汽车发动机汽缸罩盖抗老化尼龙复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车发动机汽缸罩盖抗老化尼龙复合材料及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：尼龙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、叶腊石粉9-16、改性高岭土10-15、氧化锌晶须5-10、全氟聚醚润滑脂4-8、二硫化钼5-10、虫白蜡3-6、2-苯基吲哚1-2、蓖麻油酸锌2-3、蓖麻油酸钙1-2、N-N二甲基苯磺酰胺2-3、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮1-2、二醋酸二丁基锡1.5-2.5、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4'-联苯基双亚磷酸酯2-3。本发明尼龙复合材料具有优异的物理机械性能、抗老化性能、耐疲劳性能和耐腐蚀性能，完全可以替代金属材料应用于制造汽车发动机汽缸罩盖，具有工业化应用前景。
【专利说明】汽车发动机汽缸罩盖抗老化尼龙复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车发动机汽缸罩盖抗老化尼龙复合材料及其制备方法，属于尼龙材料领域。
【背景技术】
[0002]近几十年来，汽车工业迅速发展，汽车研究的主要方向是轻量、节能降耗、减少排放以及改进安全性能，采用塑料制成的功能件在汽车中的应用愈来愈广泛。尼龙由于强度高、耐热、耐油、耐化学药品、自润滑、自熄、抗震、防噪音、易加工、可回收利用、来源充足等优异的综合性能，在汽车上的应用得到很大发展。汽缸罩盖作为汽车发动机的关键部件，长期在近150°C的高温下工作，并承受震动负荷、汽缸内外压力差和高温机油的侵蚀，因此对材料的性能要求极为苛刻，除了要具有非常高的机械强度、耐腐蚀性和耐疲劳性之外，还应具备优异的抗老化性能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种汽车发动机汽缸罩盖抗老化尼龙复合材料及其制备方法。该尼龙复合材料具有优异的抗老化性、耐疲劳性、耐腐蚀性和较高的机械强度。
[0004]为实现上述目的。本发明采用的技术方案如下:
[0005]一种汽车发动机汽缸罩盖抗老化尼龙复合材料，由以下重量份的原料制成:尼龙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、叶腊石粉9-16、改性高岭土 10-15、氧化锌晶须5_10、全氟聚醚润滑脂4_8、二硫化钥5-10、虫白蜡3-6、2_苯基吲哚1-2、蓖麻油酸锌2-3、蓖麻油酸钙1_2、N_N 二甲基苯磺酰胺2-3、2_羟基-4-甲氧基二苯甲酮1-2、二醋酸二丁基锡1.5-2.5、四(2，4- 二叔丁基苯基)_4，4’ -联苯基双亚磷酸酯2-3 ；
[0006]所述改性高岭土的制备方法如下:(1)将高岭土放入浓度为20%的盐酸溶液中浸泡l_2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，620-680°C煅烧l_2h，自然冷却至室温，粉碎，过筛，加水超声分散制成浓度为45-55%的悬浮液，待用；(2)按摩尔比1:1-2的比例将钛酸丁酯、正硅酸乙酯溶于2-3倍量无水乙醇，用浓度为15%冰醋酸溶液调节PH至4-5，磁力搅拌l_2h，得到胶体溶液；(3)按质量比1:1.5-2将步骤(1)制得的悬浮液与步骤(2)制得的胶体溶液混合均匀，再加入混合液重量3-5%的纳米碳化硅、2-4%的硫酸锌、1-2%的司盘-80水浴加热至50-60°C，搅拌l_2h，过滤，烘干，650-700°C煅烧l_2h，自然冷却至室温，加入相当于高岭土重量3-5%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、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高速搅拌10-15min，待用；(4)按重量比1:3-4的比例称取步骤(3)处理后的高岭土和固含量为45%丁苯胶乳，混合均匀，然后加入相当于丁苯乳液重量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%的乳化剂0Ρ-10、1-2%的十二烷基硫酸钠和1-2%的过硫酸钾，水浴加热至70-800C，搅拌2-3h，静置20-30min，过滤，烘干即可。
[0007]本发明汽车发动机汽缸罩盖抗老化尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤:
[0008](I)将尼龙612、超高分子量聚乙烯、陶瓷微粉、叶腊石粉、改性高岭土、全氟聚醚润滑脂、二硫化钥、2-苯基吲哚、二醋酸二丁基锡加入开炼机内，在60-70°C混炼5-10min，然后加入余下原料，在80-90°C下混炼4-8min，冷却至40°C以下时出料；
[0009](2)将混炼好的物料投入双螺杆挤出机内，在各区加工温度设置在275_295°C之间、主机转速在150-250r/min下共混、挤出，冷却后经切粒机切粒，粒料再经干燥、筛选、包装即得成品。
[0010]本发明有益效果:
[0011]本发明尼龙复合材料具有优异的物理机械性能和抗老化性能，3500h湿热加速老化拉伸强度仅下降9.6%，弯曲强度下降11.2%，缺口冲击强度下降3.8%，同时具有优异的耐疲劳性和耐腐蚀性，完全可以替代金属材料应用于制造汽车发动机汽缸罩盖，具有工业化应用前景。
【具体实施方式】
[0012]一种汽车发动机汽缸罩盖抗老化尼龙复合材料，由以下重量份的原料制成:尼龙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、叶腊石粉14、改性高岭土 12、氧化锌晶须7、全氟聚醚润滑脂6、二硫化钥8、虫白蜡4、2_苯基吲哚
