汽車發動機汽缸罩蓋抗老化尼龍復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種汽車發動機汽缸罩蓋抗老化尼龍復合材料及其制備方法，其由以下重量份的原料制成：尼龍61250-60、超高分子量聚乙烯25-45、乙烯-四氟乙烯共聚物15-25、石膏粉7-14、陶瓷微粉10-15、葉臘石粉9-16、改性高嶺土10-15、氧化鋅晶須5-10、全氟聚醚潤滑脂4-8、二硫化鉬5-10、蟲白蠟3-6、2-苯基吲哚1-2、蓖麻油酸鋅2-3、蓖麻油酸鈣1-2、N-N二甲基苯磺酰胺2-3、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮1-2、二醋酸二丁基錫1.5-2.5、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4'-聯苯基雙亞磷酸酯2-3。本發明尼龍復合材料具有優異的物理機械性能、抗老化性能、耐疲勞性能和耐腐蝕性能，完全可以替代金屬材料應用于制造汽車發動機汽缸罩蓋，具有工業化應用前景。
【專利說明】汽車發動機汽缸罩蓋抗老化尼龍復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種汽車發動機汽缸罩蓋抗老化尼龍復合材料及其制備方法，屬于尼龍材料領域。
【背景技術】
[0002]近幾十年來，汽車工業迅速發展，汽車研究的主要方向是輕量、節能降耗、減少排放以及改進安全性能，采用塑料制成的功能件在汽車中的應用愈來愈廣泛。尼龍由于強度高、耐熱、耐油、耐化學藥品、自潤滑、自熄、抗震、防噪音、易加工、可回收利用、來源充足等優異的綜合性能，在汽車上的應用得到很大發展。汽缸罩蓋作為汽車發動機的關鍵部件，長期在近150°C的高溫下工作，并承受震動負荷、汽缸內外壓力差和高溫機油的侵蝕，因此對材料的性能要求極為苛刻，除了要具有非常高的機械強度、耐腐蝕性和耐疲勞性之外，還應具備優異的抗老化性能。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種汽車發動機汽缸罩蓋抗老化尼龍復合材料及其制備方法。該尼龍復合材料具有優異的抗老化性、耐疲勞性、耐腐蝕性和較高的機械強度。
[0004]為實現上述目的。本發明采用的技術方案如下:
[0005]一種汽車發動機汽缸罩蓋抗老化尼龍復合材料，由以下重量份的原料制成:尼龍612 50-60、超高分子量聚乙烯25-45、乙烯-四氟乙烯共聚物15-25、石膏粉7_14、陶瓷微粉10-15、葉臘石粉9-16、改性高嶺土 10-15、氧化鋅晶須5_10、全氟聚醚潤滑脂4_8、二硫化鑰5-10、蟲白蠟3-6、2_苯基吲哚1-2、蓖麻油酸鋅2-3、蓖麻油酸鈣1_2、N_N 二甲基苯磺酰胺2-3、2_羥基-4-甲氧基二苯甲酮1-2、二醋酸二丁基錫1.5-2.5、四(2，4- 二叔丁基苯基)_4，4’ -聯苯基雙亞磷酸酯2-3 ；
[0006]所述改性高嶺土的制備方法如下:(1)將高嶺土放入濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，過濾，用蒸餾水洗滌至中性，烘干，620-680°C煅燒l_2h，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，加水超聲分散制成濃度為45-55%的懸浮液，待用；(2)按摩爾比1:1-2的比例將鈦酸丁酯、正硅酸乙酯溶于2-3倍量無水乙醇，用濃度為15%冰醋酸溶液調節PH至4-5，磁力攪拌l_2h，得到膠體溶液；(3)按質量比1:1.5-2將步驟(1)制得的懸浮液與步驟(2)制得的膠體溶液混合均勻，再加入混合液重量3-5%的納米碳化硅、2-4%的硫酸鋅、1-2%的司盤-80水浴加熱至50-60°C，攪拌l_2h，過濾，烘干，650-700°C煅燒l_2h，自然冷卻至室溫，加入相當于高嶺土重量3-5%的甲基丙烯酸縮水甘油酯、2-3%的硬脂酸和1-2%的Ν-(β-氨乙基)-gamma-氨丙基三甲氧基硅烷，2000-3000rpm高速攪拌10-15min，待用；(4)按重量比1:3-4的比例稱取步驟(3)處理后的高嶺土和固含量為45%丁苯膠乳，混合均勻，然后加入相當于丁苯乳液重量10-15%的丙烯酸、5-10%的醋酸乙烯酯、3-6%的甲基丙烯酸甲酯、2-3%的乳化劑0Ρ-10、1-2%的十二烷基硫酸鈉和1-2%的過硫酸鉀，水浴加熱至70-800C，攪拌2-3h，靜置20-30min，過濾，烘干即可。
