BE1027292B1 - Matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre et procédé de préparation et applications - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne le domaine de technologie de préparation de matériaux composites de nylon, en particulier un matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre et son procédé de préparation et applications. La composition des matières premières du matériau composite exprimée en parts en poids est comme suivante : 14-86,8 parts de nylon, 8-60 parts de fibre de verre, 5-20 parts de polyoléfine greffée d'anhydride maléique, 0,1-5 parts de lubrifiant, 0,1-1 part d'antioxydant ; dans lequel la fibre de verre a été soumise à un traitement de décharge de plasma gazeux, comprenant en particulier : mettre la fibre de verre dans un réacteur à plasma, introduire un plasma gazeux ou un mélange de plusieurs plasmas gazeux, et effectuer un traitement fonctionnel sur la surface de la fibre de verre avec le plasma gazeux pour obtenir. Selon la présente invention, une technologie de cryoplasma est utilisée pour traiter la surface de la fibre de verre, de sorte que la surface de la fibre de verre contienne des groupes fonctionnels tels que l'hydroxyle, le carboxyle, le carbonyle et l'amino, ce qui permet d'améliorer la réactivité et la compatibilité entre la fibre de verre et le nylon et d'améliorer la dispersité de la fibre de verre dans le nylon.
Description
Matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre et procédé de préparation et applications
DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine de technologie de préparation de matériaux composites de nylon, en particulier un matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre et son procédé de préparation et applications.
CONTEXTE TECHNIQUE Les informations sur le contexte technique de la présente invention ne sont données que pour mieux comprendre le contexte général de la présente invention et ne doivent pas nécessairement être considérées comme une reconnaissance ou une suggestion sous quelconque forme signifiant que ces informations font partie de l’art existant déjà connu par l’homme de l’art. Le nylon est un matériau plastique technique avec une plage d'applications la plus large et la plus nombreuse de type. Il présente des bonnes propriétés mécaniques, une résistance à la chaleur, une résistance à l'abrasion, une résistance aux solvants chimiques, une propriété d’autolubrification et une propriété de retardation de flamme. De plus, il présente une bonne usinabilité et peut être usiné de manière d’intégration en pièces à structure complexe, largement utilisées dans les domaines tels que les automobiles, les appareils électroniques et électriques, les machines, les transports ferroviaires, les équipements sportifs, etc. Cependant, le nylon présente des inconvénients tels qu'une forte hygroscopicité, une mauvaise stabilité dimensionnelle, une faible résistance à la chaleur et une tenue insuffisante, ce qui limite la plage d'applications des matériaux de nylon. Des fibres de verre peuvent être utilisés pour renforcer les matériaux de nylon, afin d’améliorer significativement la stabilité dimensionnelle, la résistance à la chaleur, la tenue et le module du nylon. Le document CN1417257A propose un nylon renforcé de fibres de verre de qualité de moulage par soufflage. Il consiste à renforcer le nylon 6, le nylon 66 et le nylon 12 avec 100-500 parts de fibre de verre sans alcali, et la résistance à la traction peut atteindre 101,2 MPa. Le document CN102492293A propose un nylon 6 renforcé de fibres de verre colorées résistant aux basses températures et son procédé de préparation, dans lequel la composition du nylon 6 0/5614 renforce de fibres de verre comprend 40-75% de nylon 6, 15-35% de fibre de verre, 5-20% d’agent de ténacité et autres additifs, la fibre de verre utilisée est une fibre de verre sans alcali et la résistance à la traction du matériau composite est supérieur à 150 MPa.
Le document CN102634206A propose un matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre. Il consiste à traiter la fibre de verre hachée sans alcali avec 0,3-0,8 parts d'agent de couplage de titanate, puis renforcer le matériau de nylon avec 15-26 parts de fibre de verre dans une extrudeuse pour obtenir un matériau composite avec une résistance à la traction de 125 MPa. Le document CN103044910A propose un matériau composite de nylon 6 renforcé de fibres de verre à très haute teneur et son procédé de préparation. Il consiste à renforcer le matériau de nylon avec 50-70% de fibre de verre hachée et 0-5% de bille de verre, ce qui permet d’améliorer la mouillabilité de la résine et de la fibre de verre en ajustant la viscosité du nylon 6, afin d’assurer une dispersion et une fusion suffisantes de la fibre de verre dans le nylon.
