一種汽車空調傳動齒輪用改性材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及高分子材料領域,具體涉及一種汽車空調傳動齒輪用改性材料及其 制備方法,廣泛用于汽車工業領域。
【背景技術】
[0002] 節能、減重、低噪音一直是汽車發展所要求的重要指標,聚醚醚酮樹脂的輕質、高 機械強度、耐熱、自潤滑等特性恰好滿足了汽車行業的需求,可以替代鋼族、鋁材、銅、鈦、聚 四氟乙烯(PTFE)以及其他高性能材料的應用。盡管PEEK的綜合性能優異,但其某些性能 仍然不能滿足工程上制作高精度、耐熱性、耐磨性、耐腐蝕性、抗疲勞和耐沖擊性零部件的 要求,尤其是零部件對使用壽命的要求,突出為對PEEK耐磨性能的要求較高為此,因此,研 制出國產新型耐磨、耐腐蝕、抗疲勞的高性能PEEK汽車空調壓縮機密封環,提高可靠性,延 長使用壽命,提高使用性能具有相當大的應用價值與經濟效益。
【發明內容】
[0003] 本發明制備了一種汽車空調傳動齒輪用改性材料,目的是提高PEEK復合材料的 耐磨性,提高可靠性,延長使用壽命。本發明采用納米二氧化硅(Si0 2)作為增強材料,經熱 壓成型制備了 PEEK復合材料,對其摩擦磨損性能、拉伸、彎曲以及沖擊性能的影響,探索改 善PEEK復合材料耐磨性能的新途徑,從而達到延長PEEK復合材料的使用壽命,降低生產成 本的目的。
[0004] 技術方案: 步驟一:采用KH550處理納米Si02,使納米Si02的羥基和硅烷偶聯劑的酸酐官能團發 生了酯化反應,硅烷偶聯劑能通過酯鍵與納米Si02K接起來,從而提高了粒子和PEEK基體 的界面結合力。
[0005] 步驟二:去除原料中的水分,在150°C的真空干燥箱中干燥處理6~12h。將干燥 后的原料按照配方比例稱量后,裝入高速混合機中攪拌。配料攪拌是以1500r/min的低速 混合15min 〇
[0006] 步驟三:攪拌完的配料進行熱壓成型,成型前對模具進行清潔處理,然后均勻地 在模具表面噴上脫模劑。在48X22X33cm的圓筒形模具中裝入75g的配料,進行合模, 預壓4min,壓力4. 9MPa ;之后將配料連同模具放入爐內進行升溫熔融,溫度為390°C,保 溫時間為3h ;然后將模具重新放入平板硫化機進行模壓,模壓壓力為4. 9MPa,保壓時間為 20min ;隨之進行風冷降溫,開模取樣;最后將制備好的樣品進行退火處理,在270°C下恒溫 120min。回火后的樣品經機械加工成所需的實驗試條。測試摩擦磨損性能的試條是在上述 的條件制備的,而力學性能試條則是在170X24X6cm的條形模具,稱25g的量;預壓壓力 為7. 5MPa,時間3min ;模壓壓力為7. 5MPa,保壓時間為lOmin。
[0007] 具體實例: 下面結合具體實施例對本發明進一步詳細說明,但本發明并不局限于以下實施各例: 表1各實施例對應的配方
由實驗所得數據可知,PEEK及其復合材料的摩擦系數隨摩擦時間的增加先上升,之后 趨于平穩。納米Si02/PEEK復合材料的摩擦系數和比磨損率均隨著納米Si02的含量的增 加均呈先下降后上升的趨勢。當納米Si0 2的含量為5. Owt%左右時,PEEK復合材料的比磨 損率達到最小值1. 03X 10-6mm3/ (N ? m),較純PEEK降低了 70. 23%。
[0008] 納米Si02/PEEK復合材料的力學性能隨著納米Si02的含量的增加而下降。當納米 Si0 2的含量為5. Owt%時,復合材料的拉伸強度、彎曲強度以及沖擊強度與純PEEK相比,分 別下降了 9. 22%、9. 97%和4. 72% ;當納米Si02的含量為15. Owt%時,復合材料的力學性能進 一步降低。
【主權項】
1. 一種汽車空調傳動齒輪用改性材料的配方組成如下所示: PEEK85 ~95% 納米Si025~15%。2. 根據權利要求1所述一種汽車空調傳動齒輪用改性材料,其特征在于:PEEK(長春吉 大特塑工程研究有限公司),平均粒徑為7 μ m,納米Si02 (南京冠業化工有限公司),平均粒 徑為20nm。3. 根據權利要求1所述一種汽車空調傳動齒輪用改性材料,其特征在于:所述納米 Si〇2采用偶聯劑KH550進行表面改性處理。
【專利摘要】本發明涉及一種汽車空調傳動齒輪用改性材料及其制備方法。該發明材料是一種經添加納米SiO2增強的PEEK改性材料。首先采用熱壓成型制備了復合材料,然后對其摩擦性能和力學性能進行了表征。結果表明:當納米SiO2的含量為5wt%時,復合材料的比磨損率最低,為1.03×10-6mm3/(N·m),比純PEEK降低了70.23%,納米SiO2/PEEK復合材料的力學性能隨著納米SiO2的含量的增加而下降。當納米SiO2的含量為5.0wt%時,復合材料的拉伸強度、彎曲強度以及沖擊強度與純PEEK相比,分別下降了9.22%、9.97%和4.72%;當納米SiO2的含量為15.0wt%時,復合材料的力學性能進一步降低。
【IPC分類】C08K9/06, C08K3/36, C08L61/16
【公開號】CN105713347
【申請號】CN201410733905
【發明人】馬慶豐, 宋陽, 馬俊杰
【申請人】黑龍江鑫達企業集團有限公司