本發(fā)明涉及一種鼓式制動輪缸專用復(fù)合材料及其制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景資料
隨著科技水平的日新月異，汽車產(chǎn)品正向著輕量化、高速化、節(jié)能化以及舒適、多功能、低成本、長壽命的方向發(fā)展。高分子復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，但涉及到制動系統(tǒng)中的應(yīng)用，高分子復(fù)合材料卻嘎然止步。
制動器是車輛的關(guān)重部件之一，它直接關(guān)系到車輛的安全性，對產(chǎn)品的要求非常之高，因此，目前國內(nèi)外使用的制動器輪缸都為金屬材料，正是由于制動輪缸的工作條件比較苛刻，工作壓力7MPa左右，特殊情況下達(dá)到20MPa，主機(jī)廠對于制動輪缸的常溫爆破強(qiáng)度要求達(dá)到35MPa及以上，這直接限制了現(xiàn)有復(fù)合材料在制動輪缸中的應(yīng)用。而汽車制動輪缸都是用金屬鑄造成型，再進(jìn)行機(jī)械加工，和陽極處理等工藝，制造工藝比較復(fù)雜，加工工序繁多，生產(chǎn)周期長，成本較高。
由于鼓式制動器輪缸的要求高，對于目前市場上使用的玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺(PA66、PA46、PA4T、PA6T及各類聚酰胺合金等材料)高性能復(fù)合材料制備制動輪缸，均難以滿足制動輪缸產(chǎn)品性能要求，即產(chǎn)品缺乏安全可靠性。因此需要開發(fā)新的復(fù)合材料以滿足制動輪缸的要求。
對比中國發(fā)明專利號(受權(quán)號CN 103089870 B)所涉及汽車后鼓式制動器塑料輪缸，其采用塑料內(nèi)管和塑料外殼之間內(nèi)嵌有鋼管，再注塑成一體。該專利采用塑料之間套1.5mm厚的鋼管來滿足制動輪缸爆破強(qiáng)度需要達(dá)到35MPa及以上的要求。與本發(fā)明相比，需要在塑料內(nèi)外殼之間套鋼管，制造工藝較多，成型加工成本較高，且輕量化效果不明顯。
對比中國發(fā)明專利號(申請CN 103791006 A)所涉及一種汽車鼓式制動器全塑輪缸的進(jìn)油與放氣結(jié)構(gòu)，采用PA66GF50作為制動輪缸材料，根據(jù)我公司目前實際情況，爆破強(qiáng)度遠(yuǎn)未達(dá)到35MPa及以上，制動輪缸在高溫耐久性能未達(dá)到QC/T 77-1993提出的要求。
針對現(xiàn)有技術(shù)不足，需要對采用鼓式制動輪缸玻纖增強(qiáng)聚酰胺高性能復(fù)合材料進(jìn)行改進(jìn)，克服上述缺點(diǎn)，滿足制動輪缸產(chǎn)品性能要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對
背景技術(shù)：
，本發(fā)明提供了一種鼓式制動輪缸專用復(fù)合材料及其制備方法，主要旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料制備鼓式制動輪缸時，制動輪缸爆破強(qiáng)度難以達(dá)到35MPa及以上的問題。
本發(fā)明為解決所提出的技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案為：
一、一種鼓式制動輪缸專用復(fù)合材料，由以下重量份的原料組成：
作為優(yōu)選，所述半芳香族尼龍PA6I/6T的熔點(diǎn)為310～320℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為120～130℃。制動輪缸需要復(fù)合材料具有很好的高溫剛性，而PA6I/6T分子鏈中存在芳環(huán)結(jié)構(gòu)，相比與PA66具有較好的高溫剛性成型收縮率小等特點(diǎn)，但PA6I/6T作為制動輪缸材料使用，韌性不足，需要有其它材料進(jìn)行增韌，且增韌也需要耐高溫。
所述尼龍PA6為低粘度尼龍6，相對粘度為2.35～2.45。利用低粘度尼龍6具有加工流動性好、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)玻纖增強(qiáng)PA6I/6T復(fù)合材料剛性過大，韌性不足，有效提高復(fù)合材料制動輪缸的爆破強(qiáng)度。
通過半芳香族尼龍PA6I/6T和尼龍PA6的共混結(jié)合使得復(fù)合材料制成的制動輪缸的爆破強(qiáng)度達(dá)到35Mpa及以上，且能滿足產(chǎn)品的高溫耐耐久性的要求。
作為優(yōu)選，所述玻璃纖維為連續(xù)玻璃纖維，有利于提高復(fù)合材料的強(qiáng)度。
作為優(yōu)選，所述空心玻璃微珠為HC60。采用空心玻璃微珠HC60可以提高復(fù)合材料的流動性，改善材料的成型加工，提高制動輪缸的表面光潔度。
所述的界面相容劑采用硅烷偶聯(lián)劑。
