汽車(chē)水箱材料及其制備方法與流程

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本發(fā)明屬于汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車(chē)水箱材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

汽車(chē)水箱又稱(chēng)散熱器，水冷式內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)中不可缺少的一個(gè)組成部分。發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)機(jī)內(nèi)的溫度很高，為保證其能夠正常工作，必須對(duì)其進(jìn)行冷卻。散熱器的作用是利用冷風(fēng)來(lái)冷卻被發(fā)動(dòng)機(jī)高溫零件加熱的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液，汽車(chē)水箱一般是用銅和錫制造，這是由于銅的導(dǎo)熱性能優(yōu)良，能夠耐腐蝕，易于釬焊加工。但由于銅的資源問(wèn)題及價(jià)格問(wèn)題，需對(duì)散熱器材料進(jìn)行開(kāi)發(fā)改進(jìn)。從原有的管片式芯子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出管帶式芯子結(jié)構(gòu)，使得在不減少原有性能的情況下，質(zhì)量減輕近30％，這被認(rèn)為是散熱器發(fā)展史上里程碑。這種結(jié)構(gòu)廣泛用于中、小功率的汽車(chē)上。

汽車(chē)水箱要求耐乙二醇腐蝕，而普通玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料在冷卻液(乙二醇和水按照1：1體積比復(fù)配)和長(zhǎng)期高溫環(huán)境下極易開(kāi)裂，影響發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器的正常使用，其關(guān)鍵問(wèn)題點(diǎn)是尼龍加玻璃纖維材料耐乙二醇性能較差(即135℃恒溫下，在100％乙二醇溶液中放置48h后，產(chǎn)品表面開(kāi)裂，物理性能衰減嚴(yán)重等情況)，因此，急需開(kāi)發(fā)性能更優(yōu)異的汽車(chē)水箱材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種耐高溫和耐腐蝕的汽車(chē)水箱材料及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有材料耐乙二醇性能較差、高溫下易開(kāi)裂等技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明一方面提供一種汽車(chē)水箱材料。以所述汽車(chē)水箱材料的總質(zhì)量為100％計(jì)，所述汽車(chē)水箱材料包括如下質(zhì)量百分含量的成分：

本發(fā)明提供的汽車(chē)水箱材料，增韌劑可顯著增強(qiáng)該材料的可塑性，耐水解劑可顯著減緩冷凍液在基體材料中的擴(kuò)散速度，抗氧劑可優(yōu)化材料加工工藝，顯著提高材料使用壽命，成膜劑可減緩冷凍液對(duì)材料內(nèi)部的浸潤(rùn)作用，而交聯(lián)劑與耐水解劑通過(guò)協(xié)效作用，可顯著降低冷凍液侵蝕作用，保持高強(qiáng)度機(jī)械性能。最終，該汽車(chē)水箱材料中各成分在特定含量范圍內(nèi)，相互之間通過(guò)協(xié)同作用，使本材料具有強(qiáng)度高、耐冷凍液腐蝕、使用壽命長(zhǎng)、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，在本領(lǐng)域中，其效果顯著優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。

本發(fā)明另一方面提供一種汽車(chē)水箱材料的制備方法。所述方法包括如下步驟：

按照上述汽車(chē)水箱材料的配方分別稱(chēng)取各成分原料；

將所述成分原料通過(guò)平行同向雙螺桿擠出機(jī)制得所述汽車(chē)水箱材料。

本發(fā)明提供的汽車(chē)水箱材料的制備方法，工藝簡(jiǎn)單，條件易于控制，效率高。用該方法制成的汽車(chē)水箱材料具有耐高溫、耐腐蝕以及質(zhì)量輕等特點(diǎn)，并能增長(zhǎng)材料使用壽命。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種汽車(chē)水箱材料。該汽車(chē)水箱材料以總質(zhì)量為100％計(jì)，其包括如下質(zhì)量百分含量的成分：

上述提供的汽車(chē)水箱材料，在各成分在特定含量范圍內(nèi)，相互之間通過(guò)協(xié)同作用，使本材料具有強(qiáng)度高、耐冷凍液腐蝕、使用壽命長(zhǎng)、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，在本領(lǐng)域中，其效果顯著優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。

具體地，本發(fā)明實(shí)施例的汽車(chē)水箱材料中PA66的質(zhì)量百分含量可為50％、52％、55％、58％、60％、62％、65％、68％或70％。PA66又稱(chēng)聚酰胺66或尼龍66，由己二酸和己二胺縮聚而成，其具有抗沖擊性和高強(qiáng)度性。在本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選的PA66質(zhì)量百分含量范圍內(nèi)，可使該汽車(chē)水箱材料的強(qiáng)度性能達(dá)到最優(yōu)。

具體地，本發(fā)明實(shí)施例的汽車(chē)水箱材料中增韌劑為POE-g-MAH、POE-g-GMA、SEBS-g-MAH、丙烯酸正丁酯和縮水甘油酯中的一種或多種。增韌劑既可以降低材料的脆性，增加其韌性，又不影響其他主要成分的性能。本發(fā)明實(shí)施例中增韌劑的質(zhì)量百分含量可為2％、3％、4％或5％。在本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選的增韌劑質(zhì)量百分含量范圍內(nèi)，可使該汽車(chē)水箱材料的可塑性能達(dá)到最優(yōu)。

