一種汽車用耐醇解尼龍復合材料及其加工方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及高分子材料領域，具體設及了一種汽車用耐醇解尼龍復合材料及其加 工方法。
【背景技術】
[0002] 隨著汽車工業的迅速發展，W塑代鋼成為汽車材料發展的潮流和方向，玻璃纖維 增強尼龍材料W其優異的耐熱性，機械性能等，廣泛應用于汽車的水室部件，例如恒溫器殼 體，水箱接頭等。運些制件不僅要求材料具有優異的機械性能，還需要材料具有良好的耐水 解，耐醇解特性，能夠在熱水和防凍液乙二醇混合溶液中長期使用，性能不下降。
[0003] 汽車水室部件使用的材料要求耐乙二醇溶液和其他化學腐蝕劑及l〇〇°CW上水溶 液的浸蝕，同時在裝配過程中結合處不允許發生應力開裂，普通的尼龍材料已難W滿足上 述要求。
[0004] 現有技術中絕大部分耐醇解材料均通過添加抗醇解劑或耐醇解劑W達到耐醇解 的性能，雖然其對材料的耐醇解特性有提高，但是材料整體性能反而降低；同時，由于較高 的加工溫度，抗醇解劑或耐醇解劑會有分解可能，導致材料整體耐冷凍液腐蝕的能力下降， 影響生產質量和效率。
【發明內容】
[0005] 為了克服現有技術不足，本發明提供了一種具有優異的長期耐醇解性能的尼龍 復合材料，解決了現有技術需要添加耐醇解劑或抗醇解劑W達到耐醇解性能要求的問 題；該尼龍復合材料不需要添加耐醇解劑，不僅保持原有物性，而且耐醇解化學性能達到 化-VW774的技術要求，即：135°C恒溫下，在100 %乙二醇溶液中放置48小時后，產品表面良 好無變化，不裂開，且機械性能優異。本發明還提供了該汽車用耐醇解尼龍復合材料的加工 方法。
[0006] 本發明采用如下的技術方案： 一種汽車用耐醇解尼龍復合材料，按重量百分比由W下組分組成： 尼龍樹脂 58~63〇/〇 預處理的玻璃纖維 35~40% 成核劑 0. 1~0. 5% 抗氧劑 0. 3~0. 5% 潤滑劑 0. 5~0. 7% 熱穩定劑 0.3~0.5%;其中， 玻璃纖維進行預處理，包括W下步驟： 曰、先將石墨締分散于水中形成溶液A，將硅烷偶聯劑與乙醇混合形成溶液B，將溶液A和溶液B混合配制成混合溶液，混合溶液中溶液A與溶液B的質量比為1 :1;其中溶液 A中水與石墨締的質量比為（40~50) :(0. 1~2)，溶液B中乙醇與硅烷偶聯劑的質量比為 (30~40) : (0. 5~1)，所述的硅烷偶聯劑選自3-氨丙基Ξ乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙 基Ξ甲氧基硅烷和二乙締Ξ胺基丙基Ξ甲氧基硅烷中的任一種； b、將普通連續玻璃纖維浸入混合溶液中，超聲波處理15~20min，頻率為70~80KHZ，靜 置50~60min;再機械振動處理40~60min，頻率500~600化及振幅0. 5~1. 5mm;取出玻璃 纖維，用丙酬沖洗2次，在100~150°C下干燥60~90min; C、將步驟b干燥后的玻璃纖維浸入混合溶液中，超聲波處理25~30min，頻率為 40~50KHZ，靜置50~60min;再機械振動處理40~60min，頻率400~500Hz及振幅0. 5~ 1.5mm;取出玻璃纖維，用丙酬沖洗2次，在100~150°C下干燥60~90min; t將步驟C干燥后的玻璃纖維浸入混合溶液中，超聲波處理25~30min，頻率為 20~30KHZ，靜置50~60min;再機械振動處理40~60min，頻率300~400Hz及振幅0. 5~ 1.5mm;取出玻璃纖維，用丙酬沖洗2次，在100~150°C下干燥60~90min; e、將P陽樹脂在275~285°C溫度條件下塑化烙融，得到P陽樹脂烙體；將步驟d干燥后 的玻璃纖維經過PPE樹脂的烙體浸潰，玻璃纖維與PPE樹脂的質量比為1 :0. 5。玻璃纖維 由紗架引出，經張力漉調節張力，進入烙體浸潰模頭，在模頭內實現纖維的分散和浸潤，通 過模頭的纖維的出口控制纖維的含量，冷卻固化，經切粒機切成8~10mm長的預處理玻璃纖 維。
[0007] 在本發明中，所述尼龍為尼龍46、尼龍6、尼龍6/尼龍66中的任一種。
[0008] 在本發明中，所述的抗氧劑為亞憐酸醋類抗氧劑和胺類抗氧劑，其組分比例為 1:1 ;所述的潤滑劑為季戊四醇硬脂酸醋；所述熱穩定劑為空間受阻酪抗氧劑和憐酸鹽的 混合物；所述成核劑為長碳鏈成份為主的簇酸巧鹽CAV102。
