一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料及其制备方法与流程

1.本发明涉及喷油环制备技术领域，具体涉及一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料及其制备方法。


背景技术：

2.随着新能源汽车的发展，对驱动电机的功率密度提出了更高的要求，更高的功率密度导致电机内部温升加剧，直接影响电机的寿命和安全性，因此对电机散热系统提出了更高的要求。针对电机水冷系统传热路径长、接触热阻大、传热效率低的问题，目前先进的冷却方式是采用油冷却，在驱动电机定子两端安装塑料油环进行绕组两端喷油冷却，经过两端密封，将驱动电机的冷却油封堵在腔体内，形成压力后通过油孔喷射到对应的位置上进行冷却，确保电机保持在合理的工作温度范围。其中喷油环由一个塑料环和两个密封环组合而成，所述塑料环一般为聚苯硫醚制成。
3.聚苯硫醚是一种半结晶性热塑性树脂，具有优异的力学性能、耐化学侵蚀性、阻燃性以及尺寸稳定性、可加工性。然而聚苯硫醚也存在脆性大、韧性差的缺点，现有技术中常将聚苯硫醚和玻璃纤维共混后得到复合材料，赋予材料优良的绝缘性能和化学稳定性，又结合了玻璃纤维强度高、耐热性好的特点，使材料应用在工作环境中时具备优良的力学性能。然而玻璃纤维存在韧性不强、断裂拉伸率低的问题，将其直接添加在聚苯硫醚中，其与树脂基体之间的亲和力差，界面粘合力低，使其制备的复合材料在实际应用中存在问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料及其制备方法，解决以下技术问题：
5.现有的玻璃纤维直接添加在聚苯硫醚树脂中，其与树脂之间的界面粘合力低。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料的制备方法，所述聚苯硫醚基塑料的制备方法包括：按照质量配比将改性聚苯硫醚与改性玻璃纤维共混。
8.作为本发明的进一步方案：改性聚苯硫醚：改性玻璃纤维的质量配比为60-90:10-40。
9.作为本发明的进一步方案：共混具体为：升温至160-180℃，混合18-24h。
10.作为本发明的进一步方案：所述改性聚苯硫醚的制备方法包括如下步骤：
11.s1：氮气氛围中，将对氯苯硫酚钠、吡啶加入反应瓶中，搅拌均匀，加入氯化铜，升温至180-190℃，保温反应6-12h，洗涤、干燥，得到聚苯硫醚；
12.s2：将聚苯硫醚、浓硫酸加入反应釜中，升温至50-70℃，保温36-48h，加水停止反应，抽滤、洗涤、干燥，得到改性聚苯硫醚。
13.作为本发明的进一步方案：s1中对氯苯硫酚钠：吡啶：氯化铜的质量比为3：30-50：0.05-1。
14.作为本发明的进一步方案：所述聚苯硫醚、浓硫酸的添加比为0.5g：5-10ml，浓硫酸为85-95wt％硫酸水溶液。
15.作为本发明的进一步方案：所述改性玻璃纤维的制备方法包括如下步骤：将粗化后的玻璃纤维、kh-550硅烷偶联剂加入反应釜中，升温至70-90℃，保温3-6h，干燥、洗涤，得到改性玻璃纤维。
16.作为本发明的进一步方案：所述粗化后的玻璃纤维：kh-550硅烷偶联剂的质量比为1:0.2-0.5。
17.作为本发明的进一步方案：所述粗化具体步骤为：将玻璃纤维置于硝酸溶液中浸渍，所述玻璃纤维：硝酸溶液的固液比为1g:5-20ml，所述硝酸溶液为40-60wt％硝酸水溶液。
18.一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料,由上述任意一项制备方法制成。
19.本发明的有益效果：
20.(1)本技术在玻璃纤维表面进行处理，可以赋予纤维可控的表观性能，使纤维成为具有一定宽度和硬度的纤维束，降低生产加工过程中因摩擦产生的毛丝数量。玻璃纤维表面有机改性后，与树脂基体之间起到桥梁作用，增强纤维与树脂之间的浸润性或者相容性，良好的界面联合确保树脂到玻璃纤维的有效载荷传递，减少应力集中，提高整体力学性能，本技术制备的聚苯硫醚基塑料解决加热易分解，界面耐温性不好，与树脂界面粘结性差的问题，很好的增强玻璃纤维与树脂的力学性能。
