性、机械性能和耐吸水性;玻璃化转变温度在67-69℃之间,有利于耐热聚酰胺树脂兼备良好成型性和耐热性;相对粘度在2.6-3.1之间,熔融粘度保持率在0.83-0.95,有利于注塑加工成型;饱和吸水率较低,在2.6-2.9之间,耐水性好。结合对比例3-4可以看出,缩聚物1中烷基长链二胺,缩聚物2中萘芳香基对耐热聚酰胺树脂的性能均有一定影响;结合对比例3-4可以看出,缩聚物1和缩聚物2的共同熔融缩聚相比于各自单独熔融缩聚综合性能更好。
e.机械性能测试:将实施例1-3所制备的待测品按照相应的汽车尼龙管的水辅注塑工艺将待测品制备成型,并剪切成4mm×7mm×60mm规格,然后进行相关机械性能测试。相应的测试方法和测试结果如表2:
表2.耐热聚酰胺树脂成型品的机械性能测试结果
从表2中可以看出,本申请实施例1-3制备得耐热聚酰胺树脂综合机械性能优异,拉伸强度高达185MPa,断裂伸长率达534%,弯曲强度高达287MPa,冲击强度在32.6-35.8J/m2范围内,热变形温度在257-269℃之间,机械性能温度,耐热性好适用作汽车冷却液管路。
f.观察比较实施例2在气体注塑的基础上增加水辅工艺所制备的汽车尼龙管和对比例5仅气体注塑工艺制备的汽车尼龙管。
结果发现实施例2所制备的汽车尼龙管壁厚均匀,内壁光亮,无偏心、气泡、凹陷等缺陷,而对比例5中仅气体注塑得到的汽车尼龙管,内壁稍微粗糙,前段出现轻微凹陷,后段出现少量气泡。因此,本申请的耐热聚酰胺树脂通过本申请的水辅注塑工艺来注塑成型,成型品质量更佳。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种汽车尼龙管,其特征在于,由耐热聚酰胺树脂通过水辅注塑工艺制备得到;所述耐热聚酰胺树脂的制备方法如下:S1,惰性气体环境下,将1,4-丁二胺与过量对苯甲酸二甲酯反应,制备端基酯化物;S2,将端基酯化物溶于溶剂1中,然后滴加1,10-癸二胺进行预缩聚,得胺端基预缩聚物1;S3,惰性气体环境下,将草酸二丁酯与过量间苯二胺反应,制备端基胺化物;S4,将端基胺化物溶于溶剂2中,然后滴加2,6-萘二酸二甲酯进行预缩聚,得酯端基预缩聚物2;S5,将胺端基预缩聚物1和酯端基预缩聚物2熔融聚合,得到耐热聚酰胺树脂。
2.根据权利要求1所述的一种汽车尼龙管,其特征在于,所述S1中1,4-丁二胺与对苯甲酸二甲酯的摩尔比为1:(3-5);反应程序为:将对苯甲酸二甲酯溶于甲苯中,室温且搅拌状态下滴加1,4-丁二胺,继续反应4h,抽滤,烘干,然后用氯仿洗涤,再次干燥即可。
3.根据权利要求2所述的一种汽车尼龙管,其特征在于,所述S2中:1,10-癸二胺的添加量为S1中1,4-丁二胺的1.5-3.5倍摩尔量;反应程序为:将端基酯化物溶解在甲苯中,升温85℃,待溶解完全后,滴加溶解在甲苯中的1,10-癸二胺,然后于110℃下回流反应2.5h,反应结束后,过滤,干燥,得胺端基预缩聚物1。
4.根据权利要求3所述的一种汽车尼龙管,其特征在于,所述S3中草酸二丁酯与对苯二胺的摩尔比为1:(3.5-5.5);反应程序为:将对苯二胺溶于甲苯中,85℃且搅拌状态下滴加草酸二丁酯,然后115℃反应4h,抽滤,烘干,然后在乙酸正丁酯中重结晶,再次过滤干燥即可。
5.根据权利要求4所述的一种汽车尼龙管,其特征在于,所述S4中:2,6-萘二酸二甲酯的添加量为S1中1,4-丁二胺的2-4倍摩尔量;反应程序为:将端基胺化物溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,升温155℃,待溶解完全后,滴加溶解在甲苯中的2,6-萘二酸二甲酯,然后搅拌反应2.5h,反应结束后,过滤,干燥,得酯端基预缩聚物2。
6.根据权利要求5所述的一种汽车尼龙管,其特征在于,所述S5中胺端基预缩聚物1和酯端基预缩聚物2的质量比为:1:(1-1.2),熔融聚合条件:惰性气体气氛中,减压至为300-500Pa,反应温度为:290-300℃,反应时间为3-5h。
7.一种汽车尼龙管水辅注塑工艺,其特征在于,包括以下步骤:(1)先将权利要求1-6任一所述耐热聚酰胺树脂加热熔融为熔体,在模具合模后,先将熔体注入到模腔起始端;(2)1-1.5s后由模腔起始端注入高压气体,气体穿透熔体,熔体被排挤充满型腔,形成空腔;(3)由模腔起始端注入高压水,同时气体及水在型腔末端由流体排出阀排出,利用高压水进行保压与冷却;(4)将水排出,开模取件,获得汽车尼龙管。
8.根据权利要求7所述的汽车尼龙管水辅注塑工艺,其特征在于,所述熔体的温度为300-310℃,模具温度为32-35℃,熔体体积为模腔的30-40%,高压气体压力为6-8MPa,气体通入时间为8-10s,注水压力5-7MPa,注水通入时间3-5s。
CN202410259154.6A 2024-03-07 2024-03-07 一种汽车尼龙管及其水辅注塑工艺 Active CN117843950B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410259154.6A CN117843950B (zh) 2024-03-07 2024-03-07 一种汽车尼龙管及其水辅注塑工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410259154.6A CN117843950B (zh) 2024-03-07 2024-03-07 一种汽车尼龙管及其水辅注塑工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117843950A CN117843950A (zh) 2024-04-09
CN117843950B true CN117843950B (zh) 2024-05-10

