玻纤增强聚丙烯材料耐高温冷却液老化性能研究.pdf
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1、上海塑料第51卷第3期SHANGHAI PLASTICS玻纤增强聚丙烯材料耐高温冷却液老化性能研究Vol.51 No.32023D0I:10.16777/ki.issn.1009-5993.2023.03.006谢正瑞1,2(1.上海金发科技发展有限公司,上海2 0 17 14;2.江苏金发科技新材料有限公司,江苏昆山2 15333)摘要:研究了短玻纤增强聚丙烯材料各组分对耐高温冷却液老化后性能保持率的影响,结果表明:在30%玻纤增强聚丙烯材料中,基体树脂使用高结晶M1200HS时,耐高温冷却液的老化性能保持率为8 4%;随着接枝物含量增加,耐高温冷却液老化性能保持率先增加后降低,接枝物质量分
2、数为3%时,耐高温冷却液老化性能保持率最优为8 4%;随着玻纤含量增加,耐高温冷却液老化性能保持率逐渐降低;随着玻纤保留长度下降,耐高温冷却液老化性能保持率逐渐提高,当玻纤保留长度为38 0 m时,老化性能保持率达到92%。关键词:玻纤;聚丙烯;冷却液;性能保持率中图分类号:TQ325.14文献标志码:A文章编号:10 0 9-59 9 3(2 0 2 3)0 3-0 0 39-0 5Study on High Temperature Coolant Aging Resistance ofGlass Fiber Reinforced Polypropylene MaterialsXIE Zhe
3、ngruil.2(1.Shanghai Kingfa Sci.&Tech.Co.,Ltd.,Shanghai 201714,China;2.Jiangsu Kingfa Sci.&Tech.Advanced Material Co.,Ltd.,Kunshan 215333,Jiangsu Province,China)Abstract:The high temperature coolant aging resistance of each component of short glass fiber reinforced polypropylenewas studied.The result
4、s show that in 30%glass fiber reinforced polypropylene material,when the matrix resin uses highcrystalline M1200HS,the aging resistance performance retention rate of high temperature coolant aging resistance is84%.As the content of grafted polymer increases,the high temperature coolant aging resista
5、nce performance retentionrate first increases and then decreases.When the mass fraction of grafted polymer is 3%,the optimal high temperaturecoolant aging resistance performance retention rate is 84%.As the content of fiberglass increases,the coolant aging re-sistance performance retention rate grad
6、ually decreases.As the retention length of glass fibers decreases,the high tem-perature coolant aging resistance performance retention rate gradually increases.When the retention length of glass fibersis 380 m,the aging performance retention rate reaches 92%.Key words:glass fiber;polypropylene;coola
7、nt;performance retention rate点。在汽车热管理系统中,水室的材料主要为玻纤0前言增强聚酰胺6 6(PA66)材料,水室零件位于散热器目前,新能源汽车正快速发展。提高汽车动力两侧,并与散热器连接,从而组成水箱。水室是新整体利用率最行之有效的方案是轻量化,改性塑料能源汽车的动力系统冷却模块的重要零部件,对于的进一步使用是汽车轻量化的主要研究方向13。材料的力学性能要求较高。同时,水室位于发动机新能源汽车的冷却管路轻量化也是目前的研究重周边,工况环境长期处于高温状态,因此对材料耐作者简介:谢正瑞(198 7 一),男,硕士,工程师,主要从事聚烯烃改性材料产品开发和研究工作
8、;。40热老化性能有较高的要求。水室长期与冷却液接触,材料需要具备良好的耐冷却液性能。汽车水室材料早期采用玻纤增强PA66方案。方基永等4 研究了玻纤增强PA66 材料耐冷却液的老化作用,杜邦和索尔维的PA66/30%GF经1008h老化后,弯曲强度大于7 0 MPa,性能保持率超过2 5%。张伟等5 使用复合耐水解改性剂制备了耐水解(醇解)玻纤增强PA66材料,经过耐水解性腐蚀试验后其弯曲强度达到10 8 MPa。有关不同材料(PA66/聚邻苯二甲酰胺/聚苯醚等)影响耐冷却液后力学性能和尺寸的研究较多6 8 ,对玻纤增强聚丙烯的研究主要集中在材料的常规力学和结晶行为9-10 1。玻纤增强聚丙
9、烯材料具有质轻、低碳环保的优势,具有较高的研究价值。虽然玻纤增强聚丙烯材料在常温下具有较好耐冷却液性能,但是对耐高温冷却液性能的影响研究较少。本文主要研究玻纤增强聚丙烯材料耐高温冷却液后拉伸强度保持率的影响因素,初步考察了不同组分对玻纤增强聚丙烯材料耐高温冷却液老化性能的影响。1实验部分1.1实验原料聚丙烯1,HP500N,熔体流动速率(MFR)为10g/(10 m i n),中海壳牌石油化工有限公司;聚丙烯2,M1200HS,MFR为10 g/(10 m i n),上海石油化工股份有限公司;聚丙烯3,PPH-Y26,MFR为30 g/(10 m i n),中国石化镇海炼化公司;玻纤,ECS1
10、3-4.5-T538D,直径13 m,泰山玻璃纤维有限公司;马来酸酐接枝聚丙烯,CA100,阿科玛高分子材料有限公司;冷却液,日产LLC溶液,市售;抗氧剂1,10 10,巴斯夫股份公司;抗氧剂2,16 8,巴斯夫股份公司。1.2主要设备与仪器双螺杆挤出机,SHJ-30 型,南京瑞亚高聚物装备有限公司;单螺杆注塑机,HTB80型,宁波海天机械有限公司;鼓风干燥试验机,DHG-9140A型,上海一恒科学仪器有限公司;上海塑料数显卡尺,上海工具厂有限公司;万能材料试验机,Z005型,德国Zwick公司;电子天平,TP-214,丹佛仪器(北京)有限公司;二次元影像测量仪,YVM-3020CSPC,上海
11、界限实业有限公司。1.3样品制备按照配方比例将除玻纤外的各组分称量后混合均匀,由双螺杆挤出机的主喂料口喂人,玻纤由侧喂料口或主喂料口喂人,物料经双螺杆挤出机熔融共混并挤出造粒,得到的粒子即为实验样品。双螺杆挤出机的螺筒温度设置分别为8 0、16 0、180、2 0 0、2 0 0 、2 0 0、2 0 0 、2 2 0 、200、2 0 0。粒子在用于注塑样条及样板前采用10 0 烘烤2 h的方法对粒子进行烘干处理,力学样条分别按照ISO标准尺寸注塑。1.4性能测试拉伸强度测试按照ISO5272012塑料拉伸性能测定进行,测试速度为10 mm/min,拉伸模量测试速度为1 mm/min。弯曲强
12、度和模量测试按照ISO1782016塑料弯曲性能测定进行。耐冷却液测试的温度为140,样条测试的老化时间为10 0 0 h。老化样条浸泡在日产LLC溶液中并放入140 老化箱中进行试验,试验后取出样条擦拭干净后静置4h后测试力学性能,并计算性能保持率。2丝结果与讨论2.1不同聚丙烯基体树脂对耐冷却液性能的影响冷却液由水、防冻剂和各种添加剂组成。水的比热容较大并且热传导系数高,被水吸收的热量容易散发,因此水作为冷却液使用具有很多优点。实验中使用日产专用冷却液LLC,冰点温度为-35。玻纤增强聚丙烯材料的主要成分为聚丙烯树脂和短切玻纤。其中基体树脂的性能是玻纤增强聚丙烯材料性能的主要影响因素之一,
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