本發(fā)明屬于汽車配件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭及其制備方法。
背景技術(shù)：
發(fā)動機冷卻系統(tǒng)是汽車的關(guān)鍵部件，其重要性不言而喻，快速接頭作為冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵組成，其性能影響整個冷卻系統(tǒng)的使用；現(xiàn)有制備快速接頭的原材料都為PA等熱塑性材料，存在耐腐性差、耐熱性低的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭及其制備方法，具有優(yōu)異耐腐蝕性以及良好的耐熱性。
為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭的制備方法，包括以下步驟：
(1)將聚苯乙烯微球分散至去離子水中，攪拌10～15分鐘后加入丙炔醇；然后攪拌30～40分鐘，加入小蘇打調(diào)節(jié)pH值至8.5；然后加入四乙氧基硅烷，攪拌20～30分鐘，然后加入3-氨丙基三乙氧基硅烷以及硼酸三丁酯，攪拌10～20分鐘，接著加入檸檬酸鋅；50～55℃攪拌70～80分鐘；然后過濾，濾餅用丙酮洗滌后再用去離子水洗滌得到固體物；固體物經(jīng)過熱處理后得到粉末；將粉末溶于正己烷，再加入氨基封端的聚乙二醇水溶液以及硫酸鈣水溶液，80～95℃攪拌30～35小時后，過濾干燥得到復合填料；
(2)將雙酚A型氰酸酯單體加入到反應(yīng)器中，90～105℃融化，然后加入1-茚酮與鄰氨基苯甲酸，升溫至120～125℃，加入壬基酚聚氧乙烯醚與α-蒎烯，反應(yīng)30～35分鐘，自然冷卻制備環(huán)氧預聚體；-10～0℃下，將環(huán)氧預聚體粉碎后與步驟(1)的復合填料混合，然后于90～105℃下加入環(huán)烷酸鈷，攪拌30～50秒，得到活性粉末；
(3)將聚乙烯、聚丙烯、馬來酸酐、次甲基丁二酸混合均勻，經(jīng)螺桿熔融加工，制備得到烯烴粒子；然后將烯烴粒子與二甲基氧化錫、活性粉末混合均勻，得到烯烴組合物，再通過注塑制備得到轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭。
上述技術(shù)方案中，步驟(1)中，聚苯乙烯微球、去離子水、丙炔醇、四乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、硼酸三丁酯、檸檬酸鋅的質(zhì)量比為6∶100∶(2～6)∶(0.8～1.1)∶2.62∶(1.1～1.5)∶0.12；所述熱處理工藝為300℃/1小時+500℃/0.5小時+850℃/0.5小時；所述氨基封端的聚乙二醇的分子量為3000～10000；粉末、氨基封端的聚乙二醇、硫酸鈣的質(zhì)量比為(60～75)∶100∶(20～29)。本發(fā)明通過聚合、燒結(jié)的工藝制備得到無機粉末，粒徑分布窄，同時具有多孔結(jié)構(gòu)，尤其是，經(jīng)過本發(fā)明分散處理，在多孔粒子的外壁以及空隙附著聚乙二醇，有利于熔融階段有機物與無機物的界面反應(yīng)，增加有機無機體系的穩(wěn)定性，而且硫酸鈣附著在多孔粒子外側(cè)壁，在烯烴擠出階段參與改性，既提高了接頭的力學強度，又避免了硫酸鈣的脫落與集聚。
上述技術(shù)方案中，步驟(2)中，雙酚A型氰酸酯單體、1-茚酮、鄰氨基苯甲酸、壬基酚聚氧乙烯醚、α-蒎烯的質(zhì)量比為1∶5∶(6～7)∶(12～15)∶0.5；環(huán)氧預聚體、復合填料、環(huán)烷酸鈷的質(zhì)量比為1∶(0.4～0.6)∶0.04。