Le document CN104231611A propose un matériau de nylon renforcé de fibres de verre. Il consiste à traiter les fibres courtes et plates avec 0,1-2% en poids d'agent de couplage de silane et préparer un matériau de nylon renforcé de fibres de verre à une haute teneur (jusqu'à 70% en poids) dans une extrudeuse. Le matériau de nylon préparé est bien coloré, a une surface lisse, et présente une très bonne résistance à la déformation due à la chaleur, une bonne résistance à la traction et une bonne résistance aux chocs.
Le document CN104804424A propose un compatibilisant interfacial pour des matériaux composites de nylon renforcés de fibres de verre, dans lequel un oligomère de polycaprolactame à carboxyle terminal est utilisé comme compatibilisant interfacial, ce qui permet de former une couche d'adsorption suffisante à la surface de la fibre de verre et de former également une interface compatible efficace avec le nylon, améliorant la dispersité de la fibre de verre à forte charge.
Le document CN105462237A propose un matériau de nylon renforcé de fibres de verre et une composition pour préparer ledit matériau de nylon renforcé de fibres de verre. Il consiste à traiter 20-30 parts de fibre de verre avec 10-15 parts d'agent de couplage de silane, et la résistance à la traction du matériau composite de nylon préparé peut atteindre 350MPa.
— Cependant, dans les études des littératures existantes sur les matériaux composites de nylon renforcés de fibres de verre, l’inventeur a découvert que la dispersité de la fibre dans le nylon 0/5614 dépend de la compatibilité entre la fibre de verre et la matrice de nylon, pour cela, l'art existant adopte un procédé d'ajout d'un agent de couplage pour améliorer la compatibilité entre la fibre et le nylon et favoriser ainsi la dispersion de la fibre dans le nylon. Cependant, la durée de traitement de la fibre de verre avec l'agent de couplage est relative longue, et un chauffage est souvent nécessaire au cours du traitement pour obtenir un bon effet de couplage. DESCRIPTION DE L’INVENTION Pour résoudre les problèmes ci-dessus, la présente invention fournit un matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre et son procédé de préparation et applications. Selon la présente invention, un cryoplasma est utilisé pour effectuer une modification fonctionnelle sur la surface de la fibre de verre, ce qui améliore efficacement la dispersité de la fibre de verre dans la matrice de nylon et améliore efficacement les propriétés mécaniques du matériau composite de nylon. Pour le but ci-dessus, la solution technique de la présente invention est comme suivante : Selon un premier aspect, la présente invention propose un matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre et ses procédé de préparation et applications, dont la composition des matières premières exprimée en parts en poids est comme suivante : 14-86,8 parts de nylon, 8-60 parts de fibre de verre, 5-20 parts de polyoléfine greffée d’anhydride maléique, 0,1-5 parts de lubrifiant, 0,1-1 part d'antioxydant ; dans lequel la fibre de verre a été soumise à un traitement de décharge de plasma gazeux, comprenant en particulier : mettre la fibre de verre dans un réacteur à plasma, introduire un plasma gazeux ou un mélange de plusieurs plasmas gazeux, effectuer un traitement fonctionnel sur la surface de la fibre de verre pour produire des groupes tels que le hydroxyle, le carboxyle, le carbonyle et l’amino à la surface et obtenir ainsi.
Selon un deuxième aspect, la présente invention propose un procédé de préparation du matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre ci-dessus, qui comprend les étapes suivantes : bien mélanger le nylon, un agent de ténacité, un lubrifiant et un antioxydant, introduire le mélange obtenu dans une extrudeuse puis extruder, et tirer, refroidir, sécher et granuler le produit extrudé pour obtenir.
