一種柴油機冷卻風扇扇葉及其製備方法
2023-06-01 22:01:41 3
專利名稱：一種柴油機冷卻風扇扇葉及其製備方法
技術領域：
本發明屬於柴油機技術領域，具體涉及一種柴油機冷卻風扇扇葉及其製備方法。
背景技術：
作為冷卻汽車「心臟」發動機的塑料風扇，需長期在-40-100°C的溫度下使用，作為重型載重汽車發動機的塑料風扇要求更高並且幹寒、溼熱和恆的風流環境下具有耐久性， 使用環境條件惡劣。因此要求塑料風扇不僅具有高強度、高剛性，還應具有優異的高低溫衝擊韌性、耐熱性和耐熱氧老化性，以防止風扇變形、龜裂。聚丙烯是一種價格低廉，生產量很大的通用塑料，但由於其低溫衝擊性能不佳，耐光、熱、老化性能差，因此在工程零部件的應用上有較大的困難。目前有將大量的聚乙烯加入聚丙烯中，採取EPDM和SBS並用、滑石粉 (40wt %)、鈦酸酯、偶聯劑、複合抗氧劑等與PP進行共混填充改性，並加入第三組分增容劑、玻纖或雲母填充增強劑和複合抗氧劑等與PP進行共混改性，通過共混提高低溫衝擊性能，但卻使聚丙烯的力學及耐熱性大大下降，成本高，帶來了新的問題。採用而在內燃機冷卻系統中使用的冷卻風扇，將在87-117°C下長期工作，因此，需要一種耐老化、耐光溫衝擊的材料，成為相關技術人員待解決的一個重要難題。
發明內容
針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在於提供一種性能好、耐老化、耐高溫衝擊的柴油機冷卻風扇扇葉及其製備方法。所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉，其特徵在於所述的風扇扇葉包括如下重量份數的組份聚丙烯70-90份，高密度聚乙烯15-20份，加氫異構脫蠟基礎油5CST 0. 15-0. 20 份，加氫異構脫蠟基礎油IOCST 0.13-0. 18份，抗氧劑CA 0. 1-0. 3份，紫外線吸收劑 0. 5-1. 0份，硫代二丙酸二月桂酯0. 1-0. 3份。所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉，其特徵在於所述的風扇扇葉包括如下重量份數的組份聚丙烯75-85份，高密度聚乙烯18-20份，加氫異構脫蠟基礎油5CST 0. 18-0. 20 份，加氫異構脫蠟基礎油IOCST 0.14-0. 16份，抗氧劑CA 0. 2-0. 3份，紫外線吸收劑 0. 6-0. 9份，硫代二丙酸二月桂酯0. 1-0. 2份。所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉，其特徵在於所述的風扇扇葉包括如下重量份數的組份聚丙烯80份，高密度聚乙烯18份，加氫異構脫蠟基礎油5CST 0.18份，加氫異構脫蠟基礎油IOCST 0. 15份，抗氧劑CA 0. 2份，紫外線吸收劑0. 8份，硫代二丙酸二月桂酯
0.2 份。所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉，其特徵在於所述的聚丙烯，熔體流動速度為
1.0-3. 0克/10分鐘，為聚丙烯嵌段共聚物。所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉，其特徵在於所述的高密度聚乙烯為密度彡0. 950的聚乙烯。所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉，其特徵在於所述的紫外線吸收劑為-(2-羥基-3，5- 二丁叔基苯基)-5-氯代苯並三唑。所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉的製備方法，其特徵在於包括如下步驟