[0009] 在本發明中，所述石墨締的制備方法如下：取一定量酸素石墨，在空氣中l〇〇〇°C 處理1小時，然后在7%?的氮氨混合氣中1000°C原位還原處理1. 5小時，再加入質量比3% 的聚乙二醇醋和質量比5. 0%的四簇酸二酢二糞，與水配成濃度為80. 0%的漿體，先在功率 為400W的超聲波輔助下進行3500轉/分鐘球磨8小時，再調整至200W超聲波下進行2000 轉/分鐘球磨4小時，球磨后經高速離屯、機10000轉/分鐘分離，冷凍干燥，獲得石墨締固 體。
[0010] 所述的汽車用耐醇解尼龍復合材料的加工方法，包括如下步驟： 1) 按配方中各組分重量百分比分別稱取尼龍樹脂、預處理的玻璃纖維、成核劑、熱穩定 劑、抗氧劑和潤滑劑； 2) 將尼龍樹脂、成核劑、熱穩定劑、抗氧劑和潤滑劑加入高速攬拌機混合15~20min，混 合均勻； 3) 將步驟2)所得混合物與預處理的玻璃纖維分別通過主喂料和側喂料設備一起進入 同向雙螺桿擠出機，螺桿長徑比為40,轉速200~30化/min,溫度210~300°C，烙融混煉后 擠出，切粒包裝。
[0011] 本發明具有如下優異效果： 本發明制備的耐醇解尼龍復合材料，在不添加耐醇解耐水解劑的前提下，W尼龍、預 處理玻璃纖維、助劑等為主要材料，通過雙螺桿擠出機擠出共混制得尼龍復合材料，其具有 高機械性能，高耐熱的同時，還擁有優異的耐水解耐醇解特性。進行預處理的玻璃纖維吸 附有石墨締、硅烷類偶聯劑并浸潰過PPE烙體，具有優異的耐醇解特性，而且能夠在不降低 尼龍復合材料的物性下，提高其耐醇解性能；該尼龍復合材料具有優異的耐醇解性能達到 化-VW774測試要求，樣品表面良好無變化，不開裂；不僅解決了現有技術需要添加耐醇解 劑或抗醇解劑W達到耐醇解性能要求的問題而且還解決了現有技術增加PPE后明顯降低 基體材料的機械性能的問題。
【具體實施方式】
[0012] W下的實施例是對本發明的詳細描述，但本發明不僅僅局限于運些實施例。
[001引 實施例1 一種汽車用耐醇解尼龍復合材料，按重量百分比由W下組分組成：尼龍6 58. 1%、預處 理的玻璃纖維40%、成核劑0. 5%、抗氧劑0. 5%、潤滑劑0. 6%、熱穩定劑0. 3%。
[0014] 所述的汽車用耐醇解尼龍復合材料的加工方法，包括如下步驟： (1) 玻璃纖維進行預處理，包括W下步驟： a、 先將石墨締分散于水中形成溶液A，將硅烷偶聯劑與乙醇混合形成溶液B，將溶液A 和溶液B按質量比為1 :1混合配制成混合溶液；其中溶液A中水與石墨締的質量比為40 : 0. 1，溶液B中乙醇與硅烷偶聯劑的質量比為40 :1 ;硅烷偶聯劑為3-氨丙基Ξ乙氧基硅烷； b、 將普通連續玻璃纖維浸入混合溶液中，超聲波處理20min，頻率為70KHZ，靜置 50min;再機械振動處理40min，頻率600化及振幅0. 5mm;取出玻璃纖維，用丙酬沖洗2次， 在150°C下干燥90min; C、將步驟b干燥后的玻璃纖維浸入混合溶液中，超聲波處理30min，頻率為40KHZ，靜置 5〇min;再機械振動處理40min，頻率500化及振幅1mm;取出玻璃纖維，用丙酬沖洗2次，在 125°C下干燥 75min; t將步驟C干燥后的玻璃纖維浸入混合溶液中，超聲波處理28min，頻率為20KHZ，靜置 50min;再機械振動處理40min，頻率300化及振幅0. 5mm;取出玻璃纖維，用丙酬沖洗2次， 在100°C下干燥90min; e、將P陽樹脂在275~285°C溫度條件下塑化烙融，得到P陽樹脂烙體；將步驟d干燥后 的玻璃纖維經過PPE樹脂的烙體浸潰，玻璃纖維與PPE樹脂的質量比為1 :0. 5。玻璃纖維 由紗架引出，經張力漉調節張力，進入烙體浸潰模頭，在模頭內實現纖維的分散和浸潤，通 過模頭的纖維的出口控制纖維的含量，冷卻固化，經切粒機切成8~10mm長的預處理玻璃纖 維； (2) 按配方中各組分重量百分比分別稱取尼龍樹脂、預處理的玻璃纖維、成核劑、熱穩 定劑、抗氧劑和潤滑劑； (3 )將尼龍樹脂、成核劑、熱穩定劑、抗氧劑和潤滑劑加入高速攬拌機混合15~20min，混 合均勻； (4)將步驟（3)所得混合物與預處理的玻璃纖維分別通過主喂料和側喂料設備一起進 入同向雙螺桿擠出機，螺桿長徑比為40,轉速200~30化/min,溫度210~280°C，烙融混煉 后擠出，切粒包裝。
[001引實施例2 一種汽車用耐醇解尼龍復合材料，按重量百分比由W下組分組成：尼龍46 58. 5%、預 處理的玻璃纖維40%、成核劑0. 1%、抗氧劑0. 4%、潤滑劑0. 6%、熱穩定劑0. 4%。
[0016] 所述的汽車用耐醇解尼龍復合材料的加工方法，包括如下步驟： (1) 玻璃纖維進行預處理，包括W下步驟： a、 先將石墨締分散于水中形成溶液A，將硅烷偶聯劑與乙醇混合形成溶液B，將溶液A 和溶液B按質量比為1 :1混合配制成混合溶液；其中溶液A中水與石墨締的質