Le matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre selon la présente invention se caractérise en ce que : la technologie de cryoplasma est utilisée pour produire des groupes fonctionnels (tels que le hydroxyle, le carboxyle, le carbonyle et l’amino) à la surface de la fibre 05614 de verre, et ces groupes fonctionnels présentent une bonne réactivité avec le carboxyle et l’amino terminaux du nylon et réagissent avec le nylon au cours de l'extrusion, ce qui permet d’améliorer la compatibilité entre la fibre et le nylon, de favoriser la dispersion de la fibre dans la matrice et d’améliorer les propriétés mécaniques, la résistance à la chaleur et stabilité dimensionnelle du matériau. De plus, par rapport au procédé dans le document CN201711263708.6, le procédé selon la présente invention consiste à faire produire des groupes fonctionnels tels que le hydroxyle, le carboxyle, le carbonyle et l’amino à la surface de la fibre de verre au cours de l’d'extrusion, les groupes fonctionnels pouvant produire une réaction de condensation avec le carboxyle et l’amino terminaux du nylon, et à former un greffon à segment de nylon à la surface de la fibre de verre ayant une bonne compatibilité avec le nylon. Dans les documents ci-dessus, un plasma est utilisé pour traiter la surface des microsphères de carbone et former ainsi l’hydroxyle et le carboxyle, afin d'améliorer la réactivité entre les microsphères de carbone et le retardateur de flamme phosphate de dihydrogène guanidine, ce qui permet d’améliorer la réactivité entre les microsphères de carbone et le retardateur de flamme. Par rapport au document CN201711263708.6, les matériaux à traiter et les buts du traitement avec le plasma sont différents, dans la présente invention, les atmosphères de plasma différentes sont nécessaires pour d'améliorer la dispersité de la fibre dans la matrice de nylon.
Par rapport aux techniques existants, la présente invention présente les effets bénéfiques suivants : (1) Selon la présente invention, une technologie de cryoplasma est utilisée pour traiter la surface de la fibre de verre, de sorte que la surface de la fibre de verre contienne des groupes fonctionnels tels que l’hydroxyle, le carboxyle, le carbonyle et l’amino, ce qui permet d’améliorer la réactivité et la compatibilité entre la fibre de verre et le nylon et d’améliorer la dispersité de la fibre de verre dans le nylon.
(2) Par rapport au traitement existant des fibres de verre avec un agent de couplage, le procédé proposé par la présente invention présente les avantages tels qu’une durée de traitement courte, une haute teneur en groupes fonctionnels et une bonne compatibilité entre la fibre de verre et la matrice de nylon.
MODES DE RÉALISATION BE2020/0614 II est à noter que la description détaillée ci-dessous n’est qu’illustrative pour mieux comprendre la présente invention.
II est à noter que, sauf indication contraire, tous les termes techniques et scientifiques utilisés dans la présente invention ont la même signification que ceux bien connus de 5 l’homme de l’art.
IL est à noter que les termes utilisés ici a pour but de décrire des modes de réalisation uniquement, au lieu de limiter la mode de réalisation illustratif selon la présente invention.
Sauf indication contraire, la forme singulière inclut celle plurielle, en outre, les mots utilisés 1ci « comprendre » et / ou « inclure », indiquent la présence de la caractéristique, l’étape, le travail, le dispositif, le composant et / ou la combinaison de ceux-ci.
Comme la description ci-dessus, l'art existant adopte un procédé d'ajout d'un agent de couplage pour améliorer la compatibilité entre la fibre et le nylon et favoriser ainsi la dispersion de la fibre dans le nylon.
Cependant, la durée de traitement de la fibre de verre avec l'agent de couplage est relative longue, et un chauffage est souvent nécessaire au cours du traitement pour obtenir un bon effet de couplage.
Pour cela, la présente invention propose un matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre et son procédé de préparation.
Selon une solution technique d'avantage, le réacteur au plasma est un réacteur au cryoplasma, dont le mode de décharge peut être l'un quelconque parmi la décharge en lueur, la décharge en corona, la décharge de barrière diélectrique, la décharge de radiofréquence et la décharge en — micro-ondes.
Selon une solution technique d'avantage, le plasma gazeux réactif est l’un sélectionné parmi l'air, l'oxygène, l'azote, le dioxyde de carbone, l'argon, l'hélium et le gaz ammoniac ou leurs mélanges.
De préférence, le plasma gazeux réactif est le dioxyde de carbone ou le gaz ammoniac, et la fibre de verre traitée avec ces deux gaz peut améliorer significativement la résistance à la traction et la resistance aux chocs du matériau composite.
Selon une solution technique d'avantage, les conditions du traitement de la fibre de verre avec le plasma sont les suivantes : la pression corporelle de 2-5000 Pa, la puissance de décharge de 5-1000 W et la durée de décharge de 0,1-60 min.
