CN101942193A - 一种晶须增强尼龙组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种晶须增强尼龙组合物，其特征在于，该组合物包括以下组分和重量份：尼龙50-85，玻璃纤维10-45，晶须5-40，其它助剂0.1-2。与现有技术相比，本发明组合物经成型加工后，制品表面无玻纤外露，无翘曲变形，强度高，耐热性好。
Description
技术领域
本发明涉及尼龙，尤其是涉及一种晶须增强尼龙组合物。
背景技术
尼龙由于其耐高温、耐油、耐化学腐蚀，高拉伸强度和模量，相对较小密度和低生产成本，良好的表面特性及部件之间的配合可能性等因素，如今正在汽车及大型机器配件领域扮演着越来越重要的角色。
在汽车和机器的结构件方面，主要采用的是15～50％玻璃纤维或者填料或者复合增强的尼龙树脂。这些树脂在使用中也存在一些问题，比如玻纤外露、制件易翘曲等。有的制品对外观要求很严，例如引擎盖等，目前市面上多采用添加玻纤和矿物复合填充的尼龙树脂做原料，以保证制品无玻纤外露及翘曲变形。但由于填充普通矿物以后，强度和韧性都会降低很多，在试验中经常有制品易断易裂现象。对于其它部件来说，也不能接受由于添加矿物而引起的强度大幅下降。
晶须是一种针状单晶体材料，是以无机物(金属、氧化物、碳化物、氮化物、无机盐类、石墨等)和有机聚合物等中的可结晶物为原材料，通过人为控制，以单晶形式生长的形状类似于短纤维，而尺寸远小于短纤维的须状单晶体。其直径极小，是亚微米和纳米级尺寸长度为几微米至数百微米。
晶须材料可分为有机晶须和无机晶须两大类。其中有机晶须主要有纤维素晶须、聚(丙烯酸丁酯-苯乙烯)晶须、聚(4-羟基苯甲酸酯)(PHB)晶须等几种类型，在聚合物中应用较多。无机晶须主要包括非金属晶须和金属晶须两类。
非金属晶须中的陶瓷质晶须的强度和耐热性优于金属晶须，是无机晶须中较为重要的一类。它包括炭化硅晶须、氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须和镁盐晶须等。目前市场上较成熟的是六钛酸钾晶须、镁盐晶须、晶须硅、四针状氧化锌晶须和硫酸钙晶须。
晶须具有很多优异的性能：首先，晶须有很高的断裂强度和弹性模量，其抗张强度为玻璃纤维的5-10倍。其次，晶须还具有优异的耐高温性，高温下不分解、不软化，其强度几乎没有损失。另外，晶须增强工程塑料膨胀系数及成型收缩率小，有极高的尺寸精度和光洁的平滑表面，远远超过碳纤维和玻璃纤维增强材料制品。将晶须与尼龙复合，不仅可以得到表面无玻纤外露、无翘曲变形的制品，且制品强度和韧性高，耐热性好。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种经成型加工后，制品表面无玻纤外露，无翘曲变形，强度高，耐热性好的晶须增强尼龙组合物。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种晶须增强尼龙组合物，其特征在于，该组合物包括以下组分和重量份：
尼龙 50-85，
玻璃纤维 10-45，
晶须 5-40，
其它助剂 0.1-2。
所述的组合物包括以下组分和重量份：
尼龙 66-73，
玻璃纤维 17-22，
晶须 8-12，
其它助剂 0.5-1。
所述的尼龙由内酰胺类物质开环聚合得到，所述的内酰胺类物质包括己内酰胺或辛内酰胺。
所述的尼龙由脂肪族氨基酸、脂肪族二元胺和脂肪族二元酸缩聚而成，所述的脂肪族氨基酸包括氨基己酸，7-氨基庚酸，8-氨基辛酸、9-氨基壬酸、11-氨基十一烷酸或12-氨基十二烷酸；所述的脂肪族二元胺，包括1，6-己二胺，1，10-癸二胺，1，12-十二亚甲基二胺或1，13-十三亚甲基二胺；所述的脂肪族二元酸包括己二酸，癸二酸，十二亚甲基二酸或十三亚甲基二酸生成的盐或其混合物。
所述的尼龙优选尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010中的一种或几种。
所述的玻璃纤维的直径在6～18μm之间。
所述的玻璃纤维的直径优选7～13μm之间。
所述的晶须为非金属陶瓷质晶须，选自炭化硅晶须、氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须或镁盐晶须中的一种或几种。
所述的晶须优选钛酸钾晶须、镁盐晶须、晶须硅、氧化锌晶须或硫酸钙晶须中的一种或几种。
所述的其它助剂选自抗氧化剂、热稳定剂、UV稳定剂、偶联剂、润滑剂、加工稳定剂、成核剂、颜料、着色剂或增塑剂中的一种或几种。
上述组合物通过将各种组分在单螺杆或双螺杆挤出机中、在足以使尼龙树脂保持在熔化状态的温度下混合获得。通常，将所获得的聚合物以条状挤出，然后将其切割成段，形成颗粒。
与现有技术相比，本发明制备的尼龙组合物经成型加工后，制品表面无玻纤外露，无翘曲变形，强度高，耐热性好，用于高档汽车及大型机器的结构件或者功能件等制件。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。这些实施例仅用于说明，而不对本发明保护范围构成任何限制。
在以下实施例中，
PA6表示：俄罗斯古比雪氟氮公司产品；
PA66表示：平顶山神马集团产品；
GF表示：玻璃纤维，桐乡巨石集团产品；
TiS：钛酸钾晶须，市售；
CS表示：硫酸钙晶须，市售；
Talc表示：滑石粉，市售；