氰酸酯具有優(yōu)異的性能，但是加工性與烯烴不匹配，而且存在爆聚隱患，現(xiàn)有改性方法不利于氰酸酯與烯烴的復合，尤其是無法改善其加工性，本發(fā)明得到的環(huán)氧預聚體不僅活化了氰酸酯基，而且結(jié)合了聚氰酸酯鏈段與環(huán)氧鏈段，同時連接烯鍵，得到的環(huán)氧預聚體與聚乙烯等具有近似的加工性，保證了整體反應(yīng)的一致性，同時利于熱固性熱塑性樹脂的復合，特別是在冷條件下，將固態(tài)環(huán)氧預聚體與多孔粉末混合，比如球磨混合，得到活性粉末，環(huán)氧預聚體有些吸附在粉末表面，有些吸附于粉末孔中，在與烯烴混合時，加熱條件下，增加了多相界面的反應(yīng)效果，為得到優(yōu)異性能的轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭提供良好的材料基礎(chǔ)。
上述技術(shù)方案中，聚乙烯、聚丙烯、馬來酸酐、次甲基丁二酸的質(zhì)量比為10∶4∶(0.8～1)∶0.15；烯烴粒子、二甲基氧化錫、活性粉末的質(zhì)量比為100∶(1～3)∶(29～36)。本發(fā)明首先制備改性烯烴，保證主材料烯烴的性能均勻性，通過添加劑的使用，增加烯烴與后續(xù)聚合物的反應(yīng)性；然后與帶有改性高聚物的活性粉末復合，在錫促進下，改性劑對于烯烴形成交聯(lián)，極大改善了其耐熱性、耐腐蝕性，同時得到良好的可加工性以及阻燃性。
在塑料研究和生產(chǎn)過程中，通常使用無機添加劑，這不僅能降低產(chǎn)品的成本，而且還能改善塑料制品的某些性能；然而，由于無機填料與有機聚合物在化學結(jié)構(gòu)和物理形態(tài)上存在著顯著的差異，兩者缺乏親和性，往往會使塑料制品的力學性能和成型加工性能受到影響。本發(fā)明通過加入特別復配的改性復合填料，使無機粒子表面由親水性變成親油性，從而能夠提高復合塑料材料的綜合性能。
上述技術(shù)方案中，步驟(3)中，螺桿熔融加工的反應(yīng)擠出溫度為180～200℃，螺桿轉(zhuǎn)速控制為110～115轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為5～6分鐘；注塑時熔融溫度為160～180℃，時間為100～120秒；固化溫度為220～230℃，時間為40～60秒。
由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：
(1)本發(fā)明采用以聚乙烯、聚丙烯為主要原料，通過添加合理的材料，熔融復合得到轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭原材料，解決了現(xiàn)有轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用快速接頭材料耐腐蝕差、耐熱差的問題。
(2)本發(fā)明通過粒子改性，得到的復合粒子與聚合物體系具有優(yōu)異的界面反應(yīng)性，解決了現(xiàn)有技術(shù)無機粒子在聚合物中分散性差，不相容的問題；通過小分子活性劑的添加，增加了烯烴與環(huán)氧化物的反應(yīng)性，為接頭整體性能的提高打下基礎(chǔ)。
(3)本發(fā)明制備的轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭具有優(yōu)秀的可加工性，更具有耐損壞且耐熱的好性能，而且也比現(xiàn)有轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用快速接頭具有較高的耐腐蝕性，利于工業(yè)化應(yīng)用。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述：
實施例一一種轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭的制備方法，包括以下步驟：