Selon une solution technique d'avantage, la fibre de verre est l’une sélectionnée parmi la fibre de verre continue, la fibre de verre hachée, la fibre de verre broyée, la fibre de verre sans alcali, la fibre de verre à alcalinité moyenne, la fibre de verre à haute alcalinité ou leurs mélanges. BE2020/5814 Selon une solution technique d'avantage, le nylon est l'un sélectionné parmi le nylon 6, le nylon 66, le nylon 46, le nylon 610, le nylon 612, le nylon 9, le nylon 11, le nylon 12, le nylon 1010, le nylon 1012, le nylon 1212 ou leurs mélanges.
Selon une solution technique d'avantage, la polyoléfine greffée d’anhydride maléique est l’une sélectionnée parmi le polyéthylène à basse densité greffé d'anhydride maléique, le polyéthylène à haute densité greffé d'anhydride maléique, le polyéthylène linéaire à basse densité greffé d'anhydride maléique, le polypropylène greffé d'anhydride d'acide, le copolymère éthylène/propylène greffé d'anhydride maléique, le copolymère éthylène/octène greffé d'anhydride maléique et le caoutchouc éthylène propylène greffé d'anhydride maléique ou leurs mélanges. Selon une solution technique d'avantage, le lubrifiant est l’un sélectionné parmi la cire de polyéthylène, la paraffine microcristalline, la paraffine liquide, la paraffine solide, la paraffine chlorée, la cire de polyéthylène oxydée, l'huile de silicone, l'acide stéarique, le stéarate de butyle, le stéarate de calcium, le stéarate de zinc, l'amide d'acide oléique, l'éthylidène bisstéaramide, l'érucamide et le trihydroxystéarate de glycéryle ou leurs mélanges. Selon une solution technique d'avantage, l'antioxydant est l’un sélectionné parmi [tétras (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphényl) propionique] pentaérythritol ester (l’antioxydant 1010 de préférence), 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy) acrylate d'octadécyle (l’antioxydant 1076 de préférence), N, N'-bis- (3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphényl) propionyl) hexaméthylène diamine (l’antioxydant 1098 de préférence), 2,6-di-tert-butyl-4-méthylphénol (l’antioxydant 264 de préférence), 2,4,6-tri-tert-butylphénol (l'antioxydant 246 de préférence) et (2,4-di-tert-butylphényl) triester de phosphite (l'antioxydant 168 de préférence) ou leurs mélanges.
Selon une solution technique d'avantage, la durée de mélange du nylon, de l'agent de ténacité, du lubrifiant et de l'antioxydant n'est pas inférieure à 30 minutes. Selon une solution technique d'avantage, les paramètres technologiques de l'extrusion sont les suivantes : la température de 250-350 ° C, la vitesse de rotation de la vis principale de 30-600 tr / min, la vitesse de rotation de la vis d'alimentation de 30-100 tr / min et la vitesse de rotation de la vis d'alimentation latérale de 10-200 tr / min.
Selon une solution technique d'avantage, le matériau composite de nylon renforcé de fibres de 0/5614 verre ci-dessus et son procede de preparation sont egalement utilises dans les domaines tels que les automobiles, les appareils electroniques, les machines, les transports ferroviaires, les équipements sportifs, etc.
La présente invention sera décrite en plus détail ci-après via les exemples et les figures annexés. Dans les exemples suivants, la fibre de verre est la fibre de verre hachée fournie par Société à responsabilité limitée Taishan de Fibres de verre. Le nylon est le nylon 66 fourni par Société à responsabilité limitée du Groupe Shenma de Chine. Le POE greffé d'anhydride maléique est fourni par SA Kehua Saibang de Nouveaux Matériaux de Shandong. Le lubrifiant est le stéarate de calcium et fourni par Société à responsabilité limitée Kaixiang d’Industrie chimique fine de Suzhou. L'antioxydant est l’antioxydant1098 (BASF). Le réacteur au cryoplasma est de modèle OTF-1200X et fourni par Société à responsabilité limitée Kejing de Technologie de Matériaux de Hefei.
Exemple 1 Un procédé de préparation du matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre comprend les étapes suivantes : (1) Peser 30 parts de fibre de verre et 2 parts d'agent de couplage de silane (KH550) dans un mélangeur à grande vitesse, agiter pendant 30 minutes, réchauffer à 80 ° C et continuer d'agiter pendant 1 heure pour obtenir un produit prêt à l'emploi.