21.(2)本技术制备的聚苯硫醚基塑料玻璃纤维和聚合物基体之间的相互作用决定了组分之间的载荷转移，由浆层和基体的相互扩散形成，相间有机分子链类似是一个中间层，可以充当桥梁，通过这个桥梁可以将载荷从矩阵传递给玻璃纤维，提高材料的力学性能；合适的基体材料等改善界面结合，因为对玻璃纤维表面处理可消除玻璃纤维表面的杂质或弱边界层，提高玻璃纤维对基体树脂的浸润性，在玻璃纤维表面引入反应型官能团，与基体树脂形成化学键，在玻璃纤维表面接枝，形成界面过渡层；玻璃纤维表面有机处理，在表面接枝有机层，使其具有大分子的特征，分子链在复合材料界面形成纠缠作用，且通过化学键与聚苯硫醚形成牢固的界面结合。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例1
24.改性聚苯硫醚的制备方法包括如下步骤：
25.s1：氮气氛围中，将3g对氯苯硫酚钠、30g吡啶加入反应瓶中，搅拌均匀，加入0.05g氯化铜，升温至180℃，保温反应6h，洗涤、干燥，得到聚苯硫醚；
26.s2：将0.5g聚苯硫醚、5ml 85wt％硫酸水溶液加入反应釜中，升温至50℃，保温36h，加水停止反应，抽滤、洗涤、干燥，得到改性聚苯硫醚。
27.实施例2
28.改性聚苯硫醚的制备方法包括如下步骤：
29.s1：氮气氛围中，将3g对氯苯硫酚钠、50g吡啶加入反应瓶中，搅拌均匀，加入1g氯化铜，升温至190℃，保温反应12h，洗涤、干燥，得到聚苯硫醚；
30.s2：将0.5g聚苯硫醚、10ml 95wt％硫酸水溶液加入反应釜中，升温至70℃，保温48h，加水停止反应，抽滤、洗涤、干燥，得到改性聚苯硫醚。
31.实施例3
32.改性玻璃纤维的制备方法包括如下步骤：
33.a1：将1g玻璃纤维置于5ml 40wt％硝酸水溶液中浸渍:
34.a2：将1g粗化后的玻璃纤维、0.2g kh-550硅烷偶联剂加入反应釜中，升温至70℃，保温3h，干燥、洗涤，得到改性玻璃纤维。
35.实施例4
36.改性玻璃纤维的制备方法包括如下步骤：
37.a1：将1g玻璃纤维置于20ml 60wt％硝酸水溶液中浸渍:
38.a2：将1g粗化后的玻璃纤维、0.5g kh-550硅烷偶联剂加入反应釜中，升温至90℃，保温6h，干燥、洗涤，得到改性玻璃纤维。
39.实施例5
40.一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料的制备方法包括：将60g实施例1制备的改性聚苯硫醚与40g实施例3制备的改性玻璃纤维，升温至160℃，共混24h。
41.实施例6
42.一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料的制备方法包括：将60g实施例2制备的改性聚苯硫醚与40g实施例4制备的改性玻璃纤维共混，升温至160℃，共混24h。
43.对比例1
44.聚苯硫醚的制备方法包括如下步骤：
45.氮气氛围中，将3g对氯苯硫酚钠、30g吡啶加入反应瓶中，搅拌均匀，加入0.05g氯化铜，升温至180℃，保温反应6h，洗涤、干燥，得到聚苯硫醚。
46.对比例2
47.改性玻璃纤维的制备方法包括如下步骤：
48.将1g玻璃纤维置于5ml 40wt％硝酸水溶液中浸渍，得到改性玻璃纤维。
49.对比例3
50.一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料的制备方法包括：将60g实施例1制备的改性聚苯硫醚与40g对比例2制备的改性玻璃纤维共混，升温至160℃，共混24h。
51.对比例4
52.一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料的制备方法包括：将60g对比例1制备的聚苯硫醚与40g实施例3制备的改性玻璃纤维，升温至160℃，共混24h。
53.对比例5
54.一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料的制备方法包括：将60g对比例1制备的聚苯硫醚与40g对比例2制备的改性玻璃纤维共混，升温至160℃，共混24h。
55.性能检测
56.(1)弯曲性能：根据gb/t9341-2008进行测试，弯曲速度5mm/mi n，检测结果见表1；
57.(2)拉伸性能：根据gbt1040.2-2006进行测试，拉伸速度20mm/mi n，1a型试样，检测结果见表1；