[0007]本發明汽車發動機汽缸罩蓋抗老化尼龍復合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0008](I)將尼龍612、超高分子量聚乙烯、陶瓷微粉、葉臘石粉、改性高嶺土、全氟聚醚潤滑脂、二硫化鑰、2-苯基吲哚、二醋酸二丁基錫加入開煉機內，在60-70°C混煉5-10min，然后加入余下原料，在80-90°C下混煉4-8min，冷卻至40°C以下時出料；
[0009](2)將混煉好的物料投入雙螺桿擠出機內，在各區加工溫度設置在275_295°C之間、主機轉速在150-250r/min下共混、擠出，冷卻后經切粒機切粒，粒料再經干燥、篩選、包裝即得成品。
[0010]本發明有益效果:
[0011]本發明尼龍復合材料具有優異的物理機械性能和抗老化性能，3500h濕熱加速老化拉伸強度僅下降9.6%，彎曲強度下降11.2%，缺口沖擊強度下降3.8%，同時具有優異的耐疲勞性和耐腐蝕性，完全可以替代金屬材料應用于制造汽車發動機汽缸罩蓋，具有工業化應用前景。
【具體實施方式】
[0012]一種汽車發動機汽缸罩蓋抗老化尼龍復合材料，由以下重量份的原料制成:尼龍61260、超高分子量聚乙烯30、乙烯-四氟乙烯共聚物20、石膏粉12、陶瓷微粉15、葉臘石粉14、改性高嶺土 12、氧化鋅晶須7、全氟聚醚潤滑脂6、二硫化鑰8、蟲白蠟4、2_苯基吲哚
1.5、蓖麻油酸鋅2、蓖麻油酸鈣1.5、N-N 二甲基苯磺酰胺2、2_羥基-4-甲氧基二苯甲酮
1.5、二醋酸二丁基錫2、四(2，4- 二叔丁基苯基)-4，4’ -聯苯基雙亞磷酸酯2 ；
[0013]所述改性高嶺土的制備方法如下:(I)將高嶺土放入濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡2h，過濾，用蒸餾水洗滌至中性，烘干，680°C煅燒lh，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，加水超聲分散制成濃度為55%的懸浮液，待用；(2)按摩爾比1:2的比例將鈦酸丁酯、正硅酸乙酯溶于3倍量無水乙醇，用濃度為15%冰醋酸溶液調節PH至5，磁力攪拌2h，得到膠體溶液；(3)按質量比1:2將步驟⑴制得的懸浮液與步驟(2)制得的膠體溶液混合均勻，再加入混合液重量5%的納米碳化硅、4%的硫酸鋅、2%的司盤-80水浴加熱至60°C，攪拌2h，過濾，烘干，700°C煅燒2h，自然冷卻至室溫，加入相當于高嶺土重量5%的甲基丙烯酸縮水甘油酯、3 %的硬脂酸和2 %的N- ( β -氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷，3000rpm高速攪拌lOmin，待用；(4)按重量比1:4的比例稱取步驟(3)處理后的高嶺土和固含量為45%丁苯膠乳，混合均勻，然后加入相當于丁苯乳液重量15%的丙烯酸、10%的醋酸乙烯酯、6%的甲基丙烯酸甲酯、3%的乳化劑0P-10、2%的十二烷基硫酸鈉和2%的過硫酸鉀，水浴加熱至800C，攪拌2h，靜置30min，過濾，烘干即可。
[0014]汽車發動機汽缸罩蓋抗老化尼龍復合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0015](1)將尼龍612、超高分子量聚乙烯、陶瓷微粉、葉臘石粉、改性高嶺土、全氟聚醚潤滑脂、二硫化鑰、2-苯基吲哚、二醋酸二丁基錫加入開煉機內，在60-70°C混煉5-10min，然后加入余下原料，在80-90°C下混煉4-8min，冷卻至40°C以下時出料；
