汽車空調用塑料齒輪及其製備工藝的製作方法

2023-08-13 06:02:26

本發明涉及塑料齒輪
技術領域：
，具體涉及一種汽車空調用塑料齒輪及其製備工藝。
背景技術：
：汽車空氣調節裝置簡稱汽車空調，是對確保安全行車起到重要作用的通風裝置。汽車空調通過調整汽車車廂的溫度、溼度、空氣清潔度及空氣流動保持在最佳狀態，為駕駛員創造良好的工作條件，為乘員提供舒服的乘坐環境以減少旅途疲勞，其中，用於汽車空調的冷熱換熱器中的塑料齒輪對汽車空調的正常工作起到重要作用，隨著使用時間的延長，塑料齒輪會出現機械力學性能的衰減，老化、磨損現象嚴重，從而影響其使用，當前，用於汽車空調的冷熱轉化器中的塑料齒輪的主要材料為聚甲醛，聚甲醛是一種性能優良的工程塑料，具有優異的耐疲勞性和抗蠕變性能，廣泛應用於製備齒輪等零器件，由於齒輪的特殊的工作條件，就需要聚甲醛具備低摩擦係數和高耐磨性，延長齒輪的使用壽命。技術實現要素：針對現有技術的不足，本發明提供了一種耐磨、自潤滑性能好的汽車空調用塑料齒輪及其製備工藝。為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：汽車空調用塑料齒輪，由以下重量份的原料製成：聚甲醛60-70份、高密度聚乙烯15-20份、凹凸棒土7-12份、超細石英微粉3-6份、高耐磨炭黑6-10份、氮化矽超微粉2-4份、聚乙烯醇10-20份、硼改性腰果殼油樹脂2-4份、亞磷酸三苯酯1-3份、矽烷偶聯劑1-3份、油酸醯胺1-2份、羥丙基甲基纖維素1-2份。優選地，所述的汽車空調用塑料齒輪，由以下重量份的原料製成：聚甲醛65份、高密度聚乙烯18份、凹凸棒土10份、超細石英微粉5份、高耐磨炭黑8份、氮化矽超微粉3份、聚乙烯醇14份、硼改性腰果殼油樹脂3份、亞磷酸三苯酯1.5份、矽烷偶聯劑2份、油酸醯胺1份、羥丙基甲基纖維素1.5份。優選地，所述超細石英微粉的平均粒徑為100-200nm。優選地，所述氮化矽超微粉的平均粒徑為20-30nm。優選地，所述偶聯劑為氨丙基三乙氧基矽烷。汽車空調用塑料齒輪的製備工藝，步驟如下：1）將聚甲醛在75-85℃下乾燥60-80min，然後與高密度聚乙烯、聚乙烯醇、硼改性腰果殼油樹脂、亞磷酸三苯酯、油酸醯胺一起加入到混煉機中，在150-160℃下混煉20-30min；2）將凹凸棒土、超細石英微粉、高耐磨炭黑、氮化矽超微粉、矽烷偶聯劑、羥丙基甲基纖維素混合，研磨均勻，加入混煉機中混煉20-30min，得混合料；3）將汽車空調用塑料齒輪模具預熱至90-100℃；4）將混合料投入到注塑機中，加熱至200-240℃，調節螺杆轉速為300-500rpm，將混合料擠壓成熔融狀態的熔體，並將熔體射出至模具中，加工成型；5）將模具冷卻至室溫後，打開模具，得汽車空調用塑料齒輪，即得。優選地，所述注塑機事先預熱至140-160℃。本發明有益效果：本發明以聚甲醛為基材，加入剛性、韌性高，機械強度好，自潤性良好的高密度聚乙烯，在硼改性腰果殼油樹脂的共同作用下，提高材料的剛度和耐磨性，加入的超細石英微粉、氮化矽超微粉進一步提高其耐磨性和自潤滑性能，本發明合理配置各組分，綜合提高了塑料齒輪的性能，製得的塑料齒輪具有良好的剛性、韌性和耐老化性能，摩擦係數小，能夠滿足塑料齒輪的使用要求，提高其使用壽命。