作為優(yōu)選，所述抗氧化劑由抗氧劑168、抗氧劑1010、高溫抗氧化劑3114組成，重量比為抗氧劑168:抗氧劑1010:高溫抗氧化劑3114＝1:1:2。選用高溫抗氧化劑3114主要目的是提高復(fù)合材料成型加工和長期高溫?zé)崂匣€(wěn)定性，特別是抗氧化劑3114在與抗氧劑168和抗氧劑1010共同使用時，有利于低粘度尼龍6的長期高溫?zé)崂匣€(wěn)定性，進(jìn)而提高本發(fā)明材料制備的制動輪缸的高溫?zé)崂匣€(wěn)定性。
作為優(yōu)選，所述熱穩(wěn)定劑為HS-02。優(yōu)點(diǎn)：有利于本發(fā)明材料制備的制動輪缸在高溫中使用，保持材料良好的高溫?zé)岱€(wěn)定性。
二、一種鼓式制動輪缸專用復(fù)合材料及其制備方法，包括如下步驟：
先將尼龍PA6和半芳香族尼龍PA6I/6T在80℃下干燥使得含水率小于0.1％，并將玻纖在60℃下干燥6～8h，然后將PA6I/6T、PA6、空心玻璃微珠、界面相容劑、抗氧化劑和熱穩(wěn)定劑按照重量配比進(jìn)行混合，在雙螺桿擠出機(jī)主料口加入混合物，在雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)向喂料口加入玻纖，通過熔融擠出造粒，獲得所述鼓式制動輪缸專用復(fù)合材料。
上述原料的重量配比是：35～50份半芳香族尼龍PA6I/6T，5～10份尼龍PA6，55～65份玻璃纖維，2～5份空心玻璃微珠，1～5份界面相容劑，0.5～1.5份抗氧化劑，0.2～0.8份熱穩(wěn)定劑。
本發(fā)明的效果和益處是：
本發(fā)明選擇玻纖增強(qiáng)半芳香族尼龍PA6I/6T和低粘度PA6的共混物，可以滿足復(fù)合材料制動輪缸在常溫下爆破強(qiáng)度達(dá)到35MPa及以上。
并且復(fù)合材料制備的制動輪缸符合汽車液壓制動輪缸技術(shù)條件QC/T77-1993，復(fù)合材料制動輪缸具有質(zhì)輕，成型加工工藝簡單(一次注塑成型)等優(yōu)點(diǎn)，在制動器領(lǐng)域具有更廣泛的開拓應(yīng)用。
具體實施例
以下將結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。
本發(fā)明的實施例如下：
實施例1：
將PA6和PA6I/6T在80℃下分別進(jìn)行干燥，要求含水率小于0.1％，玻纖在60℃下干燥6～8h，將45份PA6I/6T、8份PA6、4份空心玻璃微珠、2.5份界面相容劑、1.2份抗氧化劑和2份熱穩(wěn)定劑，界面相容劑具體采用KH550，按照重量配比進(jìn)行混合。在雙螺桿擠出機(jī)主料口加入混合物，側(cè)向喂料口加入65份玻纖，在290～340℃下熔融共混后擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為235～250r/min，獲得鼓式制動輪缸專用復(fù)合材料。本實施例材料制備的制動輪缸性能見表1。
實施例2：
將PA6和PA6I/6T在80℃下分別進(jìn)行干燥，要求含水率小于0.1％，玻纖在60℃下干燥6～8h，將35份PA6I/6T、5份PA6、2份空心玻璃微珠、1.5份界面相容劑、0.6份抗氧化劑和0.6份熱穩(wěn)定劑，界面相容劑具體采用KH550，按照重量配比進(jìn)行混合。在雙螺桿擠出機(jī)主料口加入混合物，側(cè)向喂料口加入55份玻纖，熔融擠出，造粒，獲得鼓式制動輪缸專用復(fù)合材料。本實施例材料制備的制動輪缸性能見表1。
實施例3：
將PA6和PA6I/6T在80℃下分別進(jìn)行干燥，要求含水率小于0.1％，玻纖在60℃下干燥6～8h，將50份PA6I/6T、10份PA6、5份空心玻璃微珠、4份界面相容劑、1.5份抗氧化劑和3份熱穩(wěn)定劑，界面相容劑具體采用KH560，按照重量配比進(jìn)行混合。在雙螺桿擠出機(jī)主料口加入混合物，側(cè)向喂料口加入60份玻纖，熔融擠出，造粒，獲得鼓式制動輪缸專用復(fù)合材料。本實施例材料制備的制動輪缸性能見表1。
本發(fā)明實施例通過高溫耐久性測試方法進(jìn)行測試，測試溫度120℃，加壓-卸壓頻率1000次/h，測試壓力7±0.3Mpa。測試獲得的性能如下表。
表1各種復(fù)合材料制備制動輪缸產(chǎn)品性能表
由此可見，將上述實施例1～3完成的復(fù)合材料粒子，按照產(chǎn)品設(shè)計圖紙，注塑工藝要求進(jìn)行制備制動輪缸，注塑產(chǎn)品表面沒有浮纖，內(nèi)壁光滑，經(jīng)測試，常溫爆破強(qiáng)度均達(dá)到35MPa及以上，相比現(xiàn)有的其他材料大大提高了爆破強(qiáng)度。
另外，本發(fā)明復(fù)合材料制備的制動輪缸產(chǎn)品的高溫耐久性可以達(dá)到70h以上，相比現(xiàn)有的其他材料大大提高了高溫耐久性，并且產(chǎn)品在測試過程沒有漏液，說明本發(fā)明的產(chǎn)品具有良好的尺寸穩(wěn)定性，產(chǎn)品質(zhì)量相比與鑄鋁，鑄鋁制動輪缸質(zhì)量約65g，減重效果大于20％。