[0016](2)將混煉好的物料投入雙螺桿擠出機內，在各區加工溫度設置在275_295°C之間、主機轉速在150-250r/min下共混、擠出，冷卻后經切粒機切粒，粒料再經干燥、篩選、包裝即得成品。
[0017] 上述制得的尼龍復合材料具有優異的抗老化性能，3500h濕熱加速老化拉伸強度僅下降9.6 %，彎曲強度下降11.2 %，缺口沖擊強度下降3.8 %。
[0018]本實施例制得的尼龍復合材料的性能檢測如下表所示:
[0019]
【權利要求】
1.一種汽車發動機汽缸罩蓋抗老化尼龍復合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:尼龍612 50-60、超高分子量聚乙烯25-45、乙烯-四氟乙烯共聚物15-25、石膏粉7-14、陶瓷微粉10-15、葉臘石粉9-16、改性高嶺土 10-15、氧化鋅晶須5_10、全氟聚醚潤滑脂4-8、二硫化鑰5-10、蟲白蠟3-6、2_苯基吲哚1_2、蓖麻油酸鋅2_3、蓖麻油酸鈣1_2、N-N 二甲基苯磺酰胺2-3、2_羥基-4-甲氧基二苯甲酮1-2、二醋酸二丁基錫1.5-2.5、四(2，4- 二叔丁基苯基)-4，4’ -聯苯基雙亞磷酸酯2-3 ； 所述改性高嶺土的制備方法如下:(1)將高嶺土放入濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，過濾，用蒸餾水洗滌至中性，烘干，620-680°C煅燒l_2h，自然冷卻至室溫，粉碎，過篩，加水超聲分散制成濃度為45-55%的懸浮液，待用；(2)按摩爾比1:1-2的比例將鈦酸丁酯、正硅酸乙酯溶于2-3倍量無水乙醇，用濃度為15%冰醋酸溶液調節PH至4-5，磁力攪拌l_2h，得到膠體溶液；(3)按質量比1:1.5-2將步驟(1)制得的懸浮液與步驟(2)制得的膠體溶液混合均勻，再加入混合液重量3-5%的納米碳化硅、2-4%的硫酸鋅、1-2%的司盤-80水浴加熱至50-60°C，攪拌l_2h，過濾，烘干，650-700°C煅燒l_2h，自然冷卻至室溫，加入相當于高嶺土重量3-5%的甲基丙烯酸縮水甘油酯、2-3%的硬脂酸和1-2%的N- ( β -氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷，2000-3000rpm高速攪拌10_15min，待用；(4)按重量比I: 3-4的比例稱取步驟(3)處理后的高嶺土和固含量為45% 丁苯膠乳，混合均勻，然后加入相當于丁苯乳液重量10-15%的丙烯酸、5-10%的醋酸乙烯酯、3-6%的甲基丙烯酸甲酯、2-3%的乳化劑0Ρ-10、1-2%的十二烷基硫酸鈉和1-2%的過硫酸鉀，水浴加熱至70-80°C，攪拌2_3h，靜置20-30min，過濾，烘干即可。
2.如權利要求1所述的汽車發動機汽缸罩蓋抗老化尼龍復合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將尼龍612、超高分子量聚乙烯、陶瓷微粉、葉臘石粉、改性高嶺土、全氟聚醚潤滑月旨、二硫化鑰、2-苯基吲哚、二醋酸二丁基錫加入開煉機內，在60-70°C混煉5-10min，然后加入余下原料，在80-90°C下混煉4-8min，冷卻至40°C以下時出料； (2)將混煉好的物料投入雙螺桿擠出機內，在各區加工溫度設置在275-295°C之間、主機轉速在150-250r/min下共混、擠出，冷卻后經切粒機切粒，粒料再經干燥、篩選、包裝即得成品。
【文檔編號】C08K3/34GK104046011SQ201410213883
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月19日 優先權日:2014年5月19日
【發明者】王玉寶, 詹金珠, 張如宏, 陳士坤, 崔偉東 申請人:安徽安纜模具有限公司