具體實施方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例，基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。實施例1：汽車空調用塑料齒輪，由以下重量份的原料製成：聚甲醛68份、高密度聚乙烯17份、凹凸棒土10份、超細石英微粉4份、高耐磨炭黑9份、氮化矽超微粉2.5份、聚乙烯醇15份、硼改性腰果殼油樹脂2.5份、亞磷酸三苯酯1份、氨丙基三乙氧基矽烷1.5份、油酸醯胺1.5份、羥丙基甲基纖維素1份。其中，超細石英微粉的平均粒徑為100-200nm，氮化矽超微粉的平均粒徑為20-30nm。汽車空調用塑料齒輪的製備工藝，步驟如下：1）將聚甲醛在80℃下乾燥70min，然後與高密度聚乙烯、聚乙烯醇、硼改性腰果殼油樹脂、亞磷酸三苯酯、油酸醯胺一起加入到混煉機中，在155℃下混煉25min；2）將凹凸棒土、超細石英微粉、高耐磨炭黑、氮化矽超微粉、氨丙基三乙氧基矽烷、羥丙基甲基纖維素混合，研磨均勻，加入混煉機中混煉25min，得混合料；3）將汽車空調用塑料齒輪模具預熱至95℃；4）將混合料投入到預熱至145℃的注塑機中，加熱至230℃，調節螺杆轉速為400rpm，將混合料擠壓成熔融狀態的熔體，並將熔體射出至模具中，加工成型；5）將模具冷卻至室溫後，打開模具，得汽車空調用塑料齒輪，即得。實施例2：汽車空調用塑料齒輪，由以下重量份的原料製成：聚甲醛65份、高密度聚乙烯18份、凹凸棒土10份、超細石英微粉5份、高耐磨炭黑8份、氮化矽超微粉3份、聚乙烯醇14份、硼改性腰果殼油樹脂3份、亞磷酸三苯酯1.5份、氨丙基三乙氧基矽烷2份、油酸醯胺1份、羥丙基甲基纖維素1.5份。其中，超細石英微粉的平均粒徑為100-150nm，氮化矽超微粉的平均粒徑為20-25nm。汽車空調用塑料齒輪的製備工藝，步驟如下：1）將聚甲醛在80℃下乾燥65min，然後與高密度聚乙烯、聚乙烯醇、硼改性腰果殼油樹脂、亞磷酸三苯酯、油酸醯胺一起加入到混煉機中，在150℃下混煉25min；2）將凹凸棒土、超細石英微粉、高耐磨炭黑、氮化矽超微粉、氨丙基三乙氧基矽烷、羥丙基甲基纖維素混合，研磨均勻，加入混煉機中混煉25min，得混合料；3）將汽車空調用塑料齒輪模具預熱至95℃；4）將混合料投入到預熱至150℃的注塑機中，加熱至225℃，調節螺杆轉速為450rpm，將混合料擠壓成熔融狀態的熔體，並將熔體射出至模具中，加工成型；5）將模具冷卻至室溫後，打開模具，得汽車空調用塑料齒輪，即得。實施例3：汽車空調用塑料齒輪，由以下重量份的原料製成：聚甲醛60份、高密度聚乙烯20份、凹凸棒土7份、超細石英微粉6份、高耐磨炭黑6份、氮化矽超微粉4份、聚乙烯醇10份、硼改性腰果殼油樹脂4份、亞磷酸三苯酯1份、氨丙基三乙氧基矽烷3份、油酸醯胺1份、羥丙基甲基纖維素2份。其中，超細石英微粉的平均粒徑為150-200nm，氮化矽超微粉的平均粒徑為25-30nm。汽車空調用塑料齒輪的製備工藝，步驟如下：1）將聚甲醛在75℃下乾燥80min，然後與高密度聚乙烯、聚乙烯醇、硼改性腰果殼油樹脂、亞磷酸三苯酯、油酸醯胺一起加入到混煉機中，在150℃下混煉30min；2）將凹凸棒土、超細石英微粉、高耐磨炭黑、氮化矽超微粉、氨丙基三乙氧基矽烷、羥丙基甲基纖維素混合，研磨均勻，加入混煉機中混煉30min，得混合料；3）將汽車空調用塑料齒輪模具預熱至90℃；4）將混合料投入到預熱至140℃的注塑機中，加熱至200℃，調節螺杆轉速為500rpm，將混合料擠壓成熔融狀態的熔體，並將熔體射出至模具中，加工成型；5）將模具冷卻至室溫後，打開模具，得汽車空調用塑料齒輪，即得。