1)按重量份計，將聚丙烯70-90份，高密度聚乙烯15-20份，加氫異構脫蠟基礎油 5CST 0. 15-0. 20份，加氫異構脫蠟基礎油IOCST 0. 13-0. 18份，抗氧劑CA 0. 1-0. 3份，紫外線吸收劑0. 5-1. 0份，硫代二丙酸二月桂酯0. 1-0. 3份加於混合機中攪拌混合5 -2 5分鐘，混合均勻後卸料；
2)將步驟1 )中得到的混合好的料加於雙螺杆擠出機的加料鬥中進行分段式控溫擠出，所述的雙螺杆的轉速為50 60 r/ min ；
3)將步驟2 )中擠出後的料牽引並在水槽中冷卻(溫度冷卻溫度為30-40度)，冷卻後經切粒機切粒，備用；
4)將步驟3)中得到的料粒放入烘箱乾燥3.5-4.2小時，所述的烘箱溫度為 110-135°C，至粒料溼度小於0. 04%乾燥結束；
5)將需要製造的冷卻風扇模具安裝上高頻注塑機；
6)把步驟4)烘好的粒料倒入高頻注塑機的輔助料鬥中，注塑機加料段#5段融化溫度調至170-175°C，使物料進入注塑機時經高溫融化；
7)把注塑機擠出段溫度#1段、#2段溫度設定至180°C，#3段、#4段設定至175°C，模具溫度為50-95°C，啟動輔助加料設備裝置，把塑料顆粒吸入注塑機料鬥中，再通過高頻注塑機的螺杆將熔融塑料注入模具型腔中，所述的注塑機注射壓力設定為75mpa，注射速度為 35 r/ min，保壓為80 mpa，保壓時間為2min，保壓速度為25r/ min ；
8)注射結束後，對注射到模具型腔中的熔融塑料保持定型，保持冷卻70秒，然後退模， 製成冷卻風扇扇葉。所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉的製備方法，其特徵在於分段式控溫為分6段控溫，溫度分別為區段一溫度為161-163°C，區段二溫度為155-159°C，區段三溫度為 151-153°C，區段四溫度為151-153°C，區段五合流區溫度為143_147°C，區段六機頭溫度在 142-146 "C。所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉的製備方法，其特徵在於分段式控溫為分5段控溫，溫度分別為加料段#5段168-170°C，加熱段#1段172-175°C，加熱段#2段172_175°C， 加熱段#3段175-180°C，加熱段#4段175_180°C，加熱段#5段175_180°C。所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉的製備方法，其特徵在於所述的模具溫度的設定與塑件臂厚相對應，當塑件壁厚 6mm，模具溫度為 50-75 0C ο通過採用上述技術，與現有技術相比，本發明的有益效果如下
1)本發明通過在聚丙烯中加入一定量的高密度聚乙烯進行改性，改進了風扇機械強度、韌性、拉伸強度、剛度和硬度，克服了風扇的葉片容易斷裂問題，提高了風扇的使用壽命；
2)通過加入抗氧劑和紫外線吸收劑等光、熱防老化劑，得到共聚型聚丙烯，大幅度提高了衝擊韌性和應力開裂性，並使在長時間持續應力作用下的工程零件的耐應力龜裂性能大大提高，耐熱性可由80°C提高到145-150°C，並能承受高溫750-1000小時後不老化，不龜裂；
53)本發明通過將具有低粘度、低揮發度、高粘度指數、良好的氧化安定性等特點的加氫異構脫蠟基礎油、加氫異構脫蠟基礎油IOCST和抗氧化劑ca聯合使用，形成塑料助劑，改善聚合物的流動特性，增加該冷卻風扇的抗氧化、抗老化性；
4)本發明通過上述製備工藝，降低了應力集中係數，提高了抗衝擊、抗疲勞能力，而且改善了塑料熔體的流動充模性能，減少了流動阻力，還降低了局部的殘餘應力，防止開裂和翹曲，使其外形流暢美觀，在中型載重汽車上，特別載重柴油機汽車是得到廣泛的應用，並已經廣西玉柴機器股份有限公司、常柴股份有限公司等國內等多家用戶應用證明」是很理想的國產冷卻塑料風扇用料。5)本發明所用的主要原料用普通的聚丙烯代替現有技術中改性的聚丙烯，降低生產成本，如製備五葉片小型風扇，單個成本從13. 2元降低到11. 5元。
