CN101899208A - 一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料及制备方法，属于化工材料技术领域。特征是取聚酰胺、成核剂、增韧剂、热稳定剂和加工助剂搅拌混合均匀，得到混合料；从双螺杆挤出机的主加料口加入混合料，将纳米填料和玻璃纤维从双螺杆挤出机的第二加料口加入，混合均匀后挤出，并经切粒机切粒得到复合材料。将得到的复合材料经注塑机注塑成型得到洗衣机平衡块工程塑料模；本发明具有如下的有益效果：重量轻、使用寿命长、材料可以循环使用符合环保和低碳经济使用的要求、减少成本和增加产量等。

Description

一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料及制备方法，属于化工材料技术领域。
背景技术
聚酰胺(PA)是目前工程塑料中应用最为广泛的工程塑料之一，它具有优良的力学性能、自润滑性能、耐摩擦性好、优良的耐热性、优异的电绝缘性能、冲击性能好、耐油和耐化学性能好，广泛应用于机械、汽车、电器、纺织器材、化工设备、航空、冶金等领域。成为各行各业中不可缺少的结构材料。目前市场上洗衣机平衡块工程塑料模的材料采用酚醛热固性树脂，酚醛热固性树脂存在重量较重、使用寿命短等缺点。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种重量轻、使用寿命长的用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料及制备方法。
按照本发明提供的技术方案，一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料包括下列组份，其配方比例按重量份数计：
聚酰胺              10～81份
玻璃纤维            5～40份
纳米填料            5～30份
成核剂              0.5～2份
增韧剂              2.5～30份
热稳定剂            0.5～2份
加工助剂            0.1～1份
取聚酰胺、成核剂、增韧剂、热稳定剂和加工助剂搅拌混合均匀，得到混合料；从双螺杆挤出机的主加料口加入混合料，将纳米填料和玻璃纤维从双螺杆挤出机的第二加料口加入，混合均匀后挤出，并经切粒机切粒得到复合材料。
所述聚酰胺的相对粘度为2～5。所述玻璃纤维的直径为10～15μm。
所述纳米填料为云母、硅灰石、硫酸钡、滑石粉或玻璃微珠；所述纳米填料的粒径为1～100μm。
所述成核剂包括无机物类成核剂、有机物类成核剂、高分子类成核剂；所述无机物类成核剂为滑石粉、氧化铝、蒙脱土、高岭土、石墨、二硫化钼、二氧化硅、氟化钙或碳酸钙；所述有机物类成核剂为苯膦酸钠、醋酸铜或褐煤蜡；所述高分子类成核剂为聚苯醚、聚四氟乙烯、聚醚砜、聚己二酰丁二胺树脂、聚对苯二甲酰己二胺树脂、聚对苯二甲酰壬二胺或聚间苯二甲酰间苯二胺；所述成核剂的粒径为1～100μm。
所述增韧剂为二元乙丙橡胶-马来酸酐接枝物、三元乙丙橡胶-马来酸酐接枝物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物-马来酸酐接枝物、乙烯-辛烯共聚物-马来酸酐接枝物、二元乙丙橡胶-甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝物、三元乙丙橡胶-甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物-甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝物或乙烯-辛烯共聚物-甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝物；所述增韧剂的接枝率为0.5～1.5％。
所述热稳定剂为阻酚类抗氧剂或/和亚磷酸酯类抗氧剂。
所述阻酚类抗氧剂为2，2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(4-羟基苯基-3，5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯、N，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、N，N′-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)或N，N’-亚己基-1，6-二[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰胺]；所述亚磷酸酯类抗氧剂为亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯或三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
所述加工助剂为乙撑双硬脂酰胺、乙撑双脂肪酸酰胺接枝物、油酸酰胺、芥酸酰胺、聚硅氧烷、硬脂酸、碳黑、钛白粉或金属皂中的一种或多种混合物。
一种用于洗衣机平衡块塑料模复合材料的制备方法，包括以下步骤：其配方比例按重量份数计：
(1)、将聚酰胺10～81份、成核剂0.5～2份、增韧剂2.5～30份、热稳定剂0.5～2份和加工助剂0.1～1份搅拌混合均匀，得到混合料；所述搅拌速度为350～1300rpm/min，搅拌时间为：15～30秒；
(2)从双螺杆挤出机的主加料口加入混合料，将纳米填料5～30份和玻璃纤维5～40份从双螺杆挤出机的第二加料口加入，混合均匀后挤出，并经切粒机切粒得到复合材料；所述双螺杆挤出机的转速为250～500rpm/min，机筒温度为：240～270℃，水槽温度为20～60℃；所述切粒机转速为400～700rpm/min；
(3)将得到的复合材料经注塑机注塑成型得到洗衣机平衡块工程塑料模；所述注塑机加工温度为240～295℃，注塑机压力：60～140MPa，注塑机转速为：20～100rpm/min，洗衣机平衡块工程塑料模的成型速度为：25～75mm/秒。
