本發明涉及一種發動機用高耐熱、耐磨玻纖增強尼龍材料及制備方法，屬于高分子工程塑料改性和成型加工領域。

技術背景

尼龍又稱聚酰胺，是分子主鏈上含有重復酰胺基團-[NHCO]-的熱塑性樹脂總稱。具有良好的綜合性能，包括高強度、耐熱性、耐磨損性、耐化學藥品性和自潤滑性，易于加工等。尤其是HTPA高溫尼龍（俗稱PPA）具有更優異的綜合性能，在熱、電、物理及耐化學性方面都有良好的表現，特別是在高溫下仍具有高鋼性與高強度及極佳的尺寸精度和穩定性，HTPA還具有良好的加工性，可以采用傳統的注塑機和模具進行成型加工。這使得HTPA 在汽車、電子電氣、機械工程等領域都擁有廣泛的應用前景。

目前，汽車行業對高耐熱、高耐磨、高強度尼龍材料的需求日益迫切，許多企業和科研單位都在玻纖增強尼龍材料的開發上做了大量工作，但多數開發的玻纖增強尼龍材料的性能很難滿足汽車發動機部件的苛刻要求，或只能用于發動機裝飾蓋等比較簡單的部件，無法應用于油底蓋和進氣管等部件，極大的限制了玻纖增強尼龍在汽車發動機周邊部件的應用。

技術實現要素：

本發明的目的是制備一種汽車發動機周邊零部件用的玻纖增強尼龍材料，具備高耐熱、高耐磨、高耐腐蝕、高強度等優點，可滿足汽車發動機各種零部件的使用環境，大大拓展玻纖增強尼龍材料在汽車行業中的使用。

本發明的方案如下：一種發動機用高耐熱、耐磨玻纖增強尼龍材料，按質量百分比，所述材料中包含35~75%耐高溫尼龍樹脂、18~50%玻璃纖維、0.5~1%抗氧劑、0.5~1%熱穩定劑、5~15%馬來酸酐共聚物、0.5~1%防玻纖外露劑、0.5~2%硅酮母粒。

所述耐高溫尼龍樹脂為聚己二酰丁二胺、聚對苯二甲酰癸二胺、聚對苯二甲酰己二胺 -CO- 己二酰己二胺共聚物、聚對苯二甲酰壬二胺中的一種或兩種以上的組合。

所述耐高溫尼龍樹脂相對粘度在1.5~4.0之間。

所述玻璃纖維為直徑在15~18μm之間，經偶聯劑處理的尼龍改性專用的短切無堿玻璃纖維，所述偶聯劑為硅烷類偶聯劑。

所述硅烷類偶聯劑為氨基硅烷偶聯劑、環氧基硅烷偶聯劑、疊氨基硅烷偶聯劑、丙烯基硅烷偶聯劑和乙烯基硅烷偶聯劑中的一種或多種的組合。

所述熱穩定劑為脂肪酸類化合物、有機錫類化合物、有機鉛類化合物、無機鉛類化合物中的一種或兩種以上的組合。

所述馬來酸酐共聚物為苯乙烯-馬來酸酐共聚物、乙烯-馬來酸酐共聚物中的一種或兩者的組合。

所述的馬來酸酐共聚物經過接枝反應后，其酸酐含量為15~35%。

所述防玻纖外露劑為在乙撐雙脂肪酸酰胺基礎上引進極性基團改性后形成低分子量BAB型共聚物結構的一類化合物或由此類化合物中兩者以上組成的混合物。

所述抗氧劑為為 N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺和1,3,5-三 (4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基芐基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮的混合物。

所述硅酮母粒是以50%聚烯烴為載體。

本發明所述玻纖增強尼龍材料的制備方法如下：

1.先將耐高溫尼龍樹脂在105℃烘箱中烘干4h以上，備用。

2.將耐高溫尼龍樹脂、抗氧劑、熱穩定劑、防玻纖外露劑、馬來酸酐共聚物按照配方中的質量百分比準確稱量，在室溫下加入混合攪拌鍋中共混3分鐘。

3.將共混后的材料經雙螺桿擠出機的主進料口以一定速度加入擠出機中進行混煉，同時將玻璃纖維經雙螺桿擠出機的玻纖進料口通入擠出機中擠出、冷卻、切粒即可，擠出機溫度為230~300℃。