具體實施例方式以下結合說明書附圖
對本發明作進一步的描述
實施例1 取熔體流動速度為1. 0-3. 0克/10分鐘的聚丙烯70份，密度> 0. 950的聚乙烯20份，加氫異構脫蠟基礎油5CST 0. 15份，加氫異構脫蠟基礎油IOCST 0. 18份，抗氧劑CA 0. 3份，2- (2』 -羥基-3，5- 二丁叔基苯基)-5-氯代苯並三唑0. 5份，硫代二丙酸二月桂酯0. 3份，通過如下工藝製得柴油機冷卻風扇扇葉
具體工藝為1)先將上述組份加入混合機中攪拌混合5 -2 5分鐘，混合均勻後卸料； 2 )將步驟1 )中得到的混合好的料加於雙螺杆擠出機的加料鬥中進行分6段控溫，溫度分別為區段一溫度為161-163°C，區段二溫度為155-159°C，區段三溫度為151_153°C，區段四溫度為151-153°C，區段五合流區溫度為143-147°C，區段六機頭溫度在142_146°C擠出，所述的雙螺杆的轉速為50 60 r/ min ； 3 )將步驟2 )中擠出後的料牽引並在水槽中冷卻為30-40度。C後經切粒機切粒，得到的料粒放入烘箱乾燥3. 5-4. 2小時，所述的烘箱溫度為110-135°C，至粒料溼度小於0. 04%乾燥結束；4)冷卻同時將需要製造的冷卻風扇模具安裝上高頻注塑機；6)把步驟4)烘好的粒料倒入高頻注塑機的輔助料鬥中，注塑機加料段#5段融化溫度調至170-175 ，使物料進入注塑機時經高溫融化；再將注塑機擠出段溫度#1段、#2段溫度設定至180°C，#3段、#4段設定至175°C，模具溫度為50_95°C (模具溫度的設定與塑件臂厚相對應，當塑件壁厚 6mm， 模具溫度為50-75°C)，啟動輔助加料設備裝置，把塑料顆粒吸入注塑機料鬥中，再通過高頻注塑機的螺杆將熔融塑料注入模具型腔中，所述的注塑機注射壓力設定為75mpa，注射速度為35 r/ min，保壓為80 mpa，保壓時間為anin，保壓速度為25r/ min ;7)注射結束後，對注射到模具型腔中的熔融塑料保持定型，保持冷卻70秒，然後退模，製成冷卻風扇扇葉。本實施例擠出機擠出時也可分為5段控溫，溫度分別為加料段#5段168-170°C， 加熱段#1段172-175°C，加熱段#2段172-175°C，加熱段#3段175-180°C，加熱段#4段 175-180°C。加熱段 #5 段 175-180°C。實施例2 取熔體流動速度為1.0-3.0克/10分鐘的聚丙烯90份，密度> 0.950的聚乙烯15份，加氫異構脫蠟基礎油5CST 0.20份，加氫異構脫蠟基礎油IOCST 0.13份，抗氧劑CA份，2- (2』 -羥基-3，5- 二丁叔基苯基)-5-氯代苯並三唑1. 0份，硫代二丙酸二月桂酯0. 1份，製得柴油機冷卻風扇扇葉，具體製備如實施例1。
實施例3 取熔體流動速度為1.0-3.0克/10分鐘的聚丙烯75份，密度> 0.950的聚乙烯20份，加氫異構脫蠟基礎油5CST 0. 16份，加氫異構脫蠟基礎油IOCST 0. 16份，抗氧劑CA 0.2份，2- (2』-羥基-3，5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯並三唑0.9份，硫代二丙酸二月桂酯0. 2份，製得柴油機冷卻風扇扇葉，具體製備如實施例1。實施例4 取熔體流動速度為1. 0-3. 0克/10分鐘的聚丙烯85份，密度> 0. 950的聚乙烯18份，加氫異構脫蠟基礎油5CST0. 18份，加氫異構脫蠟基礎油IOCST 0. 14份，抗氧劑CA 0. 