发明内容
本发明的目的是提供一种性能增强的无浮纤尼龙材料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种无浮纤增强尼龙材料,由以下质量配比的原料制成:聚酰胺6和聚酰胺66的混合物55-75%,玻璃纤维15-40%,相容剂1-5%,漆膜剂0.5-5%,增韧剂5-10%,抗氧剂0.3-0.6%,成核剂0.3-0.5%,偶联剂0.3%以及抗浮纤剂1-3%。
其中,所述抗浮纤剂为熔融温度为210℃、与玻纤和尼龙树脂相容并且带有酰胺基团、丙烯酸基团和乙烯基团的多元共聚物。
其中,所述漆膜剂是含有苯胺类有机组份以尼龙为基材的有机黑,其表观密度为0.68g/cm3,其在250℃、2.16Kg时熔融指数为0.76g/10min。
其中,所述聚酰胺6的相对密度为1.14g/cm3,熔点为220℃,熔体粘度为2.4,所述聚酰胺66的相对密度为1.14g/cm3,熔点为260℃,熔体粘度为2.7。
其中,所述玻璃纤维为无碱、无捻、10支纱/20股的长纤,所述相容剂为PP-g-MAH,接枝率为0.8%,维卡软化点为145℃,密度为0.90g/cm3,其在230℃、2.16kg时熔融指数>50g/10min。
其中,所述增韧剂是聚烯烃弹性体(POE)经反应挤出接枝马来酸酐制得,接枝率为0.85%,熔点为60℃,密度为0.88g/cm3,其在190℃、2.16kg时熔融指数>0.8-1.2g/10min。
其中,所述抗氧剂为N,N′-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的其中一种或两种成分以任意比例混合。
其中,所述成核剂为以长碳链为主要成分的羧酸钙盐。
其中,所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷,沸点为217℃,密度为0.946g/ml,折光率为1.4205,闪点为104℃,分子量为221.4,含量≥97%。
本发明的另一目的是提供一种上述无浮纤增强尼龙材料的制造方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种无浮纤增强尼龙材料的制造方法,步骤为
a)、将聚酰胺6和聚酰胺66置于80-85℃的鼓风干燥箱内干燥4-8小时;
b)、将干燥好的聚酰胺6、聚酰胺66和相容剂、抗浮纤剂、增韧剂、漆膜剂、偶联剂、抗氧剂、成核剂投入到高速混合器中高速混合3-5分钟;
c)、将混合好的材料投入到双螺杆挤出机的加料斗,玻璃纤维从双螺杆挤出机的加纤口进入,在温度为225℃-265℃、螺杆转速为300-500转/分钟的条件下,依次经过熔融、混炼、挤出、冷却和干燥,最后切粒和包装得到产品。
本发明具有以下优点:
1、尼龙材料中采用了相容剂PP-g-MAH与增韧剂聚烯烃弹性体(POE)经反应挤出接枝马来酸酐相结合的方法,制备的增强尼龙材料保持了很高的冲击韧性和加工流动性;
2、尼龙材料中采用了抗浮纤剂、漆膜剂和偶联剂结合使用的方法,极大地改善了玻璃纤维与尼龙树脂的相容性、亲和性,并在增强尼龙材料表面形成一层牢固的漆膜,最终得到一种表面无浮纤的增强尼龙材料;
3、尼龙材料中采用了玻璃纤维和成核剂共同使用的方法,来提高尼龙树脂材料的刚性和热变形温度;
综合上述,本发明的无浮纤、高性能增强尼龙材料具有高刚性、高韧性、高流动性、高耐热以及表面无浮纤等特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一
本发明无浮纤增强尼龙材料由以下质量配比的原料制成:聚酰胺625%,聚酰胺6631%,玻璃纤维36%,相容剂1%,漆膜剂1%,增韧剂4%,抗氧剂0.3%,成核剂0.4%,偶联剂0.3%以及抗浮纤剂1%。
其中聚酰胺6的相对密度为1.14g/cm3,熔点为220℃,且熔体粘度为2.4,可选择台湾集盛化学生产的PA6TP4208,其相对密度为1.14g/cm3,熔点为220℃,且熔体粘度为2.42;聚酰胺66的相对密度为1.14g/cm3,熔点为260℃,且熔体粘度为2.7,可选用河南平顶山的神马PA66 EPR27,其相对密度为1.14g/cm3,熔点为260℃,且熔体粘度为2.67。
其中,玻璃纤维为无碱、无捻、10支纱/20股长纤,其商品名为热塑性塑料用无碱合股无捻粗纱,选用巨石集团的长玻璃纤维998A;相容剂为PP-g-MAH,其在230℃、2.16kg时熔融指数>50g/10min,接枝率为0.8%,维卡软化点145℃,密度为0.90g/cm3,其商品名为HK-1。
