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        一種高性能低VOC尼龍6復合材料的研究

        2020-03-06 03:22:12費彬劉凱
        汽車零部件 2020年1期
        關(guān)鍵詞:增韌劑基料滑石粉

        費彬,劉凱

        (1.合肥杰事杰新材料股份有限公司,安徽合肥 230601;2.安徽江淮汽車集團股份有限公司技術(shù)中心,安徽合肥 230601)

        0 引言

        尼龍6(PA6)具有密度小、硬度高、熱變形溫度高等優(yōu)點,且易加工、價格低廉,廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。汽車中的部分部件對材料的物理性能和VOC性能要求很高,針對這種情況,本文作者制備了一種同時具備良好的物理性能及較低VOC的PA6專用料,目前鮮有相關(guān)的文獻報道[1-5]。

        1 實驗部分

        1.1 主要原料

        主要原料有:PA6,IM,俄羅斯古比雪夫氮公司生產(chǎn);PA6,B3S,德國巴斯夫生產(chǎn);PA6,S2700,日本住友生產(chǎn);滑石粉,1 500目,遼寧艾海滑石有限公司生產(chǎn);硅灰石,1 500目,江西榮恩礦業(yè)生產(chǎn);云母粉,1 500目,滁州市珠龍廣衛(wèi)絹云母粉廠生產(chǎn);增韌劑,EPDM S552,韓國SK生產(chǎn);增韌劑,EPDM 3092M,日本三井生產(chǎn);增韌劑,EPDM 4770,美國陶氏生產(chǎn);潤滑劑EBS,BEAD,韓國信元生產(chǎn);潤滑劑E525,Tegomer,德國德固賽生產(chǎn);潤滑劑芥酸酰胺,UNISLIP,上海匯普工業(yè)化學品。

        1.2 主要儀器與設(shè)備

        主要儀器與設(shè)備有:ZSK30型雙螺桿擠出機,德國W&P公司生產(chǎn);HTL900-T-5B型注射成型機,海太塑料機械有限公司生產(chǎn);XCJ-500型沖擊測試機,承德試驗機廠生產(chǎn); BTI-FB010TN.D30型電子萬能試驗機,德國ZWICK生產(chǎn);7697A 型頂空儀,美國安捷倫科技公司生產(chǎn);7890B型氣相-質(zhì)譜儀,美國安捷倫科技公司生產(chǎn);戴安U3000型高效液相色譜儀,森譜儀器生產(chǎn)。

        1.3 試樣的制備

        先將PA6與不同種類的增韌劑、無機填料及潤滑劑按比例進行混合;再用雙螺桿擠出機擠出造粒;最后用注射成型機注塑標準樣條。將造粒得到的復合材料通過注塑機和模具制成汽車零部件,測試其VOC。

        1.4 性能測試

        拉伸強度測試按ASTM D638進行,彎曲模量測試按ASTM D790進行,缺口懸臂梁沖擊測試按ASTM D256進行,VOC測試按照GB/T 27630-2011執(zhí)行。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 PA6基料的選擇

        為了比較PA6基料,無機填料統(tǒng)一選擇滑石粉(1 500目),增韌劑統(tǒng)一選擇EPDM S552,潤滑劑統(tǒng)一選擇EBS,且αPA6∶α無機填料∶α增韌劑∶α潤滑劑=72∶20∶8∶0.1。比較不同基料配方的PA6復合材料的物理性能、VOC,結(jié)果如表1所示。

        表1 使用不同基料的PA6復合材料綜合性能比較

        從表1可以看出,主基料為IM的PA6復合材料與主基料為B3S、S2700的PA6復合材料相比,其物理性能和VOC性能更優(yōu)。

        2.2 無機填料的選擇

        在固定PA6基料為IM的前提下,增韌劑統(tǒng)一選擇EPDM S552,潤滑劑統(tǒng)一選擇EBS,且αPA6∶α無機填料∶α增韌劑∶α潤滑劑=72∶20∶8∶0.1,比較不同無機填料配方的PA6復合材料的物理性能、VOC,結(jié)果如表2所示。

        表2 使用不同無機填料的PA6復合材料的綜合性能比較

        從表2可以看出, 無機填料為滑石粉的PA6復合材料與無機填料為硅灰石、云母粉的PA6復合材料相比,其物理性能和VOC性能更優(yōu)。

        2.3 增韌劑的選擇

        在固定PA6基料為IM,無機填料為滑石粉的前提下,潤滑劑統(tǒng)一選擇EBS,且αPA6∶α無機填料∶α增韌劑∶α潤滑劑=72∶20∶8∶0.1,比較包含不同增韌劑配方的PA6復合材料的物理性能、VOC,結(jié)果如表3所示。

        表3 使用不同增韌劑的PA6復合材料的綜合性能比較

        從表3可以看出,增韌劑為3092M的PA6復合材料與增韌劑為S552、4770的PA6復合材料相比,其物理性能和VOC性能更優(yōu)。

        2.4 潤滑劑的選擇

        在固定PA6基料為IM,無機填料為滑石粉,增韌劑為EPDM 3092M的前提下,且αPA6∶α無機填料∶α增韌劑∶α潤滑劑=72∶20∶8∶0.1,比較不同種類潤滑劑配方的PA6復合材料的物理性能、VOC,結(jié)果如表4所示。

        表4 使用不同潤滑劑的PA6復合材料的綜合性能比較

        從表4可以看出,潤滑劑為E525的PA6復合材料與潤滑劑為EBS、芥酸酰胺的PA6復合材料相比,其物理性能和VOC性能更優(yōu)。

        3 結(jié)論

        根據(jù)綜合評價,以PA6 IM為基料、滑石粉為無機填料、EPDM 3092M為增韌劑、E525為潤滑劑的尼龍6復合材料,具有高性能、低VOC的優(yōu)點。

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