3份，2- (2』 -羥基-3，5- 二丁叔基苯基)-5-氯代苯並三唑0. 6份，硫代二丙酸二月桂酯0. 1份，製得柴油機冷卻風扇扇葉，具體製備如實施例1。實施例5 取熔體流動速度為1.0-3.0克/10分鐘的聚丙烯80份，密度> 0.950的聚乙烯18份，加氫異構脫蠟基礎油5CST 0. 17份，加氫異構脫蠟基礎油IOCST 0.15份，抗氧劑CA 0.2份，2- (2』-羥基-3，5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯並三唑0.8份，硫代二丙酸二月桂酯0. 2份，製得柴油機冷卻風扇扇葉，具體製備如實施例1。將本發明製得的冷卻風扇通過由國家汽車零部件產品質量監督檢驗中心(長春) 測物理性能參數，所測結果如表1所示，
從表1中可以看出，與日本載重汽車風扇專用料本比，經本發明改性後的塑料，拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲彈性模量等性能都更好，而且達到載重汽車風扇料的技術指標。 根據國家機械行業標準JB/T6723. 2-2008"內燃機冷卻風扇第二部分塑料冷卻風扇技術條件」的標準要求
所用的風扇空氣動力性能、噪聲、塑料葉片材料的力學性能應符合產品圖樣或技術文件規定，本發明製得的風扇空氣動力性能、噪聲性能、測試由國家汽車零部件產品質量監督檢驗中心(長春)檢測，共結果如表2、表3、表4所示，由於我司生產的塑料冷卻風扇主要供應廣西玉柴機器股份有限公司以及其所轄公司。所以對比如下 表2本發明材料所制風扇空氣動力性能參數
權利要求
1.一種柴油機冷卻風扇扇葉，其特徵在於所述的風扇扇葉包括如下重量份數的組份 聚丙烯70-90份，高密度聚乙烯15-20份，加氫異構脫蠟基礎油5CST 0. 15-0. 20份，加氫異構脫蠟基礎油IOCST 0. 13-0. 18份，抗氧劑CA 0. 1-0. 3份，紫外線吸收劑0. 5-1. 0份，硫代二丙酸二月桂酯0. 1-0. 3份。
2.根據權利要求1所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉，其特徵在於所述的風扇扇葉包括如下重量份數的組份聚丙烯75-85份，高密度聚乙烯18-20份，加氫異構脫蠟基礎油5CST 0. 18-0. 20份，加氫異構脫蠟基礎油IOCST 0. 14-0. 16份，抗氧劑CA 0. 2-0. 3份，紫外線吸收劑0. 6-0. 9份，硫代二丙酸二月桂酯0. 1-0. 2份。
3.根據權利要求1所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉，其特徵在於所述的風扇扇葉包括如下重量份數的組份聚丙烯80份，高密度聚乙烯18份，加氫異構脫蠟基礎油5CST 0. 18 份，加氫異構脫蠟基礎油IOCST 0.15份，抗氧劑CA 0.2份，紫外線吸收劑0.8份，硫代二丙酸二月桂酯0.2份。
4.根據權利要求1所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉，其特徵在於所述的聚丙烯，熔體流動速度為1. 0-3. 0克/10分鐘，為聚丙烯嵌段共聚物。
5.根據權利要求1所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉，其特徵在於所述的高密度聚乙烯為密度彡0. 950的聚乙烯。
6.根據權利要求1所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉，其特徵在於所述的紫外線吸收劑為-(2-羥基-3，5- 二丁叔基苯基)-5-氯代苯並三唑。
