[發(fā)明專(zhuān)利]一種連續(xù)長(zhǎng)纖維增強(qiáng)PPS復(fù)合材料

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711176171.X
• 申請(qǐng)日: 2017-11-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109810506A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 佛山市盈智軒科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08L81/02
• 分類(lèi)號(hào): C08L81/02;C08L101/00;C08K7/26;C08J5/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明所述一種連續(xù)長(zhǎng)纖維增強(qiáng)PPS復(fù)合材料，其原料及原料重量百分含量如下：聚苯硫醚40?50％、彈性體0.1?1％、無(wú)機(jī)礦物填料0.1?3％、硅藻土0.1?3％、抗氧劑0.1?3％、連續(xù)長(zhǎng)纖維增強(qiáng)劑40?60％。本發(fā)明具有抗沖擊，耐熱、強(qiáng)度高的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種連續(xù)長(zhǎng)纖維增強(qiáng)PPS復(fù)合材料。

背景技術(shù)

汽車(chē)水泵是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的重要部件，它的作用是泵送冷卻液，使冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水道內(nèi)快速流動(dòng)，以帶走發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，保持發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作溫度。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)使用的水泵是離心式水泵，這種水泵又殼體、葉輪、軸承、泵軸、水封以及傳動(dòng)帶輪等組成。葉輪是水泵的重要部件，目前汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵葉輪使用的材料主要為鑄鐵、鋼板或者鋁合金，各具特色及不足之處。鑄鐵葉輪使用最多，其抗腐蝕、使用壽命長(zhǎng)，但是重量較重，且由于葉輪為鑄造成型，葉輪的動(dòng)平衡性差，水泵在工作時(shí)，使用鑄鐵鑄造的葉輪平穩(wěn)性降低，工作時(shí)消耗功率大，從而降低了水泵的效率；鋼板葉輪重量較輕，但是耐腐蝕性差，且葉翅形狀受工藝限制而只能制作簡(jiǎn)單的葉翅形狀；鋁鎂合金葉輪重量較輕，可以制成多種葉翅形狀，但是耐腐蝕性差，使用壽命較短。

PPS，中文名稱(chēng)叫聚苯硫醚，它具有硬而脆、結(jié)晶度高、難燃、熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度較高、電性能優(yōu)良，耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)。PPS是工程塑料中耐熱性最好的品種之一，經(jīng)玻璃纖維改性的PPS材料，其熱變形溫度一般大于260度，耐化學(xué)腐蝕性?xún)H次于四氟乙烯。此外，它具有成型收縮率小，吸水率低、阻燃性好、耐振動(dòng)疲勞性好，耐電弧性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，特別是在高溫、高濕的環(huán)境下任然有極佳的電絕緣性，但其缺點(diǎn)是脆性大、韌性差，耐沖擊強(qiáng)度低，經(jīng)過(guò)玻纖增強(qiáng)改性后，可以在一定程度上克服上述缺點(diǎn)，獲得了優(yōu)異的綜合性能，完全可以應(yīng)用在冷卻水泵的葉輪上。

與傳統(tǒng)的金屬材料相比，連續(xù)纖維增強(qiáng)PPS復(fù)合材料注塑成型的水泵葉輪具有如下的優(yōu)勢(shì)：

1）突出的輕量化優(yōu)勢(shì)；對(duì)同一發(fā)動(dòng)機(jī)而言，熱塑性復(fù)合材料和傳統(tǒng)金屬材料在強(qiáng) 度、剛度相近的條件下，水泵葉輪本身質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，連續(xù)纖維增強(qiáng)PPS注塑件比鑄鐵制件減重50%，比鋁合金鑄件減重30%左右，比較的前提條件是已考慮并計(jì)入為補(bǔ)償PPS材料剛度和強(qiáng)度所增加的壁厚設(shè)計(jì)以及加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)對(duì)質(zhì)量的影響，因此，輕量化優(yōu)勢(shì)使新材料葉輪應(yīng)用前景十分廣泛。

2）設(shè)計(jì)自由度高；部件壁厚變化、局部加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)、倒扣結(jié)構(gòu)，與其他部件集成為一體化的可能性大大增強(qiáng)。

3）加工成本低；功能良好的連續(xù)纖維增強(qiáng)PPS材料注塑成型的水泵葉輪，不但能提高生產(chǎn)效率，同時(shí)能降低生產(chǎn)成本。僅注塑模具一項(xiàng)，可以節(jié)省的費(fèi)用就相當(dāng)可觀，

4）生產(chǎn)廢品率低；這是由于注塑制造工藝比鑄造工藝的制造不良率低。因?yàn)闊崴?性工程塑料注塑的葉輪與其他相關(guān)部件集成為統(tǒng)一的整體，原來(lái)傳統(tǒng)材料所必需的與單獨(dú) 制造的相關(guān)部件聯(lián)接、緊固用螺栓便可省去或者大大減少，整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量降低，消耗材料減少，因此生產(chǎn)廢品率降低導(dǎo)致的相對(duì)生產(chǎn)效率提高，同時(shí)系統(tǒng)成本大大降低。

我國(guó)在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵葉輪熱塑性PPS材料方面，也有一些研究，如中國(guó)專(zhuān)利CN102322442A公布了一種聚苯硫醚材料的水泵葉輪，其葉輪本體的材料為占葉輪本體重量的50-70％的純聚苯硫醚(PPS)和占葉輪本體重量的30-50％的改性玻璃纖維組成的工程塑料，且葉輪本體內(nèi)裝有具內(nèi)凹槽的葉輪座，該葉輪座與葉輪本體構(gòu)成為一體。其制造方法是：將預(yù)熱好的葉輪模具動(dòng)模和靜模分開(kāi)，將預(yù)熱好的葉輪座套入動(dòng)模內(nèi)的葉輪座定位軸上，然后進(jìn)行合模、鎖模，PPS塑料在注塑機(jī)料筒內(nèi)送達(dá)至注塑機(jī)噴嘴而注入至葉輪模具動(dòng)模內(nèi)，并進(jìn)行保壓，形成PPS材料的水泵葉輪成品。該發(fā)明的缺點(diǎn)是所用的30~50%玻纖增強(qiáng)PPS是通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合，由于雙螺桿的剪切作用，玻纖長(zhǎng)度比較短，僅有0.3~0.5mm，對(duì)PPS材料的增韌效果不理想，導(dǎo)致葉輪的剛性有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下方案：