CN102010593A - 矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高分子材料及其成型加工领域，涉及一种矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料及其制备方法，按重量百分比由以下组分组成：长玻璃纤维增强尼龙6母粒40-60%，矿物母粒20-50%，尼龙6树脂0-30%。制备方法，按以下步骤进行：将长玻璃纤维增强尼龙6母粒、矿物母粒和尼龙6树脂按比例称重后混合；将得到的混合物在90℃烘干3小时，注塑成型，注塑机条件为：一区温度200-220℃，二区温度为230-240℃,三区温度为240-250℃，四区温度为245-255℃，压力为60-90MPa，速度为30-50mm/s。本发明的产品综合性能比较优异，且尺寸稳定性好，具有较好的力学性能。

Description

矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料及其成型加工领域，涉及一种尼龙6复合材料及其制备方法,具体的说是一种矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料及其制备方法。

背景技术

长玻璃纤维增强尼龙6材料具有高强度、高刚性、高缺口冲击强度、短期耐热性和抗动态疲劳性能好等优点，因其高性价比广泛应用于家用电器、汽车零部件、纺织工业等领域。然而，长玻璃纤维的导入，却引起了其它成形问题，那就是注塑尺寸较大制品时，会出现严重的翘曲变形问题。随着长玻璃纤维增强尼龙6在汽车领域的应用不断扩大，对大型制品的需求越来越大，对尺寸精度的要求也越来越高，这就要求长玻璃纤维增强尼龙6具有一定精度和尺寸稳定性，以满足该领域的需求。

由于尼龙6树脂熔体的粘度较大，浸渍困难，世界各大长玻纤增强热塑性塑料生产厂商研究工作的重点长期集中在浸渍技术方面，各种长玻璃纤维增强热塑性塑料的不同制备工艺的根本区别在于浸渍方法和浸渍工艺的不同，但目前所采用的浸渍技术，包括反应型浸渍工艺，溶剂浸渍工艺，粉末浸渍工艺，混杂编纺浸渍工艺以及熔融浸渍工艺，由于矿物的加入会使基体的粘度上升，这必将引起制备过程中基体树脂对玻璃纤维浸渍困难的增加，以及生产工艺复杂等原因，不适合直接制备矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料。另外，随着汽车中带有结构性功能的零部件逐步轻量化，对尺寸和精度的要求变得非常严格。

已有公开的制备连续长玻璃纤维增强尼龙6复合材料。专利200410015624.7等都制备出了长玻璃纤维增强尼龙6复合材料，但对于矿物母粒与长玻璃纤维增强尼龙6母粒的复合材料的开发和研究还没有报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料及其制备方法，综合性能比较优异，且尺寸稳定性好，具有较好的力学性能。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料，按重量百分比由以下组分组成：长玻璃纤维增强尼龙6母粒40-60%，矿物母粒20-50 %，尼龙6树脂0-30%。

矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料的制备方法，按以下步骤进行：

⑴将尼龙6、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入到混合机中使之充分混合均匀，将得到的混合物加入到双螺杆挤出机内，将树脂熔体挤入与双螺杆挤出机机头连接的浸渍模具中，继而将长玻璃纤维通过浸渍模具，使长玻璃纤维被熔体充分浸渍，最后冷却、牵引、切粒，即得到长玻璃纤维增强尼龙6母粒；

⑵将尼龙6、矿物、抗氧剂和润滑剂按比例称重后混合，经230～260℃双螺杆挤出机挤出造粒制得矿物母粒；

⑶将长玻璃纤维增强尼龙6母粒、矿物母粒和尼龙6树脂按比例称重后混合；

⑷将步骤⑶得到的混合物在100～105℃烘干2小时，注塑成型，其中，注塑机的工作条件为：一区温度255-260℃，二区温度为260-265℃,三区温度为265-270℃，四区温度为270-275℃，压力为80-100MPa，速度为40-70mm/s。

长玻璃纤维的导入，却引起了其它成形问题，那就是注塑尺寸较大制品时，会出现严重的翘曲变形问题，将矿物与长玻璃纤维增强尼龙6先制成母粒，再将母粒进行混合，可以有效的改善翘曲变形，增加制品的尺寸稳定性。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料，长玻璃纤维增强尼龙6母粒中尼龙6和长玻璃纤维的用量分别为40-60wt%和40-60wt%。

前述的矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料，矿物母粒由以下组分组成：尼龙625-50wt%，矿物50-75wt%，抗氧剂0.1-1.0wt%，润滑剂0.2-3.0wt%。

前述的矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料，矿物为滑石粉、云母、碳酸钙、硫酸钡、硅灰石和玻璃微珠中的一种或多种的混合物。

前述的矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料，抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂944、抗氧剂327、抗氧剂168、抗氧剂1790中的一种或几种的混合物。润滑剂可以是硅酮粉、芥酸酰胺等

本发明的优点是：本发明采用长玻璃纤维增强尼龙6母粒为增强组分，通过与矿物母粒直接混合经注塑机成型制品来达到提高制品尺寸稳定性和降低翘曲变形的目的，操作简单，成本低廉。本发明制备的矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料具有较好的尺寸稳定性和制品成型精度外，保持了较好的力学性能。