(2) Peser 57 parts de nylon, 10 parts de POE greffé d'anhydride maléique, 0,5 part de stéarate de calcium et 0,5 part d'antioxydant 1098, mélanger les dans un mélangeur à grande vitesse pendant 30 minutes, puis combiner le mélange obtenu avec le produit obtenu à l'étape (1) dans la trémie de l'extrudeuse et extruder dans les conditions suivantes : la température de 270 °C -320 °C, la vitesse de rotation de la vis principale de 400 tr / min, la vitesse de rotation de la vis — d'alimentation de 30 tr / min et la vitesse de rotation de la vis d'alimentation latérale de 100 tours / min, puis tirer (la vitesse de tirage de 8 m / min), refroidir (la température de refroidissement de 20 ° C), sécher (le débit d'air sorti du séchoir de 30 m / min) et granuler (la vitesse de rotation du granulateur de 15 Hz) le produit extrudé pour obtenir ledit matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre.
Exemple2
Un procédé de préparation du matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre comprend 0/5614 les etapes suivantes : (1) Peser 30 parts de fibre de verre dans un réacteur à cryoplasma et introduire le plasma d'argon gazeux pour obtenir un produit de fibre de verre modifiée prête à l'emploi, dans lequel la pression gazeuse est de 500 Pa, la puissance de décharge de radiofréquence est de 400 W et la durée de décharge est de 20 min. (2) Peser 57 parts de nylon, 10 parts de POE greffé d'anhydride maléique, 0,5 part de stéarate de calcium et 0,5 part d'antioxydant 1098, mélanger les dans un mélangeur à grande vitesse pendant 30 minutes, puis combiner le mélange obtenu avec le produit obtenu à l'étape (1) dans la trémie de l'extrudeuse et extruder dans les conditions suivantes : la température de 270 °C -320 °C, la vitesse de rotation de la vis principale de 400 tr / min, la vitesse de rotation de la vis d'alimentation de 30 tr / min et la vitesse de rotation de la vis d'alimentation latérale de 100 tours / min, puis tirer (la vitesse de tirage de 8 m / min), refroidir (la température de refroidissement de 20 ° C), sécher (le débit d'air sorti du séchoir de 30 m / min) et granuler (la vitesse de rotation du — granulateur de 15 Hz) le produit extrudé pour obtenir ledit matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre.
Exemple 3 Un procédé de préparation du matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre comprend les étapes suivantes : (1) Peser 30 parts de fibre de verre dans un réacteur à cryoplasma et introduire le plasma d'azote gazeux pour obtenir un produit de fibre de verre modifiée prête à l'emploi, dans lequel la pression gazeuse est de 500 Pa, la puissance de décharge de radiofréquence est de 400 W et la durée de décharge est de 20 min.
(2) Peser 57 parts de nylon, 10 parts de POE greffé d'anhydride maléique, 0,5 part de stéarate de calcium et 0,5 part d'antioxydant 1098, mélanger les dans un mélangeur à grande vitesse pendant minutes, puis combiner le mélange obtenu avec le produit obtenu à l'étape (1) dans la trémie de l'extrudeuse et extruder dans les conditions suivantes : la température de 270 °C -320 °C, la vitesse de rotation de la vis principale de 400 tr / min, la vitesse de rotation de la vis d'alimentation de 30 tr / min et la vitesse de rotation de la vis d'alimentation latérale de 100 tours / 30 min, puis tirer (la vitesse de tirage de 8 m / min), refroidir (la température de refroidissement de
20 ° C), sécher (le débit d'air sorti du séchoir de 30 m / min) et granuler (la vitesse de rotation du 0/5614 granulateur de 15 Hz) le produit extrude pour obtenir ledit materiau composite de nylon renforce de fibres de verre.
Exemple 4 Un procede de preparation du materiau composite de nylon renforce de fibres de verre comprend les étapes suivantes : (1) Peser 30 parts de fibre de verre dans un réacteur à cryoplasma et introduire le plasma d'air pour obtenir un produit de fibre de verre modifiée prête à l'emploi, dans lequel la pression gazeuse est de 500 Pa, la puissance de décharge de radiofréquence est de 400 W et la durée de décharge est de 20 min. (2) Peser 57 parts de nylon, 10 parts de POE greffé d'anhydride maléique, 0,5 part de stéarate de calcium et 0,5 part d'antioxydant 1098, mélanger les dans un mélangeur à grande vitesse pendant 30 minutes, puis combiner le mélange obtenu avec le produit obtenu à l'étape (1) dans la trémie de l'extrudeuse et extruder dans les conditions suivantes : la température de 270 °C -320 °C, la vitesse de rotation de la vis principale de 400 tr / min, la vitesse de rotation de la vis d'alimentation de 30 tr / min et la vitesse de rotation de la vis d'alimentation latérale de 100 tours / min, puis tirer (la vitesse de tirage de 8 m / min), refroidir (la température de refroidissement de ° C), sécher (le débit d'air sorti du séchoir de 30 m / min) et granuler (la vitesse de rotation du granulateur de 15 Hz) le produit extrudé pour obtenir ledit matériau composite de nylon renforcé 20 de fibres de verre.
