CN1493614A - 活塞用酚醛模塑料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于制造汽车、摩托车活塞的酚醛模塑料。该酚醛模塑料中,酚醛树脂用量为10~40%,无机填料用量为15~50%,增强材料用量为20~55%,固化剂用量为2~10%,增塑剂用量为1~8%,固化促进剂用量为1~10%,着色剂用量为0~10%。本发明得到的用于制造汽车、摩托车活塞的酚醛模塑料,其模塑制品具有尺寸稳定性高,硬度高,力学强度高,热变形温度高,高温热失重率低,模塑收缩率和后收缩率低,吸水率低。
Description
技术领域
本发明涉及一种特种工程塑料,尤其涉及一种用于制造汽车、摩托车活塞的酚醛模塑料。
背景技术
中国是一个人口大国,因此是一个巨大的消费市场。随着中国经济的发展,人民生活水平的提高,物流业的高度繁荣和轿车进入家庭的大趋势,汽车已经成为我国国民经济的支柱产业之一。国内外的汽车制造商纷纷抢占中国市场,目前我国的汽车制造业蓬勃发展,消费增长也非常快。由于石油、天然气等不可再生资源越来越稀缺,因此为了省油、省气,汽车在向轻量化方向发展,而要汽车减轻重量,以塑料代替钢铁或其它金属来制造汽车的某些零部件,不失为好的方法之一。
随着塑料工业的进步,汽车的车灯、电器、车厢及其内饰件等已经是塑料类产品。汽车、摩托车发动机的一些零部件也在朝着用工程塑料(特别是热固性工程塑料)来制造的方向发展,如酚醛塑料已经用在皮带轮、化油器、水泵、油泵、碳刷架、排气管等要求耐热好、强度高、尺寸稳定的零部件;不饱和聚酯塑料已经用在分电盘、点火器等要求耐热好、电绝缘性好的零部件。而汽车、摩托车发动机的活塞目前主要还是用金属铝或铝合金制造的。活塞对材料的要求有尺寸稳定、耐热、耐油、较高的强度和硬度等。
发明内容
本发明的目的是得到一种能用于制造汽车、摩托车发动机活塞的酚醛模塑料来代替现有的铝合金,制造汽车、摩托车发动机的活塞。
本发明的目的是这样实现的,一种用于制造汽车、摩托车活塞的酚醛模塑料,包含以下组分:
a.酚醛树脂,重量比为10~45%;
b.无机填料,重量比为15~50%;
c.增强材料,重量比为20~55%;
d.固化剂,重量比为2~10%;
e.增塑剂,重量比为1~8%;
f.固化促进剂,重量比为1~7%;
g.着色剂,重量比为0~10%。
本发明中,所述酚醛树脂是酸法酚醛树脂和/或碱法酚醛树脂。
本发明中,所述酸法酚醛树脂由有机酸或无机酸催化聚合得到,其中,有机酸是由草酸、甲酸、醋酸、苯甲酸、对甲苯黄酸、水杨酸中的一种或几种复合,无机酸是盐酸、硫酸、硼酸、磷酸等中的一种或几种复合。
本发明中,所述碱法酚醛树脂由碱化合物催化聚合得到,其中,碱性化合物是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化镁、氨水中的一种或几种复合。
本发明中,所述无机填料是超细云母粉、纳米碳酸钙、超细氢氧化铝、超细珍珠岩粉、超细滑石粉、超细重金石粉、超细硅微粉、超细硅灰石粉中的一种或几种复合。
本发明中,所述增强材料是无机纤维和/或有机纤维。
本发明中,所述无机增强材料是玻璃纤维、玄武岩纤维、硼纤维、碳纤维、石墨纤维、氧化铝纤维等中的一种或几种复合;所述有机纤维是芳纶纤维、尼龙纤维、聚酯纤维等中的一种或几种复合。
本发明中,所述固化剂是酸法酚醛树脂固化剂和/或碱法酚醛树脂固化剂。
本发明中,所述酸法酚醛树脂固化剂是六次甲基四胺、三乙胺、多聚甲醛、三羟甲基三聚氰胺、多羟甲基双氰胺等中的一种或几种复合;所述碱法酚醛树脂固化剂是对甲苯黄酸、硼酸、磷酸中的一种或几种复合。
本发明中,所述增塑剂是硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑单硬脂酰胺、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡中的一种或几种复合。
本发明的目的还可以这样实现,所述固化促进剂是氧化镁、氧化钙、氢氧化镁、氢氧化钙中的一种或几种复合。
本发明中,所述着色剂是碳黑、铬绿、氧化铁红、中铬黄中的一种或几种复合。
本发明中,所述酚醛树脂重量更精确的是15~40%;所述无机填料重量更精确的是20~40%;所述增强材料重量更精确的是25~50%;所述固化剂重量更精确的是1.5~5.5%;所述增塑剂重量更精确的是1.0~4.5%;所述固化促进剂重量更精确的是1.0~3.5%;所述着色剂重量更精确的是0~5.5%。