本發明的有益效果： 本發明制備的玻纖增強尼龍材料，其優異效果來源于：一、使用有利于表現官能基團提高性能的助劑（如上述配方中體現）；二、改善了尼龍與玻纖的相容性，體現出玻纖以及尼龍的優異性能。具備高耐熱、高強度、高耐磨、高耐腐蝕、材料表面良好，無浮纖等優勢，可滿足汽車發動機周邊各種部件的使用要求。且工藝簡單，操作方便，效益極高，適合進行工業化生產。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將參照實施案例對本發明作進一步的詳細描述，

實施例1：

一種玻纖增強尼龍材料，按質量百分比稱量，45份高溫尼龍6（粘度2.6）、 45份玻璃纖維、0.5份抗氧劑、0.5份熱穩定劑、9份馬來酸酐共聚物、0.5份防玻纖外露劑、1% 硅酮母粒。

其制備方法：將配方中的高溫尼龍樹脂、抗氧劑、熱穩定劑、防玻纖外露劑、馬來酸酐共聚物按照質量百分比準確稱量，在室溫下加入混合攪拌鍋中進行共混，共混均勻后取出，經雙螺桿擠出機的主進料口以一定速度加入擠出機中進行混煉，同時將玻纖經雙螺桿擠出機的玻纖進料口通入擠出機中擠出、冷卻、切粒即可，擠出機溫度為230~300℃。

實施例2：

一種玻纖增強尼龍材料，按質量百分比稱量，53.4份耐高溫尼龍6（粘度2.6）、38份玻璃纖維、0.5份抗氧劑、0.5份熱穩定劑、7.6份馬來酸酐共聚物、0.5份防玻纖外露劑、1% 硅酮母粒。

其制備方法：將配方中的高溫尼龍樹脂、抗氧劑、熱穩定劑、防玻纖外露劑、馬來酸酐共聚物按照質量百分比準確稱量，在室溫下加入混合攪拌鍋中進行共混，共混均勻后取出，經雙螺桿擠出機的主進料口以一定速度加入擠出機中進行混煉，同時將玻纖經雙螺桿擠出機的玻纖進料口通入擠出機中擠出、冷卻、切粒即可，擠出機溫度為230~300℃。

實施例3：

一種玻纖增強尼龍材料，按質量百分比稱量，63份耐高溫尼龍6（粘度2.6）、30份玻璃纖維、0.5份抗氧劑、0.5份熱穩定劑、6份馬來酸酐共聚物、0.5份防玻纖外露劑、1% 硅酮母粒。

其制備方法：將配方中的高溫尼龍樹脂、抗氧劑、熱穩定劑、防玻纖外露劑、馬來酸酐共聚物按照質量百分比準確稱量，在室溫下加入混合攪拌鍋中進行共混，共混均勻后取出，經雙螺桿擠出機的主進料口以一定速度加入擠出機中進行混煉，同時將玻纖經雙螺桿擠出機的玻纖進料口通入擠出機中擠出、冷卻、切粒即可，擠出機溫度為230~300℃。

實施例4：

一種玻纖增強尼龍材料，按質量百分比稱量，72.6份耐高溫尼龍6（粘度2.6）、22份玻璃纖維、0.5份抗氧劑、0.5份熱穩定劑、5份馬來酸酐共聚物、0.5份防玻纖外露劑、1% 硅酮母粒。

其制備方法：將配方中的高溫尼龍樹脂、抗氧劑、熱穩定劑、防玻纖外露劑、馬來酸酐共聚物按照質量百分比準確稱量，在室溫下加入混合攪拌鍋中進行共混，共混均勻后取出，經雙螺桿擠出機的主進料口以一定速度加入擠出機中進行混煉，同時將玻纖經雙螺桿擠出機的玻纖進料口通入擠出機中擠出、冷卻、切粒即可，擠出機溫度為230~300℃。

主要性能測試：生產出的產品按照標準制（GB）成標準測試樣條，進行各項測試，其性能測試結果如表1 所示。

表1

根據表1 可以得知，采用本發明的技術方案所制備得到的產品，具有良好的力學性能，尤其是具備高的熱變形溫度和高模量。本發明材料中加入了馬來酸酐共聚物，有效降低玻纖表面極性，提高玻纖與尼龍的相容性，從而降低玻纖在材料表面的浮纖和翹曲現象，極大的提高了材料表面的光潔度。該材料與常規玻纖增強尼龍材料相比，具備高耐熱、高耐磨和高強度等優勢，可用于油底蓋、發動機裝飾蓋、冷卻和散熱等汽車發動機零部件，大大拓展了玻纖增強尼龍材料在汽車行業的使用范圍。

上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。