CN101704998A - 一种精密注塑级聚酰胺复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种精密注塑级聚酰胺复合材料，含有组分和各组分重量百分数为PA6或PA6640～60％；E型玻璃纤维40～55％；成核剂0.1～0.3％；流动剂0.1～0.3％；抗氧剂0.1～0.3％；其中成核剂为以长碳链为主要成份的羧酸钙盐；流动剂为共聚物和褐煤酸衍生物的优化混合物；抗氧剂为无机磷酸盐。本发明提供的聚酰胺复合材料可实现一次性针孔注塑一批小型精密塑料铸件，做到不断水口，好脱模，同时改善热变形温度、刚性和透明性等物理性质，并提高弯曲弹性模量和冲击强度等力学性能。

Description

一种精密注塑级聚酰胺复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及精密注塑成型技术领域，具体地，涉及一种精密注塑级聚酰胺复合材料及其制备方法，该材料专用于制备电子、通信等领域的小型精密注塑铸件。

背景技术

塑料电子零部件大都采用注射成型，近年来，随着电子、通讯等行业的迅速发展，人们对小型精密塑料铸件制品的高精度、高性能要求与日俱增，传统的塑料成型工艺已经很难满足目前高标准的要求，必须采用精密注射成型工艺技术。

精密注射成型要求制品不仅具有较高的尺寸精度、较低的翘曲变形、优良的转写特性，而且还应有优异的光学性能等，因此，其对原材料性能和配方等均有特殊的要求。然而，通用聚酰胺塑料，如：尼龙6(PA6)和尼龙66(PA66)等，加工过程中，由于聚酰胺塑料结晶度高，结晶速度慢，存在冷却时间长，收缩率变化大，脱模困难等缺陷。采用玻纤增强后的聚酰胺塑料在成型过程中如果冷却时间长，就会完全结晶，结晶使塑料变脆(耐冲击强度下降)，韧性较差，延展性较差，就容易断水口。同时结晶聚合物则因结晶度高，冷却后体积变化大，故收缩加大，造成脱模困难，无法一次性针孔注塑一批小型精密塑料铸件。

发明内容

本发明的目的之一是解决现有技术的不足，提供一种精密注塑级聚酰胺复合材料，适用于制作电子、通信等领域小型精密塑料零部件，其通过向主料尼龙6或尼龙66中添加一定量的成核剂和一些特殊流动剂来提高通用聚酰胺塑料的加工性，加快其结晶速率，降低结晶度，减少收缩，提高脱模性能，可实现一次性针孔注塑一批小型精密塑料铸件，做到不断水口，好脱模，同时也改善了热变形温度、刚性和透明性等物理性质，并提高弯曲弹性模量、冲击强度等力学性能。

本发明还提供了该精密注塑级聚酰胺复合材料的制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种精密注塑级聚酰胺复合材料，含有组分和各组分重量百分数如下：

PA6或PA66     40～59.7％；

E型玻璃纤维   40～55％；

成核剂        0.1～0.3％；

流动剂        0.1～0.3％；

抗氧剂        0.1～0.3％；

其中成核剂为以长碳链为主要成份的羧酸钙盐；流动剂为共聚物和褐煤酸衍生物的优化混合物；抗氧剂为无机磷酸盐。

所述各组分重量百分数如下：

PA6或PA66     49.4～54.4％；

E型玻璃纤维   45～50％；

成核剂        0.2％；

流动剂        0.2％；

抗氧剂        0.2％。

所述各组分重量百分数如下：

PA6或PA66    49.4％；

E型玻璃纤维  50％；

成核剂       0.2％；

流动剂       0.2％；

抗氧剂       0.2％。

所述的精密注塑级聚酰胺复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)取PA6或PA66，放入高速混料机中混匀；