其中漆膜剂是含有苯胺类有机组份以尼龙为基材的有机黑,其商品名为LY336;增韧剂是聚烯烃弹性体(POE)经反应挤出接枝马来酸酐,其在190℃、2.16kg时熔融指数>0.8-1.2g/10min,接枝率为0.85%,熔点60℃,密度为0.88g/cm3,其商品名为HK-800。
其中抗氧剂为0.2%的N,N′-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和0.1%的亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)混合物。
其中成核剂是以长碳链为主要成分的羧酸钙盐,呈浅黄色的粉末,其商品名为P32;偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷,其商品名为KH 550。
其中,浮纤剂是一种带有酰胺基团、丙烯酸基团和乙烯基团的多元共聚物,与玻纤和尼龙树脂有很好的相容性,其商品名为KX-19。
制造上述无浮纤、高性能增强尼龙材料的方法,其步骤包括:
a)、将聚酰胺6树脂和聚酰胺66树脂分别置于80℃的鼓风干燥箱内干燥4-8小时;
b)、将干燥好的聚酰胺6树脂、聚酰胺66树脂和相容剂、抗浮纤剂、增韧剂、漆膜剂、偶联剂、抗氧剂、成核剂投入到高速混合器中高速混合3-5分钟;
c)、将混合好的材料投入到双螺杆挤出机的加料斗,玻璃纤维从双螺杆挤出机的加纤口进入,在温度为225℃-265℃、螺杆转速为300-500转/分钟的条件下,依次经过熔融、混炼、挤出、冷却和干燥,最后切粒和包装得到产品。
螺杆区段温度分别为:一区温度为240℃,二区温度为245℃,三区温度为250℃,四区温度为255℃,五区温度为260℃,六区温度为250℃,七区温度为240℃,八区温度为240℃,机头温度为255℃。
本实施例的试样力学性能和热变形温度分别为:拉伸强度175Mpa,弯曲强度233Mpa,悬臂梁缺口冲击强度20.1KJ/m2,热变形温度261℃(1.81Mpa),熔融指数3.8g/10min,试样表面略有浮纤现象。
实施例二
本发明无浮纤增强尼龙材料由以下质量配比的原料制成:聚酰胺642%,聚酰胺6615%,玻璃纤维34%,相容剂1%,漆膜剂2%,增韧剂3%,抗氧剂0.3%,成核剂0.4%,偶联剂0.3%以及抗浮纤剂2%。
其中聚酰胺6、聚酰胺66、玻璃纤维、相容剂、漆膜剂、增韧剂、抗氧剂、成核剂、偶联剂和的选用与实施例一相同。
制造上述尼龙材料的步骤与实施例一相同。
螺杆区段温度分别为:一区温度为235℃,二区温度为240℃,三区温度为250℃,四区温度为255℃,五区温度为260℃,六区温度为245℃,七区温度为240℃,八区温度为240℃,机头温度为250℃。
本实施例的试样力学性能和热变形温度分别为:拉伸强度153Mpa,弯曲强度202Mpa,悬臂梁缺口冲击强度18.5KJ/m2,热变形温度244℃(1.81Mpa),熔融指数10.7g/10min,试样表面光洁,无浮纤现象。
实施例三
本发明无浮纤增强尼龙材料由以下质量配比的原料制成:聚酰胺660%,玻璃纤维33%,相容剂2%,漆膜剂2%,增韧剂1%,抗氧剂0.3%,成核剂0.4%,偶联剂0.3%以及抗浮纤剂1%。
其中聚酰胺6、玻璃纤维、相容剂、漆膜剂、增韧剂、抗氧剂、成核剂、偶联剂和的选用与实施例一相同。
制造上述尼龙材料的步骤与实施例一相同,螺杆转速为360转/分钟。
螺杆区段温度分别为:一区温度为225℃,二区温度为230℃,三区温度为235℃,四区温度为240℃,五区温度为240℃,六区温度为245℃,七区温度为240℃,八区温度为240℃,机头温度为240℃。
本实施例的试样力学性能和热变形温度分别为:拉伸强度134Mpa,弯曲强度171Mpa,悬臂梁缺口冲击强度17.8KJ/m2,热变形温度225℃(1.81Mpa),熔融指数16.6g/10min,试样表面光洁,无浮纤现象。
实施例四
本发明无浮纤增强尼龙材料由以下质量配比的原料制成:聚酰胺66 60%,玻璃纤维35%,相容剂1%,漆膜剂1%,增韧剂1%,抗氧剂0.3%,成核剂0.4%,偶联剂0.3%以及抗浮纤剂1%。
其中聚酰胺66、玻璃纤维、相容剂、漆膜剂、增韧剂、抗氧剂、成核剂、偶联剂和的选用与实施例一相同。