本发明选用的酚醛树脂具有不同苯酚环和甲醛形成的酚-次甲基结构提高了体系的密实度,得到的酚醛模塑料具有相对密度大,模塑收缩率低,吸水率低,高温热失重率低,强度高,硬度高,热变形温度高等优点,适用于制造汽车、摩托车活塞。
具体实施方式
下面接合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
以酸法酚醛树脂为基体树脂,选用适当的固化体系,并以无机纤维为增强材料,得到以下组分及含量的模塑料:
a.酸法酚醛树脂,重量比为15.0~35.0%;
b.六次甲基四胺重量比为1.5~5.0%;
c.氧化镁,重量比为1.0~2.5%;
d.氢氧化钙,重量比为1.0~4.5%;
e.硬脂酸钙,重量比为1.0~4.0%;
f.玻璃纤维,重量比为25~45%;
g.超细氢氧化铝,重量比为20~40%;
h.碳黑、重量比为1.5~3.5%。
将酸法酚醛树脂在粉碎机中粉碎,达到一定的细度要求后,按配方称好各种原材料,混合均匀。在双辊机上辊压成片,再在破碎机上破碎,得到模塑料。压制试样,测试性能如下:相对密度为2.08,模塑收缩率为0.05%,洛氏硬度(E Scale)为98,热变形温度为182℃,缺口冲击强度3.0KJ/m2。208℃烘烤24小时,失重率为0.32%。
实施例2
以碱法酚醛树脂为基体树脂,选用适当的固化体系,并以无机纤维和有机纤维的混杂为增强材料,得到以下组分及含量的模塑料:
a.碱法酚醛树脂,重量比为20.0~35.0%;
b.对甲苯黄酸,重量比为1.5~4.5%;
c.氧化镁,重量比为1.0~4.5%;
e.硬脂酸锌,重量比为1.0~3.5%;
f.碳纤维和石墨纤维,重量比为20~35%;
g.聚酯纤维,重量比为10~25%;
h.纳米碳酸钙,重量比为25~40%;
i.氧化铁红,重量比为2.0~5.0%。
将碱法酚醛树脂按配方称好后,加入捏合机中,开动捏合机,加入配方中的剩余原材料,混合均匀后出料。然后在双辊机上除去挥发份,辊压成片,再在破碎机上破碎,得到模塑料。压制试样,测试性能如下;相对密度为2.10,模塑收缩率为0.06%,洛氏硬度(E Scale)为95,热变形温度为188℃,缺口冲击强度3.2KJ/m2。208℃烘烤24小时,失重率为0.24%。
实施例3
以酸法酚醛树脂和碱法酚醛树脂的复合作为基体树脂,选用适当的固化体系,并以无机纤维和有机纤维的混杂为增强材料,得到以下组分及含量的模塑料:
a.酸法酚醛树脂,重量比为10.0~20.0%;
b.碱法酚醛树脂,重量比为15.0~25.0%;
c.六次甲基四胺,重量比为1.0~3.0%;
d.磷酸,重量比为1.0~4.0%;
e.氧化镁,重量比为1.5~6.5%;
f.乙撑单硬脂酰胺,重量比为1.0~3.0%;
g.氧化铝纤维,重量比为20~35%;
h.尼龙纤维,重量比为10~25%;
i.超细滑石粉,重量比为25~40%;
j.铬黄,重量比为2.0~5.0%。
将酸法酚醛树脂在粉碎机中粉碎,达到一定的细度要求后,按配方计量;碱法酚醛树脂按配方计量。二种树脂一起加入捏合机中,开动捏合机,加入配方中的剩余原材料,如料太干,可加适量酒精,混合均匀后出料。然后在双辊机上除去挥发份,辊压成片,再在破碎机上破碎,得到模塑料。压制试样,测试性能如下:相对密度为2.11,模塑收缩率为0.04%,洛氏硬度(E Scale)为99,热变形温度为191℃,缺口冲击强度3.5KJ/m2。208℃烘烤24小时,失重率为0.29%。
以上仅是本发明的较佳实施例,本发明不受上述实施例的限制。凡是依据本专利所作的任何形式的修改或变更,均应包含在本发明的保护范围。
Claims (21)
1.一种活塞用酚醛模塑料,包含以下组分:
a.酚醛树脂,重量比为10~45%;
b.无机填料,重量比为15~50%;
c.增强材料,重量比为20~55%;
d.固化剂,重量比为2~10%;
e.增塑剂,重量比为1~8%;
f.固化促进剂,重量比为1~7%。
2.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料,其特征在于,所述酚醛模塑料中还包含着色剂,其重量比为0~10%。
3.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料,其特征在于,所述酚醛树脂是酸法酚醛树脂和/或碱法酚醛树脂。