1.5、蓖麻油酸锌2、蓖麻油酸钙1.5、N-N 二甲基苯磺酰胺2、2_羟基-4-甲氧基二苯甲酮
1.5、二醋酸二丁基锡2、四(2，4- 二叔丁基苯基)-4，4’ -联苯基双亚磷酸酯2 ；
[0013]所述改性高岭土的制备方法如下:(I)将高岭土放入浓度为20%的盐酸溶液中浸泡2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，680°C煅烧lh，自然冷却至室温，粉碎，过筛，加水超声分散制成浓度为55%的悬浮液，待用；(2)按摩尔比1:2的比例将钛酸丁酯、正硅酸乙酯溶于3倍量无水乙醇，用浓度为15%冰醋酸溶液调节PH至5，磁力搅拌2h，得到胶体溶液；(3)按质量比1:2将步骤⑴制得的悬浮液与步骤(2)制得的胶体溶液混合均匀，再加入混合液重量5%的纳米碳化硅、4%的硫酸锌、2%的司盘-80水浴加热至60°C，搅拌2h，过滤，烘干，700°C煅烧2h，自然冷却至室温，加入相当于高岭土重量5%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、3 %的硬脂酸和2 %的N- ( β -氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷，3000rpm高速搅拌lOmin，待用；(4)按重量比1:4的比例称取步骤(3)处理后的高岭土和固含量为45%丁苯胶乳，混合均匀，然后加入相当于丁苯乳液重量15%的丙烯酸、10%的醋酸乙烯酯、6%的甲基丙烯酸甲酯、3%的乳化剂0P-10、2%的十二烷基硫酸钠和2%的过硫酸钾，水浴加热至800C，搅拌2h，静置30min，过滤，烘干即可。
[0014]汽车发动机汽缸罩盖抗老化尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤:
[0015](1)将尼龙612、超高分子量聚乙烯、陶瓷微粉、叶腊石粉、改性高岭土、全氟聚醚润滑脂、二硫化钥、2-苯基吲哚、二醋酸二丁基锡加入开炼机内，在60-70°C混炼5-10min，然后加入余下原料，在80-90°C下混炼4-8min，冷却至40°C以下时出料；
[0016](2)将混炼好的物料投入双螺杆挤出机内，在各区加工温度设置在275_295°C之间、主机转速在150-250r/min下共混、挤出，冷却后经切粒机切粒，粒料再经干燥、筛选、包装即得成品。
[0017] 上述制得的尼龙复合材料具有优异的抗老化性能，3500h湿热加速老化拉伸强度仅下降9.6 %，弯曲强度下降11.2 %，缺口冲击强度下降3.8 %。
[0018]本实施例制得的尼龙复合材料的性能检测如下表所示:
[0019]
【权利要求】
1.一种汽车发动机汽缸罩盖抗老化尼龙复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:尼龙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、叶腊石粉9-16、改性高岭土 10-15、氧化锌晶须5_10、全氟聚醚润滑脂4-8、二硫化钥5-10、虫白蜡3-6、2_苯基吲哚1_2、蓖麻油酸锌2_3、蓖麻油酸钙1_2、N-N 二甲基苯磺酰胺2-3、2_羟基-4-甲氧基二苯甲酮1-2、二醋酸二丁基锡1.5-2.5、四(2，4- 二叔丁基苯基)-4，4’ -联苯基双亚磷酸酯2-3 ； 所述改性高岭土的制备方法如下:(1)将高岭土放入浓度为20%的盐酸溶液中浸泡l_2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，620-680°C煅烧l_2h，自然冷却至室温，粉碎，过筛，加水超声分散制成浓度为45-55%的悬浮液，待用；(2)按摩尔比1:1-2的比例将钛酸丁酯、正硅酸乙酯溶于2-3倍量无水乙醇，用浓度为15%冰醋酸溶液调节PH至4-5，磁力搅拌l_2h，得到胶体溶液；(3)按质量比1:1.5-2将步骤(1)制得的悬浮液与步骤(2)制得的胶体溶液混合均匀，再加入混合液重量3-5%的纳米碳化硅、2-4%的硫酸锌、1-2%的司盘-80水浴加热至50-60°C，搅拌l_2h，过滤，烘干，650-700°C煅烧l_2h，自然冷却至室温，加入相当于高岭土重量3-5%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、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高速搅拌10_15min，待用；(4)按重量比I: 3-4的比例称取步骤(3)处理后的高岭土和固含量为45% 丁苯胶乳，混合均匀，然后加入相当于丁苯乳液重量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%的乳化剂0Ρ-10、1-2%的十二烷基硫酸钠和1-2%的过硫酸钾，水浴加热至70-80°C，搅拌2_3h，静置20-30min，过滤，烘干即可。
2.如权利要求1所述的汽车发动机汽缸罩盖抗老化尼龙复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将尼龙612、超高分子量聚乙烯、陶瓷微粉、叶腊石粉、改性高岭土、全氟聚醚润滑月旨、二硫化钥、2-苯基吲哚、二醋酸二丁基锡加入开炼机内，在60-70°C混炼5-10min，然后加入余下原料，在80-90°C下混炼4-8min，冷却至40°C以下时出料； (2)将混炼好的物料投入双螺杆挤出机内，在各区加工温度设置在275-295°C之间、主机转速在150-250r/min下共混、挤出，冷却后经切粒机切粒，粒料再经干燥、筛选、包装即得成品。
【文档编号】C08K3/34GK104046011SQ201410213883
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】王玉宝, 詹金珠, 张如宏, 陈士坤, 崔伟东 申请人:安徽安缆模具有限公司