抗氧剂1098表示：瑞士汽巴精化公司生产的Irganox 1098；
抗氧剂168表示：瑞士汽巴精化公司生产的Irganox 168；
润滑剂表示：乙烯醋酸乙烯共聚物，Honeywell公司。
将尼龙树脂、玻璃纤维、晶须和各类助剂经高混机高速混匀，经单(或双)螺杆挤出机进行物理化学反应后拉条切粒即可得该组合物。PA6的工艺温度为220-270℃；PA66的工艺温度为250-290℃。
所得粒料按照ISO测试标准注塑成相应样条，然后在23±2℃、50±5％相对湿度的环境下放置24小时后进行测试。
按照ISO 527标准测量拉伸强度；
按照ISO 178标准测量弯曲强度；
按照ISO 179标准测量Charpy缺口冲击强度；
按照ISO 75标准测量热变形温度，压力为1.82MPa。
性能测试如下：
实施例6
一种晶须增强尼龙组合物，该组合物包括以下组分和含量：尼龙50g，无碱玻璃纤维45g，市售炭化硅晶须40g，市售热稳定剂0.05g，市售UV稳定剂0.05g。所述的尼龙由己内酰胺按常规方法开环聚合得到，所述的无碱玻璃纤维的直径为6μm。
实施例7
一种晶须增强尼龙组合物，该组合物包括以下组分和重量份：尼龙85g，玻璃纤维10g，市售氮化硅晶须5g，市售偶联剂1g、市售润滑剂0.5g、市售加工稳定剂0.5g。所述的尼龙由氨基己酸按常规方法缩聚而成，所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，玻璃纤维的直径为18μm。
实施例8
一种晶须增强尼龙组合物，该组合物包括以下组分和重量份：70g尼龙610，市售有碱玻璃纤维30g，市售莫来石晶须10g，市售润滑剂0.2g、市售成核剂0.1g、市售颜料0.2g、市售着色剂0.5g。所述的玻璃纤维的直径为7μm。
实施例9
一种晶须增强尼龙组合物，该组合物包括以下组分和重量份：60g尼龙1010，市售中碱玻璃纤维20g，市售氧化锌晶须30g，市售增塑剂0.5g。所述的玻璃纤维的直径为13μm。
实施例10
一种晶须增强尼龙组合物，该组合物包括以下组分和重量份：66g尼龙6，市售玻璃纤维22g，市售钛酸钾晶须5g，市售镁盐晶须3g，抗氧化剂0.6g。所述的玻璃纤维的直径为10μm。
实施例11
一种晶须增强尼龙组合物，该组合物包括以下组分和重量份：73g尼龙66，市售玻璃纤维17g，市售晶须硅8g、市售氧化锌晶须2g、市售硫酸钙晶须2g，市售热稳定剂0.5g、市售UV稳定剂0.2g、市售偶联剂0.3g。所述的玻璃纤维的直径为8μm。
上述组合物通过将各种组分在单螺杆或双螺杆挤出机中、在足以使尼龙树脂保持在熔化状态的温度下混合获得。通常，将所获得的聚合物以条状挤出，然后将其切割成段，形成颗粒。
Claims (10)
1.一种晶须增强尼龙组合物，其特征在于，该组合物包括以下组分和重量份：
尼龙 50-85，
玻璃纤维 10-45，
晶须 5-40，
其它助剂 0.1-2。
2.根据权利要求1所述的一种晶须增强尼龙组合物，其特征在于，所述的组合物包括以下组分和重量份：
尼龙 66-73，
玻璃纤维 17-22，
晶须 8-12，
其它助剂 0.5-1。
3.根据权利要求1所述的一种晶须增强尼龙组合物，其特征在于，所述的尼龙由内酰胺类物质开环聚合得到，所述的内酰胺类物质包括己内酰胺或辛内酰胺。
4.根据权利要求1所述的一种晶须增强尼龙组合物，其特征在于，所述的尼龙由脂肪族氨基酸、脂肪族二元胺和脂肪族二元酸缩聚而成，所述的脂肪族氨基酸包括氨基己酸，7-氨基庚酸，8-氨基辛酸、9-氨基壬酸、11-氨基十一烷酸或12-氨基十二烷酸；所述的脂肪族二元胺，包括1，6-己二胺，1，10-癸二胺，1，12-十二亚甲基二胺或1，13-十三亚甲基二胺；所述的脂肪族二元酸包括己二酸，癸二酸，十二亚甲基二酸或十三亚甲基二酸生成的盐或其混合物。
5.根据权利要求1所述的一种晶须增强尼龙组合物，其特征在于，所述的尼龙优选尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种晶须增强尼龙组合物，其特征在于，所述的玻璃纤维的直径在6～18μm之间。
7.根据权利要求6所述的一种晶须增强尼龙组合物，其特征在于，所述的玻璃纤维的直径优选7～13μm之间。
8.根据权利要求1所述的一种晶须增强尼龙组合物，其特征在于，所述的晶须为非金属陶瓷质晶须，选自炭化硅晶须、氮化硅晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、氧化镁晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须或镁盐晶须中的一种或几种。
9.根据权利要求8所述的一种晶须增强尼龙组合物，其特征在于，所述的晶须优选钛酸钾晶须、镁盐晶须、晶须硅、氧化锌晶须或硫酸钙晶须中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的一种晶须增强尼龙组合物，其特征在于，所述的其它助剂选自抗氧化剂、热稳定剂、UV稳定剂、偶联剂、润滑剂、加工稳定剂、成核剂、颜料、着色剂或增塑剂中的一种或几种。
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Application publication date: 20110112 |