一种采用回收尼龙的汽车结构件专用高强度复合材料制造技术

本发明专利技术涉及一种采用回收尼龙的汽车结构件专用高强度复合材料，属于汽车制造技术领域，该复合材料包括如下重量份原料：回收尼龙颗粒50

【技术实现步骤摘要】
一种采用回收尼龙的汽车结构件专用高强度复合材料


[0001]本专利技术属于汽车制造
，具体地，涉及一种采用回收尼龙的汽车结构件专用高强度复合材料。

技术介绍

[0002]汽车结构件是指：车体框架，可以理解为支撑车体的骨骼，是安全的第一保障。因为结构件本身是一体的，所以只要有所损伤，修复就势必要进行切割焊接工作，安全性会大幅下降，因此汽车结构件必须具有较高的强度。
[0003]聚酰胺俗称尼龙，由于其独特的低比重、高抗拉强度、耐磨、自润滑性好、冲击韧性优异、具有刚柔兼备的性能而赢得人们的重视，加之其加工简便、效率高、比重轻(只有金属的1/7)、可以加工成各种制品来代替金属，广泛用于汽车及交通运输业，尼龙的回收具有较高的经济效益。此外，随着对环境保护力度的加大，再生塑料行业也正在面临转型，对再生塑料的需求正在由成本驱动型转向环境资源保护型，对于尼龙的回收也是一种趋势。现有技术中，对于尼龙的回收处理，仅仅停留在熔融除杂层面，制成的再生料强度不佳，不能同初生尼龙一样用于汽车结构件的制造，因此，本专利技术基于对回收尼龙处理并制成一种适用于汽车结构件制造的复合材料。