本发明具有如下的有益效果：重量轻、使用寿命长、材料可以循环使用符合环保和低碳经济使用的要求、减少成本和增加产量等。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：
一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料，其配方比例按重量份数计，所述复合材料的组份包括：聚酰胺10份、玻璃纤维5份、纳米填料：云母5份、成核剂：滑石粉0.5份、增韧剂：二元乙丙橡胶-马来酸酐接枝物2.5份、热稳定剂：2，2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、0.5份、加工助剂：乙撑双硬脂酰胺0.1份
所述聚酰胺的相对粘度为2；所述玻璃纤维的直径为10μm；所述云母的粒径为1μm；所述滑石粉的粒径为1μm；所述二元乙丙橡胶-马来酸酐接枝物的接枝率为0.5％。
一种用于洗衣机平衡块塑料模复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚酰胺、滑石粉、二元乙丙橡胶-马来酸酐接枝物、2，2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和乙撑双硬脂酰胺搅拌混合均匀，得到混合料；所述搅拌速度为350rpm/min，搅拌时间为：30秒；
(2)从双螺杆挤出机的主加料口加入混合料，将纳米填料和玻璃纤维从双螺杆挤出机的第二加料口加入，混合均匀后挤出，并经切粒机切粒得到复合材料；所述双螺杆挤出机的转速为250rpm/min，机筒温度为：240℃，水槽温度为20℃；所述切粒机转速为400rpm/min；
(3)将得到的复合材料经注塑机注塑成型得到洗衣机平衡块工程塑料模；所述注塑机加工温度为240℃，注塑机压力：60MPa，注塑机转速为：20rpm/min，洗衣机平衡块工程塑料模的成型速度为：25mm/秒。
实施例二：
一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料，其配方比例按重量份数计，所述复合材料的组份包括：聚酰胺81份、玻璃纤维40份、纳米填料：硅灰石30份、成核剂：苯膦酸钠2份、增韧剂：三元乙丙橡胶-马来酸酐接枝物30份、热稳定剂：亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯2份、加工助剂：乙撑双脂肪酸酰胺接枝物1份；
所述聚酰胺的相对粘度为5；所述玻璃纤维的直径为15μm；所述纳米填料硅灰石的粒径为100μm；所述成核剂苯膦酸钠的粒径为100μm；所述增韧剂三元乙丙橡胶-马来酸酐接枝物的接枝率为0.5～1.5％。
一种用于洗衣机平衡块塑料模复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚酰胺、成核剂苯膦酸钠、增韧剂三元乙丙橡胶-马来酸酐接枝物、热稳定剂亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯和加工助剂乙撑双脂肪酸酰胺接枝物搅拌混合均匀，得到混合料；所述搅拌速度为1300rpm/min，搅拌时间为：15秒；
(2)从双螺杆挤出机的主加料口加入混合料，将纳米填料和玻璃纤维从双螺杆挤出机的第二加料口加入，混合均匀后挤出，并经切粒机切粒得到复合材料；所述双螺杆挤出机的转速为500rpm/min，机筒温度为：270℃，水槽温度为60℃；所述切粒机转速为700rpm/min；
(3)将得到的复合材料经注塑机注塑成型得到洗衣机平衡块工程塑料模；所述注塑机加工温度为295℃，注塑机压力：140MPa，注塑机转速为：100rpm/min，洗衣机平衡块工程塑料模的成型速度为：75mm/秒。
实施例三：
一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料，其配方比例按重量份数计，所述复合材料的组份包括：聚酰胺50份、玻璃纤维20份、纳米填料：硫酸钡15份、成核剂：聚苯醚1份、增韧剂：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物-马来酸酐接枝物16份、热稳定剂：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、热稳定剂：双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯0.8份、加工助剂：油酸酰胺0.5份。
所述纳米填料硫酸钡的粒径为50μm；所述成核剂聚苯醚的粒径为60μm；所述增韧剂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物-马来酸酐接枝物的接枝率为1％；
一种用于洗衣机平衡块塑料模复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚酰胺、成核剂聚苯醚、增韧剂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物-马来酸酐接枝物、热稳定剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、加工助剂油酸酰胺搅拌混合均匀，得到混合料；所述搅拌速度为600rpm/min，搅拌时间为：20秒；
(2)从双螺杆挤出机的主加料口加入混合料，将纳米填料和玻璃纤维从双螺杆挤出机的第二加料口加入，混合均匀后挤出，并经切粒机切粒得到复合材料；所述双螺杆挤出机的转速为300rpm/min，机筒温度为：250℃，水槽温度为30℃；所述切粒机转速为500rpm/min；
(3)将得到的复合材料经注塑机注塑成型得到洗衣机平衡块工程塑料模；所述注塑机加工温度为250℃，注塑机压力：80MPa，注塑机转速为：600rpm/min，洗衣机平衡块工程塑料模的成型速度为：50mm/秒。