制造上述无浮纤、高性能增强尼龙材料的方法,其步骤与实施例一相同,螺杆转速为360转/分钟。
试验时其螺杆区段温度分别为:一区温度:250℃,二区温度为:260℃,三区温度为:260℃,四区温度为:265℃,五区温度为:260℃,六区温度为:250℃,七区温度为:250℃,八区温度为:255℃,机头温度为:260℃
本实施例的试样力学性能和热变形温度分别为:拉伸强度197Mpa,弯曲强度252Mpa,悬臂梁缺口冲击强度12.6KJ/m2,热变形温度275℃(1.81Mpa),熔融指数1.6g/10min。试样表面有浮纤现象。
实施例五
本发明无浮纤增强尼龙材料由以下质量配比的原料制成:将聚酰胺6 25%,聚酰胺66 31%,玻璃纤维34%,相容剂1%,漆膜剂2%,增韧剂3%,抗氧剂0.3%,成核剂0.4%,偶联剂0.3%,抗浮纤剂3%。
其中聚酰胺6、聚酰胺66、玻璃纤维、相容剂、漆膜剂、增韧剂、抗氧剂、成核剂、偶联剂和的选用与实施例一相同。
制造上述无浮纤、高性能增强尼龙材料的方法,其步骤与实施例一相同。
试验时其螺杆区段温度分别为:一区温度:240℃,二区温度为:245℃,三区温度为:250℃,四区温度为:255℃,五区温度为:260℃,六区温度为:250℃,七区温度为:240℃,八区温度为:240℃,机头温度为:250℃
本实施例的试样力学性能和热变形温度分别为:拉伸强度164Mpa,弯曲强度216Mpa,悬臂梁缺口冲击强度19.3KJ/m2,热变形温度257℃(1.81Mpa),熔融指数8.9g/10min。试样表面光洁,无浮纤现象。
实施例六
本发明无浮纤增强尼龙材料由以下质量配比的原料制成:将聚酰胺6 14%,聚酰胺66 48%,玻璃纤维30%,相容剂2%,漆膜剂1%,增韧剂3%,抗氧剂0.3%,成核剂0.4%,偶联剂0.3%,抗浮纤剂1%。
其中聚酰胺6、聚酰胺66、玻璃纤维、相容剂、漆膜剂、增韧剂、抗氧剂、成核剂、偶联剂和的选用与实施例一相同。
制造上述无浮纤、高性能增强尼龙材料的方法,其步骤与实施例一相同。
试验时其螺杆区段温度分别为:一区温度:240℃,二区温度为:245℃,三区温度为:250℃,四区温度为:255℃,五区温度为:260℃,六区温度为:250℃,七区温度为:240℃,八区温度为:240℃,机头温度为:255℃
本实施例的试样力学性能和热变形温度分别为:拉伸强度182Mpa,弯曲强度241Mpa,悬臂梁缺口冲击强度17.3KJ/m2,热变形温度265℃(1.81Mpa),熔融指数2.6g/10min。试样表面略有浮纤。
实施例七
本发明无浮纤增强尼龙材料由以下质量配比的原料制成:将聚酰胺6 60.5%,玻璃纤维31%,相容剂2%,漆膜剂0.5%,增韧剂3%,抗氧剂0.3%,成核剂0.4%,偶联剂0.3%,抗浮纤剂2%。
其中聚酰胺6玻璃纤维、相容剂、漆膜剂、增韧剂、抗氧剂、成核剂、偶联剂和的选用与实施例一相同。
制造上述无浮纤、高性能增强尼龙材料的方法,其步骤与实施例一相同。
试验时其螺杆区段温度分别为:一区温度:225℃,二区温度为:235℃,三区温度为:240℃,四区温度为:235℃,五区温度为:240℃,六区温度为:240℃,七区温度为:240℃,八区温度为:240℃,机头温度为:240℃
本实施例的试样力学性能和热变形温度分别为:拉伸强度135Mpa,弯曲强度204Mpa,悬臂梁缺口冲击强度18.8KJ/m2,热变形温度226℃(1.81Mpa),熔融指数18.1g/10min。试样表面有浮纤现象。
实施例八
本发明无浮纤增强尼龙材料由以下质量配比的原料制成:将聚酰胺652%,聚酰胺6610%,玻璃纤维30%,相容剂2%,漆膜剂2%,增韧剂2%,抗氧剂0.3%,成核剂0.4%,偶联剂0.3%,抗浮纤剂1%。
其中聚酰胺6、聚酰胺66、玻璃纤维、相容剂、漆膜剂、增韧剂、抗氧剂、成核剂、偶联剂和的选用与实施例一相同。
制造上述无浮纤、高性能增强尼龙材料的方法,其步骤与实施例一相同。
试验时其螺杆区段温度分别为:一区温度:240℃,二区温度为:245℃,三区温度为:250℃,四区温度为:255℃,五区温度为:260℃,六区温度为:250℃,七区温度为:240℃,八区温度为:240℃,机头温度为:255℃
本实施例的试样力学性能和热变形温度分别为:拉伸强度140Mpa,弯曲强度178Mpa,悬臂梁缺口冲击强度18.9KJ/m2,热变形温度230℃(1.81Mpa),熔融指数14g/10min。试样表面光洁,无浮纤现象。