Exemple 5 Un procédé de préparation du matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre comprend les étapes suivantes : (1) Peser 30 parts de fibre de verre dans un réacteur à cryoplasma et introduire le plasma d'oxygène pour obtenir un produit de fibre de verre modifiée prête à l'emploi, dans lequel la pression gazeuse est de 500 Pa, la puissance de décharge de radiofréquence est de 400 W et la durée de décharge est de 20 min. (2) Peser 57 parts de nylon, 10 parts de POE greffé d'anhydride maléique, 0,5 part de stéarate de calcium et 0,5 part d'antioxydant 1098, mélanger les dans un mélangeur à grande vitesse pendant 30 minutes, puis combiner le mélange obtenu avec le produit obtenu à l'étape (1) dans la trémie de l'extrudeuse et extruder dans les conditions suivantes : la température de 270 °C -320 SE TE 0/5614 vitesse de rotation de la vis principale de 400 tr / min, la vitesse de rotation de la vis d'alimentation de 30 tr / min et la vitesse de rotation de la vis d'alimentation laterale de 100 tours / min, puis tirer (la vitesse de tirage de 8 m / min), refroidir (la température de refroidissement de 20° C), sécher (le débit d'air sorti du séchoir de 30 m / min) et granuler (la vitesse de rotation du granulateur de 15 Hz) le produit extrudé pour obtenir ledit matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre. Exemple 6 Un procédé de préparation du matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre comprend les étapes suivantes : (1) Peser 30 parts de fibre de verre dans un réacteur à cryoplasma et introduire le plasma de dioxyde de carbone pour obtenir un produit de fibre de verre modifiée prête à l'emploi, dans lequel la pression gazeuse est de 500 Pa, la puissance de décharge de radiofréquence est de 400 W et la durée de décharge est de 20 min.
(2) Peser 57 parts de nylon, 10 parts de POE greffé d'anhydride maléique, 0,5 part de stéarate de calcium et 0,5 part d'antioxydant 1098, mélanger les dans un mélangeur à grande vitesse pendant 30 minutes, puis combiner le mélange obtenu avec le produit obtenu à l'étape (1) dans la trémie de l'extrudeuse et extruder dans les conditions suivantes : la température de 270 °C -320 °C, la vitesse de rotation de la vis principale de 400 tr / min, la vitesse de rotation de la vis — d'alimentation de 30 tr / min et la vitesse de rotation de la vis d'alimentation latérale de 100 tours / min, puis tirer (la vitesse de tirage de 8 m / min), refroidir (la température de refroidissement de 20 ° C), sécher (le débit d'air sorti du séchoir de 30 m / min) et granuler (la vitesse de rotation du granulateur de 15 Hz) le produit extrudé pour obtenir ledit matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre.
Exemple 7 Un procédé de préparation du matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre comprend les étapes suivantes : (1) Peser 30 parts de fibre de verre dans un réacteur à cryoplasma et introduire le plasma de gaz ammoniac pour obtenir un produit de fibre de verre modifiée prête à l'emploi, dans lequel la pression gazeuse est de 500 Pa, la puissance de décharge de radiofréquence est de 400 W et la durée de décharge est de 20 min. BE2020/5814 (2) Peser 57 parts de nylon, 10 parts de POE greffé d'anhydride maléique, 0,5 part de stéarate de calcium et 0,5 part d'antioxydant 1098, mélanger les dans un mélangeur à grande vitesse pendant 30 minutes, puis combiner le mélange obtenu avec le produit obtenu à l'étape (1) dans la trémie de l'extrudeuse et extruder dans les conditions suivantes : la température de 270 °C -320 °C, la vitesse de rotation de la vis principale de 400 tr / min, la vitesse de rotation de la vis d'alimentation de 30 tr / min et la vitesse de rotation de la vis d'alimentation latérale de 100 tours / min, puis tirer (la vitesse de tirage de 8 m / min), refroidir (la température de refroidissement de 20 ° C), sécher (le débit d'air sorti du séchoir de 30 m / min) et granuler (la vitesse de rotation du granulateur de 15 Hz) le produit extrudé pour obtenir ledit matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre.