(1)將60g聚苯乙烯微球分散至1000g去離子水中，攪拌10分鐘后加入20g丙炔醇；然后攪拌30分鐘，加入小蘇打調(diào)節(jié)pH值至8.5；然后加入8g四乙氧基硅烷，攪拌20分鐘，然后加入26.2g3-氨丙基三乙氧基硅烷以及11g硼酸三丁酯，攪拌10分鐘，接著加入1.2g檸檬酸鋅；50℃攪拌80分鐘；然后過濾，濾餅用丙酮洗滌后再用去離子水洗滌得到固體物；固體物經(jīng)過300℃/1小時+500℃/0.5小時+850℃/0.5小時熱處理后得到粉末；將600g粉末溶于正己烷，再加入1000g氨基封端的聚乙二醇(分子量9000)水溶液以及200g硫酸鈣水溶液，95℃攪拌30小時后，過濾干燥得到復合填料；
(2)將100g雙酚A型氰酸酯單體加入到反應(yīng)器中，105℃融化，然后加入500g1-茚酮與600g鄰氨基苯甲酸，升溫至125℃，加入1200g壬基酚聚氧乙烯醚與50gα-蒎烯，反應(yīng)35分鐘，自然冷卻制備環(huán)氧預聚體；-10℃下，將1000g環(huán)氧預聚體粉碎后與400g步驟(1)的復合填料混合，然后于105℃下加入40g環(huán)烷酸鈷，攪拌35秒，得到活性粉末；
(3)將1000g聚乙烯、400g聚丙烯、80g馬來酸酐、15g次甲基丁二酸混合均勻，經(jīng)螺桿熔融加工，制備得到烯烴粒子；然后將1000g烯烴粒子與10g二甲基氧化錫、290g活性粉末混合均勻，得到烯烴組合物，再通過注塑制備得到轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭。
螺桿熔融加工的反應(yīng)擠出溫度為180～200℃，螺桿轉(zhuǎn)速控制為115轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為5分鐘；注塑時熔融溫度為160～180℃，時間為120秒；固化溫度為220℃，時間為40秒。
根據(jù)TL52655-B測試，上述轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為157℃，氧指數(shù)為29，抗拉強度38N/mm2，斷裂伸長率125％、66％(老化后)，抗燃油氣體，五個循環(huán)，表面無開泡，耐酸堿10分鐘，耐酒精30分鐘。
實施例二一種轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭的制備方法，包括以下步驟：
(1)將60g聚苯乙烯微球分散至1000g去離子水中，攪拌10～15分鐘后加入60g丙炔醇；然后攪拌35分鐘，加入小蘇打調(diào)節(jié)pH值至8.5；然后加入11g四乙氧基硅烷，攪拌25分鐘，然后加入26.2g3-氨丙基三乙氧基硅烷以及15g硼酸三丁酯，攪拌10分鐘，接著加入1.2g檸檬酸鋅；55℃攪拌75分鐘；然后過濾，濾餅用丙酮洗滌后再用去離子水洗滌得到固體物；固體物經(jīng)過300℃/1小時+500℃/0.5小時+850℃/0.5小時熱處理后得到粉末；將750g粉末溶于正己烷，再加入1000g氨基封端的聚乙二醇(分子量5000)水溶液以及290g硫酸鈣水溶液，80℃攪拌30小時后，過濾干燥得到復合填料；
(2)將100g雙酚A型氰酸酯單體加入到反應(yīng)器中，105℃融化，然后加入500g1-茚酮與700g鄰氨基苯甲酸，升溫至125℃，加入1500g壬基酚聚氧乙烯醚與50gα-蒎烯，反應(yīng)35分鐘，自然冷卻制備環(huán)氧預聚體；-5℃下，將1000g環(huán)氧預聚體粉碎后與600g步驟(1)的復合填料混合，然后于100℃下加入40g環(huán)烷酸鈷，攪拌40秒，得到活性粉末；
(3)將1000g聚乙烯、400g聚丙烯、100g馬來酸酐、15g次甲基丁二酸混合均勻，經(jīng)螺桿熔融加工，制備得到烯烴粒子；然后將1000g烯烴粒子與30g二甲基氧化錫、360g活性粉末混合均勻，得到烯烴組合物，再通過注塑制備得到轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭。