技术实现思路

[0004]为了克服上述的技术问题，本专利技术提供一种采用回收尼龙的汽车结构件专用高强度复合材料。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种采用回收尼龙的汽车结构件专用高强度复合材料，包括如下重量份原料：回收尼龙颗粒50
‑
60份、基体树脂50
‑r/>60份、聚烯烃60
‑
80份、丙烯酸2
‑
8份、烯酸甲酯10
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20份和玻璃纤维20
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30份；
[0007]该复合材料，由如下步骤制备：
[0008]步骤S1：将回收尼龙颗粒、基体树脂、聚烯烃、丙烯酸和烯酸甲酯混合均匀后得到混合料；
[0009]步骤S2：将混合料投入到双螺杆挤出机的主喂料口，将玻璃纤维加入侧喂料口，挤出、冷却、造粒，制成复合材料。
[0010]进一步地，原料中聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯与丁二烯的共聚物和乙烯
‑
丙烯酸酯共聚物中的一种或多种任意比例混合。
[0011]进一步地，原料中基体树脂为聚酰胺66树脂。
[0012]进一步地，原料中玻璃纤维使用前在100℃烘干箱中干燥4h。
[0013]进一步地，步骤S2中，双螺杆挤出机的加工温度为250
‑
280℃，螺杆转速为300
‑
500r/min。
[0014]进一步地，回收尼龙颗粒由如下步骤制备：
[0015]步骤A1：将回收尼龙、增强剂、纳米蒙脱土和抗氧剂混合，在200
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240℃下密炼至熔融状，随后送入挤出机，挤出成直径为0.5
‑
2mm的细丝，再切成长度为0.5
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2mm的尼龙切片；
[0016]步骤A2：将尼龙切片、硬脂基芥酰胺和聚乙二醇溶解在N，N
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二甲基甲酰胺中，在180
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240℃下搅拌1
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3h，然后冷却析出固体，过滤后将滤饼在60℃下干燥至恒重，之后将干燥的滤饼粉碎，制成回收尼龙颗粒。
[0017]进一步地，步骤A1中，回收尼龙为尼龙66或尼龙6。
[0018]进一步地，步骤A1中，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂2246中的一种。
[0019]进一步地，步骤A1中，回收尼龙、增强剂、纳米蒙脱土和抗氧剂用量质量比为85:3.7
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5.1:6.5
‑
7.3:1.7
‑
2.3。
[0020]进一步地，尼龙切片、硬脂基芥酰胺、聚乙二醇和N，N
‑
二甲基甲酰胺用量比为100g：27g：65g：130mL。
[0021]进一步地，增强剂通过如下步骤制备：
[0022]步骤B1：将偶氮二异丁腈溶于甲苯中制得溶液a，将苯乙烯和乙烯基三乙氧基硅烷溶于无水乙醇中制得溶液b；将马来酸酐和甲苯加入三口烧瓶中，设置温度为70
‑
80℃，在氮气保护下开启搅拌使马来酸酐完全溶解，并同时滴加溶液a和溶液b，控制滴加时间在30
‑
40min；滴加结束后在温度为75℃条件下，恒温反应30min；升温至85℃，继续反应1h；反应完成后停止加热，冷却至室温，抽滤，固体产物用甲苯洗涤2次，40℃下真空干燥至恒重，得到混合物c；混合物c为苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物，加入的乙烯基三乙氧基硅烷，使得混合物c具有偶联功能，提高增强剂与回收尼龙的相容性。
[0023]步骤B2：将纳米二氧化硅和无水乙醇按固液比1g：50mL混合后，在40
‑
50kHz频率下超声分散10
‑
20min得到悬浮液，将硅烷偶联剂KH550加入烧瓶中，滴加乙醇水溶液，该乙醇水溶液使用冰醋酸调节pH值为5
‑
6，且乙醇的体积分数为90％，边滴加边搅拌，滴加完后，利用恒压滴液漏斗将悬浮液滴加到烧瓶中，在25℃条件下反应24h，然后将反应液离心、离心后依次用无水乙醇、无水四氢呋喃、丙酮洗涤离心，然后冷冻干燥得到固体d；纳米二氧化硅比表面积大，表面羟基较多，表面能高，极易发生团聚，难以和有机物充分混合，直接添加填充效果差，通过硅烷偶联剂KH550，与纳米二氧化硅表面的羟基缩合，提高纳米二氧化硅与有机相的相容性；
[0024]步骤B3：将固体d和N，N
‑
二甲基甲酰胺按用量比1g：25mL混合后，在50
‑
60kHz条件下，超声分散1h后得到混合液A，将混合物c、助剂和去离子水按用量比1mL：1g：25mL混合后得到混合液B；将混合液A和混合液B等体积混合，在50
‑
60kHz条件下，超声分散20min，离心分离，在50℃真空干燥至恒重，得到增强剂；助剂中有蛋白质相似的结构，具有良好的生物相容和生物降解性，用助剂对固体d进行修饰，使固体d表面接枝上与尼龙分子链有相似的结构，从而实现增强剂的均匀分散，提高回收尼龙的力学性能。
[0025]进一步地，步骤B1中溶液a中偶氮二异丁腈和甲苯的用量比为10mg：20mL；溶液b中苯乙烯、乙烯基三乙氧基硅烷和无水乙醇的用量比为5
‑
6g：0.2g：3mL，溶液a、溶液b、马来酸酐和甲苯的用量比为20mL：4mL：4
‑
5g：100mL。
[0026]进一步地，步骤B2中，悬浮液、乙醇水溶液和硅烷偶联剂KH550的用量比为150
‑
170mL：150
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170mL：7g。
[0027]进一步地，助剂由如下步骤制备：
[0028]步骤C1：取谷氨酸苄酯置于烧瓶中，在氮气保护下，加入无水无氧的四本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用回收尼龙的汽车结构件专用高强度复合材料，其特征在于：包括如下原料：回收尼龙颗粒、基体树脂、聚烯烃、丙烯酸、烯酸甲酯和玻璃纤维；所述回收尼龙颗粒由如下步骤制备：步骤A1：将回收尼龙、增强剂、纳米蒙脱土和抗氧剂混合，密炼成熔融料挤出，冷却切割，制成尼龙切片；步骤A2：取尼龙切片、硬脂基芥酰胺和聚乙二醇，加入N，N
‑
二甲基甲酰胺中，升温搅拌溶解，之后冷却析出固体，过滤、干燥、粉碎，制得回收尼龙颗粒。2.根据权利要求1所述的一种采用回收尼龙的汽车结构件专用高强度复合材料，其特征在于：所述增强剂由如下步骤制备：步骤B1：取偶氮二异丁腈溶于甲苯制成溶液a，取苯乙烯和乙烯基三乙氧基硅烷溶于无水乙醇中制成溶液b，取马来酸酐和甲苯，氮气保护下，加热搅拌至完全溶解，之后滴加溶液a和溶液b，滴加完毕，先在75℃下恒温反应30min，之后升温至85℃，继续反应1h，最后冷却抽滤、洗涤、烘干，制得混合物c；步骤B2：取纳米二氧化硅和无水乙醇混合后超声分散，加入硅烷偶联剂KH550，搅拌状态下滴加乙醇水溶液，滴加完毕，在25℃下恒温反应24h，之后离心，取固态产物洗涤、冷冻干燥，制得固体d；步骤B3：取固体d和N，N
‑
二甲基甲酰胺混合后超声分散，得到混合液A，将混合物c、助剂和去离子水混合得到混合液B，之后将混合液A和混合液B等体积混合后超声分散，离心取固态产物烘干，制得增强剂。3.根据权利要求2所述的一种采用回收尼龙的汽车结构件专用高强度复合材料，其特征在于：步骤B1中，乙醇水溶液为体积分数为90％，且pH值...

【专利技术属性】
技术研发人员：申辉，高森森，丁鹏，董跃飞，姜辉，姜燕燕，黄自豪，马惜珍，
申请(专利权)人：安徽冠泓塑业有限公司，
类型：发明
国别省市：