Exemple 8 Un procédé de préparation du matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre comprend les étapes suivantes : (1) Peser 30 parts de fibre de verre dans un réacteur à cryoplasma et introduire le plasma de gaz ammoniac pour obtenir un produit de fibre de verre modifiée prête à l'emploi, dans lequel la pression gazeuse est de 2 Pa, la puissance de décharge de radiofréquence est de 5 W et la durée de décharge est de 0,1 min. Pour les autres étapes, elles sont identiques à celles de l’exemple 7. Exemple 9 Un procédé de préparation du matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre comprend les étapes suivantes : (1) Peser 30 parts de fibre de verre dans un réacteur à cryoplasma et introduire le plasma de gaz ammoniac pour obtenir un produit de fibre de verre modifiée prête à l'emploi, dans lequel la pression gazeuse est de 5000 Pa, la puissance de décharge de radiofréquence est de 1000 W et la durée de décharge est de 60 min. Pour les autres étapes, elles sont identiques à celles de l’exemple
7.
Tests de performances : Les performances du matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre dans exemples 1 à 9 sont présentées dans le tableau 1, dans lesquels l'exemple 1 est un groupe de comparaison, et la fibre de verre utilisée dans celui-ci n'est pas soumise à modification fonctionnelles de la surface avec le cryoplasma.
BE2020/5814 Tableau 1 Exemples | Atmosphère Si lafibrede | Résistance à | Température Résistance aux verre est la traction en de chocs à l’entaillée modifiée MPa déformation | Charpy en kJ / m2 due à la chaleur en °C Te 1m 1e a Dioxyde de Oui 160,1 243 22,4 carbone 7 Gaz Oui 168,7 240 24,2 ammoniac Gaz Oui 151,3 239 19,0 ammoniac Gaz Oui 170,6 241 25,3 ammoniac On peut voir que selon les résultats des tests données dans le tableau 1, l’exemple 1 décrit un procédé existant d'ajout d'un agent de couplage pour améliorer la compatibilité entre la fibre et le nylon; et les exemples 2-9 décrient une solution de modification de fibre de verre avec le plasma selon la présente invention, et les performances du matériau composite de nylon obtenu sont améliorées significativement par rapport à l'exemple 1, en particulier la résistance à la traction et la résistance aux chocs.
En visant aux phénomène ci-dessus et selon des études d'avantage, la présente découvert de plus que : étant donné que la fibre de verre décharge dans ces gaz, un grand nombre de groupes fonctionnels tels que le hydroxyle, le carboxyle, le carbonyle et l’amino se produisent à la surface de la fibre de verre, et ces groupes fonctionnels réagissent avec le carboxyle et l’amino terminaux du nylon au cours de l'extrusion et font former un greffon À 0/5614 segment de nylon ä la surface de la fibre de verre ayant une bonne compatibilite avec le nylon, ce qui permet d’améliorer la dispersité de la fibre dans la matrice de nylon et d’améliorer les propriétés mécaniques du matériau.
De plus, on peut voir que selon les données de tests des exemples 2-9, par rapport aux autres gaz, lors que le dioxyde de carbone est utilisé comme plasma gazeux, la fibre de verre peut améliorer plus efficacement les performances du matériau composite.
Les exemples ci-dessous ne sont donnés qu’à titre d’exemple de préférence, au lieu de limiter la présente invention, et les modifications et les variantes sur la présente invention par l’homme de l’art sont bien sûr possibles.
Toutes modifications, remplacements et améliorations équivalentes qui respectent les esprits et les principes de la présente invention doivent être inclus dans le cadre de la protection de la présente invention.
Claims (10)
1. Matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre, caractérisé en ce que, la composition des matières premières exprimée en parts en poids est comme suivante : 14-86,8 parts de nylon, 8-60 parts de fibre de verre, 5-20 parts de polyoléfine greffée d’anhydride maléique, 0,1-5 parts de lubrifiant, 0,1-1 part d'antioxydant ; dans lequel la fibre de verre a été soumise à un traitement de décharge de plasma gazeux, soit la fibre de verre modifiée.
2. Matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le procédé de préparation de la fibre de verre modifiée comprend : mettre la fibre de verre dans un réacteur à plasma, introduire un plasma gazeux ou un mélange de plusieurs plasmas gazeux et effectuer un traitement fonctionnel sur la surface de la fibre de verre avec le plasma gazeux pour obtenir.
3. Matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le plasma gazeux réactif est l’un sélectionné parmi l'air, l'oxygène, l'azote, le dioxyde de carbone, l'argon, l'hélium et le gaz ammoniac ou leurs mélanges ; de préférence, les conditions du traitement de la fibre de verre avec le plasma sont les suivantes : la pression corporelle de 2-5000 Pa, la puissance de décharge de 5-1000 W et la durée de décharge de 0,1-60 min ; de préférence, le réacteur au plasma est un réacteur au cryoplasma, dont le mode de décharge peut être l'un quelconque parmi la décharge en lueur, la décharge en corona, la décharge de barrière diélectrique, la décharge de radiofréquence et la décharge en micro-ondes.
4. Matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre selon la revendication 1, caractérisé en ce que, la fibre de verre est l’une sélectionnée parmi la fibre de verre continue, la fibre de verre hachée, la fibre de verre broyée, la fibre de verre sans alcali, la fibre de verre à alcalinité — moyenne, la fibre de verre à haute alcalinité ou leurs mélanges.
5. Matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le nylon est l'un sélectionné parmi le nylon 6, le nylon 66, le nylon 46, le nylon 610, le nylon 612, le nylon 9, le nylon 11, le nylon 12, le nylon 1010, le nylon 1012, le nylon 1212 ou leurs mélanges.
6. Matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre selon la revendication 1, caractérisé en ce que, la polyoléfine greffée d’anhydride maléique est l’une sélectionnée parmi le polyéthylène à basse densité greffé d'anhydride maléique, le polyéthylène à haute densité greffé d'anhydridé 0/5614 maléique, le polyéthylène linéaire à basse densité greffé d'anhydride maléique, le polypropylène greffé d'anhydride d'acide, le copolymère éthylène/propylène greffé d'anhydride maléique, le copolymère éthylène/octène greffé d'anhydride maléique et le caoutchouc éthylène propylène greffé d'anhydride maléique ou leurs mélanges.
7. Matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le lubrifiant est l’un sélectionné parmi la cire de polyéthylène, la paraffine microcristalline, la paraffine liquide, la paraffine solide, la paraffine chlorée, la cire de polyéthylène oxydée, l'huile de silicone, l'acide stéarique, le stéarate de butyle, le stéarate de calcium, le stéarate de zinc, l'amide d'acide oléique, l'éthylidène bisstéaramide, l'érucamide et le trihydroxystéarate de glycéryle ou leurs mélanges. de préférence, l'antioxydant est l’un sélectionné parmi [tétras (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphényl) propionique] pentaérythritol ester (l’antioxydant 1010 de préférence), 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy) acrylate d'octadécyle (l’antioxydant 1076 de préférence), N, N'-bis- (3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphényl) propionyl) hexaméthylène diamine (l’antioxydant 1098 de préférence), 2,6-di-tert-butyl-4-méthylphénol (l’antioxydant 264 de préférence), 2,4,6-tri-tert-butylphénol (l'antioxydant 246 de préférence) et (2,4-di-tert-butylphényl) triester de phosphite (l'antioxydant 168 de préférence) ou leurs mélanges.
8. Procédé de préparation du matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre selon l'une — quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend : bien mélanger le nylon, un agent de ténacité, un lubrifiant et un antioxydant, introduire le mélange obtenu dans une extrudeuse puis extruder, et tirer, refroidir, sécher et granuler le produit extrudé pour obtenir.
9. Procédé de préparation selon la revendication 8, caractérisé en ce que, les paramètres technologiques de l'extrusion sont les suivantes : la température de 250-350 ° C, la vitesse de rotation de la vis principale de 30-600 tr / min, la vitesse de rotation de la vis d'alimentation de 30-100 tr / min et la vitesse de rotation de la vis d'alimentation latérale de 10-200 tr / min.
10. Applications du matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 et/ou du matériau composite de nylon renforcé de fibres de verre préparé par le procédé selon la revendication 8 ou 9 dans les domaines tels que les automobiles, les appareils électroniques, les machines, les transports ferroviaires, les équipements
, BE2020/5614 sportifs.
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