螺桿熔融加工的反應(yīng)擠出溫度為180～200℃，螺桿轉(zhuǎn)速控制為110轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為6分鐘；注塑時熔融溫度為160～180℃，時間為120秒；固化溫度為220℃，時間為40秒。
根據(jù)TL52655-B測試，上述轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為159℃，氧指數(shù)為29，抗拉強度36N/mm2，斷裂伸長率118％、67％(老化后)，抗燃油氣體，五個循環(huán)，表面無開泡，耐酸堿10分鐘，耐酒精30分鐘。
實施例三一種轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭的制備方法，包括以下步驟：
(1)將60g聚苯乙烯微球分散至1000g去離子水中，攪拌15分鐘后加入60g丙炔醇；然后攪拌40分鐘，加入小蘇打調(diào)節(jié)pH值至8.5；然后加入11g四乙氧基硅烷，攪拌20～30分鐘，然后加入26.2g3-氨丙基三乙氧基硅烷以及15g硼酸三丁酯，攪拌10分鐘，接著加入1.2g檸檬酸鋅；50℃攪拌80分鐘；然后過濾，濾餅用丙酮洗滌后再用去離子水洗滌得到固體物；固體物經(jīng)過300℃/1小時+500℃/0.5小時+850℃/0.5小時熱處理后得到粉末；將750g粉末溶于正己烷，再加入1000g氨基封端的聚乙二醇(分子量3000)水溶液以及290g硫酸鈣水溶液，85℃攪拌35小時后，過濾干燥得到復合填料；
(2)將100g雙酚A型氰酸酯單體加入到反應(yīng)器中，95℃融化，然后加入500g1-茚酮與600g鄰氨基苯甲酸，升溫至125℃，加入1200g壬基酚聚氧乙烯醚與50gα-蒎烯，反應(yīng)35分鐘，自然冷卻制備環(huán)氧預聚體；-10℃下，將1000g環(huán)氧預聚體粉碎后與400g步驟(1)的復合填料混合，然后于95℃下加入40g環(huán)烷酸鈷，攪拌50秒，得到活性粉末；
(3)將1000g聚乙烯、400g聚丙烯、80g馬來酸酐、15g次甲基丁二酸混合均勻，經(jīng)螺桿熔融加工，制備得到烯烴粒子；然后將1000g烯烴粒子與10g二甲基氧化錫、290g活性粉末混合均勻，得到烯烴組合物，再通過注塑制備得到轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭。
螺桿熔融加工的反應(yīng)擠出溫度為180～200℃，螺桿轉(zhuǎn)速控制為110轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為6分鐘；注塑時熔融溫度為160～180℃，時間為100秒；固化溫度為220℃，時間為60秒。
根據(jù)TL52655-B測試，上述轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為150℃，氧指數(shù)為29，抗拉強度39N/mm2，斷裂伸長率129％、69％(老化后)，抗燃油氣體，五個循環(huán)，表面無開泡，耐酸堿10分鐘，耐酒精30分鐘。
實施例四一種轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭的制備方法，包括以下步驟：
(1)將60g聚苯乙烯微球分散至1000g去離子水中，攪拌15分鐘后加入20g丙炔醇；然后攪拌40分鐘，加入小蘇打調(diào)節(jié)pH值至8.5；然后加入8g四乙氧基硅烷，攪拌20分鐘，然后加入26.2g3-氨丙基三乙氧基硅烷以及11g硼酸三丁酯，攪拌20分鐘，接著加入1.2g檸檬酸鋅；55℃攪拌80分鐘；然后過濾，濾餅用丙酮洗滌后再用去離子水洗滌得到固體物；固體物經(jīng)過300℃/1小時+500℃/0.5小時+850℃/0.5小時熱處理后得到粉末；將600g粉末溶于正己烷，再加入1000g氨基封端的聚乙二醇(分子量8000)水溶液以及200g硫酸鈣水溶液，85℃攪拌35小時后，過濾干燥得到復合填料；