實施例4：汽車空調用塑料齒輪，由以下重量份的原料製成：聚甲醛70份、高密度聚乙烯15份、凹凸棒土12份、超細石英微粉3份、高耐磨炭黑10份、氮化矽超微粉2份、聚乙烯醇20份、硼改性腰果殼油樹脂2份、亞磷酸三苯酯3份、氨丙基三乙氧基矽烷1份、油酸醯胺2份、羥丙基甲基纖維素1份。其中，超細石英微粉的平均粒徑為160-200nm，氮化矽超微粉的平均粒徑為20-30nm。汽車空調用塑料齒輪的製備工藝，步驟如下：1）將聚甲醛在85℃下乾燥60min，然後與高密度聚乙烯、聚乙烯醇、硼改性腰果殼油樹脂、亞磷酸三苯酯、油酸醯胺一起加入到混煉機中，在160℃下混煉20min；2）將凹凸棒土、超細石英微粉、高耐磨炭黑、氮化矽超微粉、氨丙基三乙氧基矽烷、羥丙基甲基纖維素混合，研磨均勻，加入混煉機中混煉20min，得混合料；3）將汽車空調用塑料齒輪模具預熱至100℃；4）將混合料投入到預熱至160℃的注塑機中，加熱至240℃，調節螺杆轉速為300rpm，將混合料擠壓成熔融狀態的熔體，並將熔體射出至模具中，加工成型；5）將模具冷卻至室溫後，打開模具，得汽車空調用塑料齒輪，即得。實施例5：汽車空調用塑料齒輪，由以下重量份的原料製成：聚甲醛62份、高密度聚乙烯17份、凹凸棒土9份、超細石英微粉4份、高耐磨炭黑7份、氮化矽超微粉3份、聚乙烯醇17份、硼改性腰果殼油樹脂4份、亞磷酸三苯酯2份、氨丙基三乙氧基矽烷1份、油酸醯胺1.5份、羥丙基甲基纖維素1.5份。其中，所述超細石英微粉的平均粒徑為120-150nm，氮化矽超微粉的平均粒徑為20-25nm。汽車空調用塑料齒輪的製備工藝，步驟如下：1）將聚甲醛在85℃下乾燥70min，然後與高密度聚乙烯、聚乙烯醇、硼改性腰果殼油樹脂、亞磷酸三苯酯、油酸醯胺一起加入到混煉機中，在160℃下混煉25min；2）將凹凸棒土、超細石英微粉、高耐磨炭黑、氮化矽超微粉、氨丙基三乙氧基矽烷、羥丙基甲基纖維素混合，研磨均勻，加入混煉機中混煉20min，得混合料；3）將汽車空調用塑料齒輪模具預熱至90℃；4）將混合料投入到預熱至145℃的注塑機中，加熱至215℃，調節螺杆轉速為350rpm，將混合料擠壓成熔融狀態的熔體，並將熔體射出至模具中，加工成型；5）將模具冷卻至室溫後，打開模具，得汽車空調用塑料齒輪，即得。對實施例1-5製備的汽車空調用塑料齒輪進行性能檢測，具體數據見下表：表1實施例1-5中所製得的塑料齒輪的性能參數性能參數實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5拉伸強度（mpa）126130112117124彎曲強度（mpa）203200190193198衝擊強度（j/m）3537322730靜摩擦係數0.1980.1910.2160.2100.205綜上，本發明實施例製得的塑料齒輪具有良好的剛性、韌性、耐磨性能，摩擦係數小，能夠滿足塑料齒輪的使用要求，提高其使用壽命。以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。當前第1頁12