專利名稱：熱塑性塑料皮帶輪材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱塑性塑料皮帶輪材料，特別涉及一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)周邊地區(qū)容易回收的塑料皮帶輪材料。
背景技術(shù)：
通常車用皮帶輪主要是鋼制皮帶輪。隨著對(duì)汽車零部件提出了小型化、輕量化和低成本化的要求，鋼制皮帶輪逐步被塑料皮帶輪所取代。塑料皮帶輪的材料一般為玻璃纖維增強(qiáng)酚醛樹脂。日本專利JP8-159244中報(bào)道，在酚醛樹脂中加入碳酸鈣、粘土和硅灰石中的一種無機(jī)粉末、以及云母粉末和玻璃纖維構(gòu)成的樹脂皮帶輪，由于上述所示的無機(jī)粉末和云母粉末的耐磨損性能較差，尤其在粉塵氣氛中。中國專利03157726.1中所述的玻纖增強(qiáng)酚醛樹脂皮帶輪具有良好的尺寸精度，高強(qiáng)度和耐磨性優(yōu)異，選用線性酚醛樹脂或可溶型酚醛樹脂，其數(shù)均分子量應(yīng)限制在600～900之間，但難以注射模塑成型，另外酚醛樹脂是熱固性材料，難以回收，而且玻纖增強(qiáng)酚醛樹脂在注射成型后，必須使酚醛樹脂固化，影響了其加工性能。因此，酚醛樹脂塑料皮帶輪雖然實(shí)現(xiàn)了皮帶輪的輕量化，但難以回收，且不易成型加工。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成型工藝簡(jiǎn)單、容易回收再利用、耐磨性能優(yōu)異可以替代鋼制皮帶輪的熱塑性塑料皮帶輪材料。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種熱塑性塑料皮帶輪材料的制造方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種熱塑性塑料皮帶輪材料，由纖維增強(qiáng)聚合物組成，其中含有作為基體材料的尼龍66、無機(jī)填料、增強(qiáng)纖維以及脫膜劑，其中尼龍66、無機(jī)填料、增強(qiáng)纖維、脫膜劑的重量百分比分別為40～60％、5～20％、30～50％、0.5～5％。
一種熱塑性塑料皮帶輪材料的制造方法，預(yù)先將尼龍66放入烘箱中烘干，然后將重量百分比分別為40～60％的尼龍66、5～20％的無機(jī)填料、30～50％的增強(qiáng)纖維、0.5～5％的脫膜劑置于高速攪拌機(jī)中，接著加熱至120℃并攪拌均勻，從而制得熱塑性塑料皮帶輪材料——長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍66模塑料。此外，還可根據(jù)需要在熱塑性塑料皮帶輪材料中加入著色劑。
本發(fā)明采用的玻纖增強(qiáng)尼龍66材料可以用來形成整個(gè)塑料皮帶輪，也可以形成一種復(fù)合結(jié)構(gòu)，分為內(nèi)外兩層，內(nèi)層與軸相連的部分由金屬芯子構(gòu)成，而外層則由玻纖增強(qiáng)尼龍66組成，兩者之間通過嵌件的形式連接。熱塑性塑料皮帶輪的成型工藝將玻纖增強(qiáng)尼龍66放入注塑成型設(shè)備中注射充滿模具，若為復(fù)合結(jié)構(gòu)，則需預(yù)先將金屬芯子固定模具中央，然后保壓、冷卻、脫膜后，形成熱塑性塑料皮帶輪。
與酚醛樹脂皮帶輪相比，其重量減輕5～15％。
本發(fā)明熱塑性塑料皮帶輪材料及其制造方法中的無機(jī)填料優(yōu)選納米二氧化硅粉末，由于納米二氧化硅粉末顆粒小、易分散，可以均勻地分散在熱塑性塑料皮帶輪的表面上，從而提高塑料皮帶輪的耐磨損性能。
本發(fā)明熱塑性塑料皮帶輪材料及其制造方法中的增強(qiáng)纖維優(yōu)選長(zhǎng)玻璃纖維，從而更好地增強(qiáng)尼龍66，提高塑料皮帶輪的尺寸精度、強(qiáng)度及抗沖擊性能。
本發(fā)明采用長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍66作為塑料皮帶輪材料，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍66尺寸精度高、制品表面光潔，收縮率低，與金屬之間的線性膨脹系數(shù)差異低，這樣在承受應(yīng)力的情況下，樹脂與金屬之間不會(huì)產(chǎn)生縫隙。同時(shí)為了保證塑料皮帶輪的強(qiáng)度和耐高溫性，增強(qiáng)纖維—長(zhǎng)玻璃纖維的重量百分比不低于30％，確保塑料皮帶輪可以長(zhǎng)期處于120℃的工況條件下正常工作，并能夠承受由于皮帶打滑而引起的瞬間的高溫(250℃)；為了增強(qiáng)塑料皮帶輪的耐磨性以及耐疲勞性能，也必須加入至少重量百分比為5％的無機(jī)填料如納米二氧化硅等。尼龍66屬于綠色環(huán)保的熱塑性材料，容易回收。另外，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍66可以在普通的注塑機(jī)上采用注塑成型，亦可擠出成型，容易加工，成型工藝簡(jiǎn)單。因此，實(shí)現(xiàn)了塑料皮帶輪的輕量化、可回收性與易加工性。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例是僅為更進(jìn)一步具體說明本發(fā)明，在不違反本發(fā)明的主旨下，本發(fā)明不限于以下實(shí)驗(yàn)例具體明示的內(nèi)容。