58.(3)悬臂梁缺口冲击强度：根据gb/t1843-2008a进行测试，摆锤能量1j，检测结果见表1；
59.(4)悬臂梁无缺口冲击强度：根据gb/t1843-2008进行測试，摆锤冲击能量2j，检测结果见表1；
60.(5)负荷变形温度：根据gbt1634.2-2004进行测试,负荷为8.0mpa，检测结果见表1；
61.表1：实施例5-6、对比例3-5性能检测数据
[0062][0063][0064]
如表1所示，本技术制备的塑料具有韧性好、界面结合力强、阻燃性能好等优点。
[0065]
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料的制备方法，其特征在于，所述聚苯硫醚基塑料的制备方法包括：按照质量配比将改性聚苯硫醚与改性玻璃纤维共混。2.根据权利要求1所述的一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料的制备方法,其特征在于，改性聚苯硫醚：改性玻璃纤维的质量配比为60-90:10-40。3.根据权利要求1所述的一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料的制备方法,其特征在于，共混具体为：升温至160-180℃，混合18-24h。4.根据权利要求1所述的一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料的制备方法,其特征在于，所述改性聚苯硫醚的制备方法包括如下步骤：s1：氮气氛围中，将对氯苯硫酚钠、吡啶加入反应瓶中，搅拌均匀，加入氯化铜，升温至180-190℃，保温反应6-12h，洗涤、干燥，得到聚苯硫醚；s2：将聚苯硫醚、浓硫酸加入反应釜中，升温至50-70℃，保温36-48h，加水停止反应，抽滤、洗涤、干燥，得到改性聚苯硫醚。5.根据权利要求4所述的一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料的制备方法,其特征在于，s1中对氯苯硫酚钠：吡啶：氯化铜的质量比为3：30-50：0.05-1。6.根据权利要求4所述的一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料的制备方法,其特征在于，所述聚苯硫醚、浓硫酸的添加比为0.5g：5-10ml，浓硫酸为85-95wt％硫酸水溶液。7.根据权利要求1所述的一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料的制备方法,其特征在于，所述改性玻璃纤维的制备方法包括如下步骤：将粗化后的玻璃纤维、kh-550硅烷偶联剂加入反应釜中，升温至70-90℃，保温3-6h，干燥、洗涤，得到改性玻璃纤维。8.根据权利要求7所述的一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料的制备方法,其特征在于，所述粗化后的玻璃纤维：kh-550硅烷偶联剂的质量比为1:0.2-0.5。9.根据权利要求7所述的一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料的制备方法,其特征在于，所述粗化具体步骤为：将玻璃纤维置于硝酸溶液中浸渍，所述玻璃纤维：硝酸溶液的固液比为1g:5-20ml，所述硝酸溶液为40-60wt％硝酸水溶液。10.一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料,其特征在于，由权利要求1-9中任意一项所述的制备方法制成。

技术总结
本发明公开了一种油冷电机喷油环聚苯硫醚基塑料及其制备方法，涉及喷油环制备技术领域。本发明聚苯硫醚基塑料的制备方法包括：按照质量配比将改性聚苯硫醚与改性玻璃纤维共混，本申请制备的聚苯硫醚基塑料具有阻燃性能优良、界面结合力强以及力学性能好的优点。界面结合力强以及力学性能好的优点。


技术研发人员：程飞 俞家胜 侯继康 黄立志 马广丰 程贤安 方勇 汪俊华
受保护的技术使用者：宁国市瑞普密封件有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/8/9