(2)取成核剂、流动剂和抗氧化剂与步骤(1)所得尼龙料放入一般搅拌机搅拌均匀；

(3)将步骤(2)所得混合物放入螺杆机，同时加入E型玻璃纤维，混匀后，熔融，温度为250-280℃；

(4)将步骤(3)所得熔融后的原料从螺杆机挤出，切粒，包装。

本发明所用的主料为尼龙6或尼龙66，其原料来源方便，加个低廉。

本发明选用的玻璃纤维为E型玻璃纤维，其主要成份为二氧化硅及氧化铝。众所周知，通用聚酰胺塑料，如：尼龙6(PA6)和尼龙66(PA66)等，加工过程中，由于聚酰胺塑料结晶度高，结晶速度慢，存在冷却时间长，收缩率变化大，脱模困难等缺陷。采用玻纤增强后的聚酰胺塑料在成型过程中如果冷却时间长，就会完全结晶，结晶使塑料变脆(耐冲击强度下降)，韧性较差，延展性较差，就容易断水口。同时结晶聚合物则因结晶度高，冷却后体积变化大，故收缩加大，造成脱模困难，无法一次性针孔注塑一批小型精密塑料铸件。本发明选用的成核剂为是以长碳链为主要成分的羧酸钙盐，其为浅黄色粉未状物质，酸值为10±5mgKOH/g，挥发性Max.2％，钙含量4.0±0.5％，堆积密度450g/L，本发明优选科莱恩Licomont CaV102。成核剂在聚酰胺中起成核作用，导致快速结晶形成较小的球晶体，改进了最终制品的机械性能，并缩短冷却时间，从而缩短了注塑中的生产周期，因为此时在较高温度下就开始结晶，并且流动和脱模性能的改善有助于注塑件的脱模。优选CaV102作成核时，在多数情况下不必要再添加其他润滑剂或脱模剂。

本发明选用的流动剂是共聚物和褐煤酸衍生物的优化混合物，为浅黄，低灰粉末，滴落点大约100℃，热失重在200℃时0.5％，在TGA，N2条件先，在250℃时0.8％，300℃时2.8％，300℃经过10分钟后4.2％，比重为400-600g/1。本发明优选流动剂为BRUGGOLEN P12，BRUGGOLEN P12是工程热塑性塑胶的加工过程辅助剂，在聚合物熔体中同时作为外部和内部润滑剂，在注塑和挤出加工时有以下优点：改善塑胶粒子的进料行为；改善流动性，降低摩擦，保护聚合物；提高添料(玻纤、矿物等等)在熔体中的分散性；挥发性非常低，温度稳定性好；注塑成型中改善脱模性；改善制品表面，高光泽；加速挤出和注塑成型过程；改善冲击改性剂(橡胶、丙烯酸等等)的效果。本发明优选

本发明选用的抗氧剂为无机磷酸盐，为白色结晶粉末，主要成分为磷酸氢二钠，软化范围＞大约80℃，PH值大约7-8，比重最大800g/1。本发明优选的抗氧剂为BRUGGOLEN H10。BRUGGOLEN H10可有效的抵抗在加工过程中由于剪切和热压力造成的聚合物降解，特别适合于增强型尼龙，具有不挥发；对高速剪切不敏感；对水解不敏感等特性。

流动剂BRUGGOLEN P12与抗氧剂BRUGGOLEN H10同时使用时还可以使于尼龙更好的抵抗酸或碱溶液，同时能改善尼龙的水解保护性能。

本发明的优势在于：1)本发明提供的小型精密注塑铸件的聚酰胺复合材料主要以通用的PA6、PA66和玻璃纤维为主要原料，通过添加少量的高效成核剂和流动剂有效地改善材料的加工性能，加快其结晶速率，降低结晶度，减少收缩，提高脱模性能。2)本发明提供的聚酰胺复合材料可一次性针孔注塑一批小型精密塑料注件，做到不断水口，好脱模；3)本发明提供的聚酰胺复合材料也同时改善了聚酰胺复合材料的热变形温度、刚性和透明性等物理性质，并提高弯曲弹性模量、冲击强度等力学性能。