首先將尼龍66放入烘箱中在100℃下烘干4h，然后下述各種組分置于高速攪拌機(jī)中，接著加熱至120℃攪拌均勻，制備長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍66模塑料。
將模塑料在注射機(jī)的料筒中加熱至260℃，熔融后，將其注射并填充入一個(gè)模具中。該模具具有與塑料皮帶輪主體1的形狀相對(duì)應(yīng)的模腔，同時(shí)在其中心部設(shè)置有用于保持金屬芯子的保持部，并將金屬芯子固定在模具中間。通過注射成型，制成熱塑性塑料皮帶輪。
通過改變皮帶輪各組分的含量獲得實(shí)施例1至4(見表1)。
將待試驗(yàn)的實(shí)施例皮帶輪裝配在試驗(yàn)支架上，在張緊力1922N，轉(zhuǎn)速6000RPM下，連續(xù)旋轉(zhuǎn)3×107次，觀察是否出現(xiàn)疲勞失效現(xiàn)象。同時(shí)，測(cè)定皮帶輪表面的磨損厚度(mm)，并據(jù)此評(píng)價(jià)皮帶輪的耐磨損性能，結(jié)果如表1中所示。
表1
表2
表2為現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的普通產(chǎn)品，從表1與表2中可以明顯看出，采用本發(fā)明方案制造的皮帶輪與現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品相比，其更加抗疲勞，耐磨性能更加優(yōu)異。
權(quán)利要求
1.一種熱塑性塑料皮帶輪材料，其特征在于所述皮帶輪材料包括作為基體材料的尼龍66、無機(jī)填料、增強(qiáng)纖維以及脫膜劑，其中尼龍66、無機(jī)填料、增強(qiáng)纖維、脫膜劑的重量百分比分別為40～60％、5～20％、30～50％、0.5～5％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性塑料皮帶輪材料，其特征在于所述增強(qiáng)纖維是長(zhǎng)玻璃纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱塑性塑料皮帶輪材料，其特征在于所述無機(jī)填料是納米二氧化硅粉末。
4.一種熱塑性塑料皮帶輪材料的制造方法，包括以下步驟將然后重量百分比分別為40～60％的尼龍66、5～20％的無機(jī)填料、30～50％的增強(qiáng)纖維、0.5～5％的脫膜劑置于高速攪拌機(jī)中，將加熱至120℃并攪拌均勻，從而制得熱塑性塑料皮帶輪材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱塑性塑料皮帶輪材料的制造方法，其特征在于所述增強(qiáng)纖維是長(zhǎng)玻璃纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的熱塑性塑料皮帶輪材料的制造方法，其特征在于所述無機(jī)填料是納米二氧化硅粉末。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱塑性塑料皮帶輪材料及其制造方法，由纖維增強(qiáng)聚合物形成，其中含有作為基體材料的尼龍66、無機(jī)填料占、增強(qiáng)纖維以及脫膜劑，其重量百分比分別為40～60％、5～20％、30～50％、0.5～5％。該熱塑性塑料皮帶輪材料的制造方法，包括以下步驟將上述原料置于高速攪拌機(jī)中，將加熱至120℃并攪拌均勻，從而制得熱塑性塑料皮帶輪材料。由該熱塑性塑料皮帶輪材料制成的皮帶輪，成型工藝簡(jiǎn)單，耐磨性優(yōu)異，具有很好的尺寸精度、高強(qiáng)度、高剛度和高沖擊韌性，特別是容易回收再利用，可以替代鋼制皮帶輪。
文檔編號(hào)C08K7/14GK1730558SQ200510029569
公開日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2005年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月12日
發(fā)明者王東川, 柯楓, 羅思東, 沈劍平, 杜漢斌, 孫成智, 劉啟志 申請(qǐng)人:上海汽車集團(tuán)股份有限公司