对实施例1～3所得的用于洗衣机的平衡块塑料模的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度等进行测定，结果如表1所示。
表1 实施例1～3和对比实施例所得复合材料的性能测定
Figure BSA00000215534800041

Claims (10)

1.一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料，其特征是：包括下列组份，其配方比例按重量份数计：
聚酰胺             10～81份
玻璃纤维           5～40份
纳米填料           5～30份
成核剂             0.5～2份
增韧剂             2.5～30份
热稳定剂           0.5～2份
加工助剂           0.1～1份
取聚酰胺、成核剂、增韧剂、热稳定剂和加工助剂搅拌混合均匀，得到混合料；从双螺杆挤出机的主加料口加入混合料，将纳米填料和玻璃纤维从双螺杆挤出机的第二加料口加入，混合均匀后挤出，并经切粒机切粒得到复合材料。
2.如权利要求1所述的一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料，其特征是：所述聚酰胺的相对粘度为：2～5。
3.如权利要求1所述的一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料，其特征是：所述玻璃纤维的直径为：10～15μm。
4.如权利要求1所述的一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料，其特征是：所述纳米填料为云母、硅灰石、硫酸钡、滑石粉或玻璃微珠；所述纳米填料的粒径为：1～100μm。
5.如权利要求1所述的一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料，其特征是：所述成核剂包括无机物类成核剂、有机物类成核剂、高分子类成核剂；所述无机物类成核剂为滑石粉、氧化铝、蒙脱土、高岭土、石墨、二硫化钼、二氧化硅、氟化钙或碳酸钙；所述有机物类成核剂为苯膦酸钠、醋酸铜或褐煤蜡；所述高分子类成核剂为聚苯醚、聚四氟乙烯、聚醚砜、聚己二酰丁二胺树脂、聚对苯二甲酰己二胺树脂、聚对苯二甲酰壬二胺或聚间苯二甲酰间苯二胺；所述成核剂的粒径为：1～100μm。
6.如权利要求1所述的一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料，其特征是：所述增韧剂为二元乙丙橡胶-马来酸酐接枝物、三元乙丙橡胶-马来酸酐接枝物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物-马来酸酐接枝物、乙烯-辛烯共聚物-马来酸酐接枝物、二元乙丙橡胶-甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝物、三元乙丙橡胶-甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物-甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝物或乙烯-辛烯共聚物-甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝物；所述增韧剂的接枝率为：0.5～1.5％。
7.如权利要求1所述的一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料，其特征是：所述热稳定剂为阻酚类抗氧剂或/和亚磷酸酯类抗氧剂。
8.如权利要求7所述的一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料，其特征是：所述阻酚类抗氧剂为2，2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(4-羟基苯基-3，5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯、N，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、N，N′-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)或N，N’-亚己基-1，6-二[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰胺]；所述亚磷酸酯类抗氧剂为亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯或三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
9.如权利要求1所述的一种用于洗衣机平衡块塑料模的复合材料，其特征是：所述加工助剂为乙撑双硬脂酰胺、乙撑双脂肪酸酰胺接枝物、油酸酰胺、芥酸酰胺、聚硅氧烷、硬脂酸、碳黑、钛白粉或金属皂中的一种或多种混合物。
10.权利要求1所述的一种用于洗衣机平衡块塑料模复合材料的制备方法，其特征是：包括以下步骤，其配方比例按重量份数计：
(1)、将聚酰胺10～81份、成核剂0.5～2份、增韧剂2.5～30份、热稳定剂0.5～2份和加工助剂0.1～1份搅拌混合均匀，得到混合料；所述搅拌速度为：350～1300rpm/min，搅拌时间为：15～30秒；
(2)从双螺杆挤出机的主加料口加入混合料，将纳米填料5～30份和玻璃纤维5～40份从双螺杆挤出机的第二加料口加入，混合均匀后挤出，并经切粒机切粒得到复合材料；所述双螺杆挤出机的转速为：250～500rpm/min，机筒温度为：240～270℃，水槽温度为：20～60℃；所述切粒机转速为：400～700rpm/min。
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