4.如权利要求3所述活塞用酚醛模塑料,其特征在于,所述酸法酚醛树脂由有机酸或无机酸催化聚合得到,其中,有机酸是由草酸、甲酸、醋酸、苯甲酸、对甲苯黄酸、水杨酸中的一种或几种复合,无机酸是盐酸、硫酸、硼酸、磷酸等中的一种或几种复合。
5.如权利要求3所述活塞用酚醛模塑料,其特征在于,所述碱法酚醛树脂由碱化合物催化聚合得到,其中,碱性化合物是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化镁、氨水中的一种或几种复合。
6.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料,其特征在于,所述无机填料是超细云母粉、纳米碳酸钙、超细氢氧化铝、超细珍珠岩粉、超细滑石粉、超细重金石粉、超细硅微粉、超细硅灰石粉中的一种或几种复合。
7.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料,其特征在于,所述增强材料是无机纤维和/或有机纤维。
8.如权利要求7所述活塞用酚醛模塑料,其特征在于,所述无机纤维是玻璃纤维、玄武岩纤维、硼纤维、碳纤维、石墨纤维、氧化铝纤维中的一种或几种复合;所述有机纤维是芳纶纤维、尼龙纤维、聚酯纤维中的一种或几种复合。
9.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料,其特征在于,所述固化剂是酸法酚醛树脂固化剂和/或碱法酚醛树脂固化剂。
10.如权利要求9所述活塞用酚醛模塑料,其特征在于,所述酸法酚醛树脂固化剂是六次甲基四胺、三乙胺、多聚甲醛、三羟甲基三聚氰胺、多羟甲基双氰胺中的一种或几种复合;所述碱法酚醛树脂固化剂是对甲苯黄酸、硼酸、磷酸等中的一种或几种复合。
11.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料,其特征在于,所述增塑剂是硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑单硬脂酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种复合。
12.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料,其特征在于,所述固化促进剂是氧化镁、氧化钙、氢氧化镁、氢氧化钙中的一种或几种复合。
13.如权利要求2所述活塞用酚醛模塑料,其特征在于,所述着色剂是碳黑、铬绿、氧化铁红、中铬黄中的一种或几种复合。
14.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料,其进一步特征在于,所述酚醛树脂更精确的重量比是15~40%。
15.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料,其进一步特征在于,所述无机填料更精确的重量比是20~40%。
16.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料,其进一步特征在于,所述增强材料更精确的重量比是25~50%。
17.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料,其进一步特征在于,所述固化剂更精确的重量比是1.5~5.5%。
18.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料,其进一步特征在于,所述增塑剂更精确的重量比是1.0~4.5%。
19.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料,其进一步特征在于,所述固化促进剂更精确的重量比是1.0~3.5%;
20.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料,其进一步特征在于,所述着色剂更精确的重量比是0.1~5.5%。
21.如权利要求1所述活塞用酚醛模塑料,其进一步特征在于,208℃烘烤24小时,失重率不大于0.5%。
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