Family

ID=90530671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202410259154.6A Active CN117843950B (zh) 2024-03-07 2024-03-07 一种汽车尼龙管及其水辅注塑工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117843950B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009298855A (ja) * 2008-06-10 2009-12-24 Ube Ind Ltd ポリアミド樹脂組成物
CN106029779A (zh) * 2013-12-17 2016-10-12 罗地亚经营管理公司 聚酰胺模制组合物、由此获得的模制零件、以及其用途
CN109180930A (zh) * 2018-07-26 2019-01-11 东华大学 一种耐热交替共聚酰胺树脂及其制备方法
CN110294842A (zh) * 2019-05-24 2019-10-01 金发科技股份有限公司 一种半芳香族聚酰胺及其合成方法和由其组成的聚酰胺模塑组合物
CN111019122A (zh) * 2019-12-24 2020-04-17 浙江新和成特种材料有限公司 一种半芳香族聚酰胺热塑性弹性体及其连续生产方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009298855A (ja) * 2008-06-10 2009-12-24 Ube Ind Ltd ポリアミド樹脂組成物
CN106029779A (zh) * 2013-12-17 2016-10-12 罗地亚经营管理公司 聚酰胺模制组合物、由此获得的模制零件、以及其用途
CN109180930A (zh) * 2018-07-26 2019-01-11 东华大学 一种耐热交替共聚酰胺树脂及其制备方法
CN110294842A (zh) * 2019-05-24 2019-10-01 金发科技股份有限公司 一种半芳香族聚酰胺及其合成方法和由其组成的聚酰胺模塑组合物
CN111019122A (zh) * 2019-12-24 2020-04-17 浙江新和成特种材料有限公司 一种半芳香族聚酰胺热塑性弹性体及其连续生产方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
高耐热交替共聚酰胺的制备与性能研究;高远博;中国博士学位论文电子期刊网;20230115;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN117843950A (zh) 2024-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9376535B2 (en) Branched polyamide with different blocks
CN113150269A (zh) 半芳香族聚酰胺共聚物及其制备
CN112759760B (zh) 一种耐高低温老化增韧聚酰胺5x树脂及其制备方法
CN112029090A (zh) 一种耐高温低吸水的聚酰胺共聚物5xt及其制备方法
CN102869701A (zh) 聚酰胺树脂
CN111040151B (zh) 一种聚酰胺5x树脂及其制备方法和应用
CN117843950B (zh) 一种汽车尼龙管及其水辅注塑工艺
CN111518269A (zh) 一种快速结晶的聚酰胺5x树脂及其制备方法
CN111117231A (zh) 一种不含卤素的耐热空气长期老化的聚酰胺56组合物及其应用
CN102030982A (zh) 包含多元醇和共稳定剂的聚合物组合物
CN111484605B (zh) 一种用于与聚乳酸动态硫化的全生物基不饱和聚酯预聚物及其制备方法
CN109265677B (zh) 一种耐高温透明聚酰胺的制备方法
US4794158A (en) Transparent copolyamide from bis(3-methyl-4-amino-cyclohexyl)methane
EP3752563B1 (en) Polyamide composition for liquid-assisted injection moulding applications
CN109153162A (zh) 用于注塑中改进流动的树脂
CN111334243B (zh) 一种二聚酸型聚酯酰胺热熔胶及其制备方法
CN113825804A (zh) 聚酰胺树脂组合物
CN113166402A (zh) 半芳香族聚酰胺树脂及其制造方法
CN105829443A (zh) 热稳定的聚甲醛组合物
KR20200061740A (ko) 폴리아미드 수지의 제조방법
KR102514169B1 (ko) 하이퍼브랜치 고분자를 포함하는 유동성 개질제 및 이를 포함하여 유동성이 향상된 고분자 조성물
JPS59197429A (ja) ポリエステル−ポリアミドブロツク重合体類の製造方法
CN116376011B (zh) 一种聚酰胺树脂及其聚合方法和应用
CN116854905A (zh) 一种抗氧化聚酰胺及其制备方法
JP5541871B2 (ja) 熱安定化された共重合ポリアミド

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant