目前主要材料是PA6和PA66,更耐溫的PPA,還有PA/sPS共混物、酚醛樹脂等。美國初期選用PA66,采用去芯成型(lost core process)工藝制備,該法工藝復(fù)雜、成本高、生產(chǎn)效率低,逐漸被其他新工藝替代,目前已轉(zhuǎn)向先注塑兩片PA6 AIM部件,然后靠振動(dòng)焊接法連接。
BASF公司在AIM用PA6材料開發(fā)上起先鋒作用,高熱穩(wěn)定玻纖增強(qiáng)PA6Ultramid BGWG6用于歧管系統(tǒng)底部和內(nèi)部部件,暴露的上部外罩選用Ultramid B3G G6,均含30%玻纖,為鈦灰色金屬外觀粒料,符合汽車廠Audi公司發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)格要求,不需涂漆。
日本UBE公司開發(fā)出AIM專用PA6牌號(hào)1015GNKF,具有AIM要求的物性和振動(dòng)焊接要求的二次加工性和焊接強(qiáng)度。日本東麗公司也推出AIM專用注塑級(jí)30%玻纖增強(qiáng)PA6牌號(hào),耐熱性高,亦能用振動(dòng)焊接法連接。
汽車機(jī)罩下空間有限,有時(shí)實(shí)施振動(dòng)焊接法有困難,為適應(yīng)復(fù)雜形狀和結(jié)構(gòu)更緊湊的AIM連接要求,而且,激光焊接條件溫和,焊接質(zhì)量好,制品殘余應(yīng)力小。因此,樹脂廠花相當(dāng)大精力開發(fā)激光焊接PA料,Bayer公司、BASF公司和Du Pont公司都先后開發(fā)出激光焊接PA6和PA66牌號(hào),制備高度一體化、更耐熱的AIM。BASF公司激光PA6牌號(hào)Ultramid B3G6 LT對(duì)波長(zhǎng)1064mm的Nd-YAG激光透光率高達(dá)72%(2mm厚制品),成型時(shí)間短,適于加工厚壁和復(fù)雜形狀制品。美國Du Pont公司開發(fā)出激光焊接PA66牌號(hào),據(jù)說激光透過率不如PA6牌號(hào)。Bayer公司推出三個(gè)激光焊接黑色玻纖增強(qiáng)PA6牌號(hào)。
如前所述,半芳香族PA具有更高的耐熱性, 35%玻纖增強(qiáng)PPAAmodel A-6135 HSL已被成功用于制備商品名叫SLX的AIM,PPA高溫和高濕下拉伸強(qiáng)度比PA66高得多,有更高的剛性、抗拉伸蠕變性和耐化學(xué)性,綜合性能超過普通PA,是值得注意的動(dòng)向。
PA納米復(fù)合材料
PA納米復(fù)合材料是1990年日本豐田中央研究所與PA樹脂廠UBE公司共同開發(fā)成功的,是世界最早的聚合物納米復(fù)合材料,用做汽車定時(shí)器罩。近年來,基于環(huán)保和成本的要求和考慮,利用納米材料改進(jìn)PA阻隔性在汽車燃油系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用備受關(guān)注。
意大利Fiat汽車公司已決定用PA納米復(fù)合材料作為燃油管阻隔材料,替代原來的PVDF阻隔材料,多層燃油管包括PA12外層、PA6/PA12共聚物粘接層、含2%納米粘土的PA6/PA66共聚物阻隔層、PA6內(nèi)層,這種全PA結(jié)構(gòu)燃油管,有便于回收的優(yōu)點(diǎn)。
燃油管阻隔材料
PA6和有機(jī)改性納米層狀硅酸鹽(最高含量30%,重量分?jǐn)?shù))母料加入HDPE后能提高HDPE阻隔性,甲苯對(duì)這種HDPE/PA共混物的滲透率與甲苯對(duì)純PA相近,用于制備汽車燃油箱和油管內(nèi)襯,可替代多層復(fù)合結(jié)構(gòu)。
日本UBE公司開發(fā)出尼龍/粘土納米復(fù)合材料(NCH) 牌號(hào), 滿足越來越嚴(yán)格的對(duì)汽車燃油揮發(fā)泄漏量限制,有PA6系的1022C2和PA66系的5034C2,氧透過率(23℃,65%RH下,30mm厚)分別為22cc/m2?d和23cc/m2?d,水蒸氣透過率(40℃,90%RH下,30mm厚)分別為65g/m2?d和72g/m2?d,均約為一般尼龍牌號(hào)一半左右。應(yīng)用目標(biāo)為汽車燃油管,納米復(fù)合材料降低汽油、甲醇和有機(jī)溶劑滲透率。UBE公司的Ecobesta是PA6/PA66共混物為基礎(chǔ)樹脂的納米復(fù)合材料,比未填充PA6的對(duì)汽油的阻隔性高3倍。