7.根據權利要求1所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉的製備方法，其特徵在於包括如下步驟1)按重量份計，將聚丙烯70-90份，高密度聚乙烯15-20份，加氫異構脫蠟基礎油 5CST 0. 15-0. 20份，加氫異構脫蠟基礎油IOCST 0. 13-0. 18份，抗氧劑CA 0. 1-0. 3份，紫外線吸收劑0. 5-1. 0份，硫代二丙酸二月桂酯0. 1-0. 3份加於混合機中攪拌混合5 -2 5分鐘，混合均勻後卸料；2)將步驟1 )中得到的混合好的料加於雙螺杆擠出機的加料鬥中進行分段式控溫擠出，所述的雙螺杆的轉速為50 60 r/ min ；3)將步驟2 )中擠出後的料牽引並在水槽中冷卻(溫度冷卻溫度為30-40度)，冷卻後經切粒機切粒，備用；4)將步驟3)中得到的料粒放入烘箱乾燥3.5-4.2小時，所述的烘箱溫度為 110-135°C，至粒料溼度小於0. 04%乾燥結束；5)將需要製造的冷卻風扇模具安裝上高頻注塑機；6)把步驟4)烘好的粒料倒入高頻注塑機的輔助料鬥中，注塑機加料段#5段融化溫度調至170-175°C，使物料進入注塑機時經高溫融化；7)把注塑機擠出段溫度#1段、#2段溫度設定至180°C，#3段、#4段設定至175°C，模具溫度為50-95°C，啟動輔助加料設備裝置，把塑料顆粒吸入注塑機料鬥中，再通過高頻注塑機的螺杆將熔融塑料注入模具型腔中，所述的注塑機注射壓力設定為75mpa，注射速度為 35 r/ min，保壓為80 mpa，保壓時間為2min，保壓速度為25r/ min ；8)注射結束後，對注射到模具型腔中的熔融塑料保持定型，保持冷卻70秒，然後退模， 製成冷卻風扇扇葉。
8.根據權利要求7所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉的製備方法，其特徵在於分段式控溫為分6段控溫，溫度分別為區段一溫度為161-163°C，區段二溫度為155-159°C，區段三溫度為151-153°C，區段四溫度為151-153°C，區段五合流區溫度為143_147°C，區段六機頭溫度在 142-146°C。
9.根據權利要求7所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉的製備方法，其特徵在於分段式控溫為分5段控溫，溫度分別為加料段#5段168-170°C，加熱段#1段172_175°C，加熱段#2 段 172-175°C，加熱段 #3 段 175-180°C，加熱段 #4 段 175_180°C，加熱段 #5 段 175_180°C。
10.根據權利要求1所述的一種柴油機冷卻風扇扇葉的製備方法，其特徵在於所述的模具溫度的設定與塑件臂厚相對應，當塑件壁厚 6mm，模具溫度為50-75°C。
全文摘要
一種柴油機冷卻風扇扇葉及其製備方法，屬於柴油機技術領域。它包括如下重量份數的組份聚丙烯70-90份，高密度聚乙烯15-20份，加氫異構脫蠟基礎油5CST0.15-0.20份，加氫異構脫蠟基礎油IOCST0.13-0.18份，抗氧劑CA0.1-0.3份，紫外線吸收劑0.5-1.0份，硫代二丙酸二月桂酯0.1-0.3份經擠出、注塑成型。本發明通過上述製備工藝，降低了應力集中係數，提高了抗衝擊、抗疲勞能力，而且改善了塑料熔體的流動充模性能，減少了流動阻力，還降低了局部的殘餘應力，防止開裂和翹曲，使其外形流暢美觀，在中型載重汽車上，特別載重柴油機汽車是得到廣泛的應用。
文檔編號F01P5/02GK102212230SQ20111010206
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月22日 優先權日2011年4月22日
發明者王俊定 申請人:臨海市四通制管有限公司