附图说明

图1为本发明所述精密注塑级聚酰胺复合材料的制备工艺流程图。

具体实施方式

实施例1一种精密注塑级聚酰胺复合材料，含有组分和各组分重量百分数为：PA6或PA6649.4％；E型玻璃纤维50％；成核剂0.2％；流动剂0.2％；抗氧剂0.2％，其中成核剂为以长碳链为主要成份的羧酸钙盐；流动剂为共聚物和褐煤酸衍生物的优化混合物；抗氧剂为无机磷酸盐。

上述的精密注塑级聚酰胺复合材料的制备方法如下：

(1)取PA6或PA66，放入高速混料机中混匀；

(2)取成核剂、流动剂和抗氧化剂与步骤(1)所得尼龙料放入一般搅拌机搅拌均匀；

(3)将步骤(2)所得混合物放入螺杆机，同时加入E型玻璃纤维，混匀后，熔融，温度为250-280℃；

(4)将步骤(3)所得熔融后的原料从螺杆机挤出，切粒，包装。

实施例2一种精密注塑级聚酰胺复合材料，含有组分和各组分重量百分数为：PA6或PA66 54.4％；E型玻璃纤维45％；成核剂科莱恩Licomont CaV102 0.2％；流动剂BRUGGOLEN P12 0.2％；抗氧剂BRUGGOLEN H10 0.2％。

其制备方法同实施例1

实施例3一种精密注塑级聚酰胺复合材料，含有组分和各组分重量百分数为：PA6或PA66 52％；E型玻璃纤维47.4％；成核剂CaV102 0.2％；流动剂BRUGGOLENP12 0.2％；抗氧剂BRUGGOLEN H10 0.2％。

其制备方法同实施例1

实施例4一种精密注塑级聚酰胺复合材料，含有组分和各组分重量百分数为：PA6或PA66 44.1％；E型玻璃纤维55％；成核剂CaV102 0.3％；流动剂BRUGGOLENP12 0.3％；抗氧剂BRUGGOLEN H10 0.3％。

其制备方法同实施例1

实施例5一种精密注塑级聚酰胺复合材料，含有组分和各组分重量百分数为：PA6或PA66 59.7％；E型玻璃纤维40％；成核剂CaV102 0.1％；流动剂BRUGGOLENP12 0.1％；抗氧剂BRUGGOLEN H10 0.1％。

其制备方法同实施例1

为了进一步描述本发明，将依据本发明制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，按我国国家标准测试物理性能，其结果如表1和表2所示。

表1用45％E型玻璃纤维增强的尼龙6复合材料物性表

表2用45％E型玻璃纤维增强的尼龙66复合材料物性表

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (4)

1.一种精密注塑级聚酰胺复合材料，其特征在于，含有组分和各组分重量百分数如下：

PA6或PA66             40～59.7％；

E型玻璃纤维           40～55％；

成核剂                0.1～0.3％；

流动剂                0.1～0.3％；

抗氧剂                0.1～0.3％；

其中成核剂为以长碳链为主要成份的羧酸钙盐；流动剂为共聚物和褐煤酸衍生物的优化混合物；抗氧剂为无机磷酸盐。

2.如权利要求1所述的精密注塑级聚酰胺复合材料，其特征在于，所述各组分重量百分数如下：

PA6或PA66             49.4～54.4％；

E型玻璃纤维           45～50％；

成核剂                0.2％；

流动剂                0.2％；

抗氧剂                0.2％。

3.如权利要求1或2所述的精密注塑级聚酰胺复合材料，其特征在于，所述各组分重量百分数如下：

PA6或PA66             49.4％；

E型玻璃纤维           50％；

成核剂                0.2％；

流动剂                0.2％；

抗氧剂                0.2％。

4.如权利要求1～3任一项所述的精密注塑级聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)取PA6或PA66，放入高速混料机中混匀；

(2)取成核剂、流动剂和抗氧化剂与步骤(1)所得尼龙料放入一般搅拌机搅拌均匀；

(3)将步骤(2)所得混合物放入螺杆机，同时加入E型玻璃纤维，混匀后，熔融，温度为250-280℃；

(4)将步骤(3)所得熔融后的原料从螺杆机挤出，切粒，包装。

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