(2)將100g雙酚A型氰酸酯單體加入到反應(yīng)器中，105℃融化，然后加入500g1-茚酮與700g鄰氨基苯甲酸，升溫至120℃，加入1500g壬基酚聚氧乙烯醚與50gα-蒎烯，反應(yīng)35分鐘，自然冷卻制備環(huán)氧預聚體；0℃下，將1000g環(huán)氧預聚體粉碎后與600g步驟(1)的復合填料混合，然后于90℃下加入40g環(huán)烷酸鈷，攪拌50秒，得到活性粉末；
(3)將1000g聚乙烯、400g聚丙烯、80g馬來酸酐、15g次甲基丁二酸混合均勻，經(jīng)螺桿熔融加工，制備得到烯烴粒子；然后將1000g烯烴粒子與10g二甲基氧化錫、290g活性粉末混合均勻，得到烯烴組合物，再通過注塑制備得到轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭。
螺桿熔融加工的反應(yīng)擠出溫度為180～200℃，螺桿轉(zhuǎn)速控制為110～115轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為6分鐘；注塑時熔融溫度為160～180℃，時間為120秒；固化溫度為220℃，時間為60秒。
根據(jù)TL52655-B測試，上述轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為152℃，氧指數(shù)為29，抗拉強度30N/mm2，斷裂伸長率115％、60％(老化后)，抗燃油氣體，五個循環(huán)，表面無開泡，耐酸堿10分鐘，耐酒精30分鐘。
實施例五
(1)將60g聚苯乙烯微球分散至1000g去離子水中，攪拌15分鐘后加入20g丙炔醇；然后攪拌30分鐘，加入小蘇打調(diào)節(jié)pH值至8.5；然后加入8g四乙氧基硅烷，攪拌30分鐘，然后加入26.2g3-氨丙基三乙氧基硅烷以及11g硼酸三丁酯，攪拌10分鐘，接著加入1.2g檸檬酸鋅；55℃攪拌70分鐘；然后過濾，濾餅用丙酮洗滌后再用去離子水洗滌得到固體物；固體物經(jīng)過300℃/1小時+500℃/0.5小時+850℃/0.5小時熱處理后得到粉末；將600g粉末溶于正己烷，再加入1000g氨基封端的聚乙二醇(分子量10000)水溶液以及200g硫酸鈣水溶液，80℃攪拌35小時后，過濾干燥得到復合填料；
(2)將100g雙酚A型氰酸酯單體加入到反應(yīng)器中，90℃融化，然后加入500g1-茚酮與600g鄰氨基苯甲酸，升溫至125℃，加入1200g壬基酚聚氧乙烯醚與50gα-蒎烯，反應(yīng)35分鐘，自然冷卻制備環(huán)氧預聚體；-10℃下，將1000g環(huán)氧預聚體粉碎后與400g步驟(1)的復合填料混合，然后于90℃下加入40g環(huán)烷酸鈷，攪拌50秒，得到活性粉末；
(3)將1000g聚乙烯、400g聚丙烯、100g馬來酸酐、15g次甲基丁二酸混合均勻，經(jīng)螺桿熔融加工，制備得到烯烴粒子；然后將1000g烯烴粒子與30g二甲基氧化錫、330g活性粉末混合均勻，得到烯烴組合物，再通過注塑制備得到轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭。
螺桿熔融加工的反應(yīng)擠出溫度為180～200℃，螺桿轉(zhuǎn)速控制為110轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為5分鐘；注塑時熔融溫度為160～180℃，時間為100秒；固化溫度為230℃，時間為40秒。
根據(jù)TL52655-B測試，上述轎車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用耐腐蝕快速接頭玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為151℃，氧指數(shù)為29，抗拉強度35N/mm2，斷裂伸長率120％、60％(老化后)，抗燃油氣體，五個循環(huán)，表面無開泡，耐酸堿10分鐘，耐酒精30分鐘。