具體地，本發(fā)明實(shí)施例的汽車(chē)水箱材料中耐水解劑為聚碳化二亞胺、MDI基碳化二亞胺和多碳化二亞胺中的一種或多種。耐水解劑可降低汽車(chē)水箱中冷凍液在材料中的擴(kuò)散速度，進(jìn)而降低冷凍液的侵蝕作用。本發(fā)明實(shí)施例中耐水解劑的質(zhì)量百分含量可為2％、3％、4％或5％。在本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選的耐水解劑質(zhì)量百分含量范圍內(nèi)，可使該汽車(chē)水箱材料顯著降低冷凍液的擴(kuò)散速度，提高材料理化性能的穩(wěn)定性。

具體地，本發(fā)明實(shí)施例的汽車(chē)水箱材料中抗氧劑為β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯、N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；?己二胺和亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中的一種或多種?？寡鮿┛蓛?yōu)化材料的加工工藝，提高材料的使用壽命。本發(fā)明實(shí)施例中抗氧劑的質(zhì)量百分含量可為0.2％、0.4％、0.5％、0.6％或0.8％。在本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選的抗氧劑質(zhì)量百分含量范圍內(nèi)，可使該汽車(chē)水箱材料的使用壽命達(dá)到最佳。

具體地，本發(fā)明實(shí)施例的汽車(chē)水箱材料中成膜劑為聚乙烯基環(huán)己烷、二芐叉山梨醇、聚乙烯基-2-甲基環(huán)己烷、聚3-甲基-1-丁烯、長(zhǎng)鏈不飽和脂肪酸鹽和N,N'-亞乙基雙硬脂酸酰胺中的一種或多種。成膜劑可減緩冷凍液對(duì)材料內(nèi)部的浸潤(rùn)作用。本發(fā)明實(shí)施例中成膜劑的質(zhì)量百分含量可為1％、2％或3％。在本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選的成膜劑質(zhì)量百分含量范圍內(nèi)，可使該汽車(chē)水箱材料的抗冷凍液浸潤(rùn)作用效果達(dá)到最優(yōu)，最終提高材料理化性能的穩(wěn)定性。

具體地，本發(fā)明實(shí)施例的汽車(chē)水箱材料中交聯(lián)劑為甲基聚乙烯乙二醇胺和聚氧化丙烯二胺中的一種或多種。交聯(lián)劑與耐水解劑具有協(xié)效作用，可降低冷凍液侵蝕作用，保持材料的高強(qiáng)度機(jī)械性能。本發(fā)明實(shí)施例中交聯(lián)劑的質(zhì)量百分含量可為2％、3％、4％或5％。在本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選的交聯(lián)劑質(zhì)量百分含量范圍內(nèi)，可使該汽車(chē)水箱材料的機(jī)械性能達(dá)到最優(yōu)。

具體地，本發(fā)明實(shí)施例的汽車(chē)水箱材料中短玻璃纖維為聚硅氧烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯中的一種或多種。短玻璃纖維取向?qū)?fù)合材料的力學(xué)性能是各向異性的，合適的界面改性對(duì)于提高復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度非常有效，這也是目前研究的熱點(diǎn)。本實(shí)施例中短玻璃纖維的質(zhì)量百分含量可為20％、22％、25％、28％、30％、32％、35％、36％或38％。在本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選的短玻璃纖維質(zhì)量百分含量范圍內(nèi)，不僅可以增強(qiáng)汽車(chē)水箱支架的輕便性，有效降低其重量，而且可使本材料的強(qiáng)度性能達(dá)到最優(yōu)。

相應(yīng)的另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種汽車(chē)水箱材料的制備方法。該方法包括如下步驟：

S01：按照上述汽車(chē)水箱材料的配方分別稱(chēng)取各成分原料；

S02：將上述步驟S01中的成分原料通過(guò)平行同向雙螺桿擠出機(jī)制得汽車(chē)水箱材料。

上述汽車(chē)水箱材料的制備方法，工藝簡(jiǎn)單，條件易于控制，效率高。用該方法制成汽車(chē)水箱材料具有耐高溫、耐腐蝕以及質(zhì)量輕等特點(diǎn)，并能增長(zhǎng)材料使用壽命。

具體地，在上述步驟S02中，平行同向雙螺桿擠出機(jī)的運(yùn)行參數(shù)為：一區(qū)溫度為100～180℃；二、三、四區(qū)溫度均為260～280℃；五、六、七、八區(qū)溫度均為210～240℃；模頭溫度270～290℃；機(jī)頭模壓為10～13MPa；主機(jī)轉(zhuǎn)速3500～4500rpm，喂料轉(zhuǎn)速30～40rpm，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速為10～20rpm，雙螺桿長(zhǎng)徑比為25～40。在該優(yōu)選的工藝參數(shù)范圍內(nèi)制得的汽車(chē)水箱材料，其性能達(dá)到最優(yōu)。

具體地，上述過(guò)程中，短玻璃纖維從側(cè)喂料加入，且汽車(chē)水箱材料擠出前，在平行同向雙螺桿擠出機(jī)中停留時(shí)間為1～2min。這樣，即可使汽車(chē)水箱材料的力學(xué)強(qiáng)度達(dá)到最優(yōu)，同時(shí)可以提高汽車(chē)水箱材料的穩(wěn)定性。

本發(fā)明先后進(jìn)行過(guò)多次試驗(yàn)，現(xiàn)舉一部分試驗(yàn)結(jié)果作為參考對(duì)發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1