随着汽车中带有结构性功能的零部件逐步轻量化，对尺寸和精度的要求变得非常严格，而长玻璃纤维增强尼龙6母粒与矿物母粒的复合可以有效的解决该问题，在未来几年将成为复合长玻纤增强材料的主流，以满足汽车领域对尺寸稳定性和安全的要求。

具体实施方式

实施例一

本实施例是一种矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料，按重量百分比由以下组分组成：长玻璃纤维增强尼龙6母粒40%，矿物母粒40 %，尼龙6树脂20%。

长玻璃纤维增强尼龙6母粒中尼龙6和长玻璃纤维的用量分别为50wt%和50wt%。

矿物母粒由以下组分组成：尼龙625wt%，矿物73.4wt%，抗氧剂0.6wt%，润滑剂1wt%。矿物为滑石粉，抗氧剂是1098和168，润滑剂是芥酸酰胺。

矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料的制备方法，按以下步骤进行：

⑴将尼龙6、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入到混合机中使之充分混合均匀，将得到的混合物加入到双螺杆挤出机内，将树脂熔体挤入与双螺杆挤出机机头连接的浸渍模具中，继而将长玻璃纤维通过浸渍模具，使长玻璃纤维被熔体充分浸渍，最后冷却、牵引、切粒，即得到长玻璃纤维增强尼龙6母粒；

⑵将尼龙6、矿物、抗氧剂和润滑剂按比例称重后混合，经230℃双螺杆挤出机挤出造粒制得矿物母粒；

⑶将长玻璃纤维增强尼龙6母粒、矿物母粒和尼龙6树脂按比例称重后混合；

⑷将步骤⑶得到的混合物在100℃烘干2小时，注塑成型，其中，注塑机的工作条件为：一区温度255℃，二区温度为260℃,三区温度为265℃，四区温度为270℃，压力为80MPa，速度为40mm/s。

实施例二

本实施例是一种矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料，按重量百分比由以下组分组成：长玻璃纤维增强尼龙6母粒60%，矿物母粒30 %，尼龙6树脂10%。

长玻璃纤维增强尼龙6母粒中尼龙6和长玻璃纤维的用量分别为40wt%和60wt%。

矿物母粒由以下组分组成：尼龙630wt%，矿物66wt%，抗氧剂1wt%，润滑剂3wt%。矿物为云母和碳酸钙，1098和168，润滑剂是芥酸酰胺。

矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料的制备方法，按以下步骤进行：

⑴将尼龙6、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入到混合机中使之充分混合均匀，将得到的混合物加入到双螺杆挤出机内，将树脂熔体挤入与双螺杆挤出机机头连接的浸渍模具中，继而将长玻璃纤维通过浸渍模具，使长玻璃纤维被熔体充分浸渍，最后冷却、牵引、切粒，即得到长玻璃纤维增强尼龙6母粒；

⑵将尼龙6、矿物、抗氧剂和润滑剂按比例称重后混合，经250℃双螺杆挤出机挤出造粒制得矿物母粒；

⑶将长玻璃纤维增强尼龙6母粒、矿物母粒和尼龙6树脂按比例称重后混合；

⑷将步骤⑶得到的混合物在103℃烘干2小时，注塑成型，其中，注塑机的工作条件为：一区温度258℃，二区温度为262℃,三区温度为268℃，四区温度为272℃，压力为90MPa，速度为55mm/s。

实施例三

本实施例是一种矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料，按重量百分比由以下组分组成：长玻璃纤维增强尼龙6母粒50%，矿物母粒20 %，尼龙6树脂30%。

长玻璃纤维增强尼龙6母粒中尼龙6和长玻璃纤维的用量分别为60wt%和40wt%。

矿物母粒由以下组分组成：尼龙640wt%，矿物59.7wt%，抗氧剂0.1wt%，润滑剂0.2wt%。矿物为硅灰石，抗氧剂是1098和168，润润滑剂是硅酮粉。

矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料的制备方法，按以下步骤进行：

⑴将尼龙6、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入到混合机中使之充分混合均匀，将得到的混合物加入到双螺杆挤出机内，将树脂熔体挤入与双螺杆挤出机机头连接的浸渍模具中，继而将长玻璃纤维通过浸渍模具，使长玻璃纤维被熔体充分浸渍，最后冷却、牵引、切粒，即得到长玻璃纤维增强尼龙6母粒；

⑵将尼龙6、矿物、抗氧剂和润滑剂按比例称重后混合，经260℃双螺杆挤出机挤出造粒制得矿物母粒；

⑶将长玻璃纤维增强尼龙6母粒、矿物母粒和尼龙6树脂按比例称重后混合；

⑷将步骤⑶得到的混合物在105℃烘烘干2小时，注塑成型，其中，注塑机的工作条件为：一区温度260℃，二区温度为265℃,三区温度为270℃，四区温度为275℃，压力为100MPa，速度为70mm/s。

本实例产品性能见下表

本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料，其特征在于：按重量百分比由以下组分组成：

长玻璃纤维增强尼龙6母粒   40-60%，

矿物母粒                   20-50 %，

尼龙6树脂                  0-30%。

2.如权利要求1所述的矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料，其特征在于：所述长玻璃纤维增强尼龙6母粒中尼龙6和长玻璃纤维的用量分别为40-60wt%和40-60wt%。

3.如权利要求1所述的矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料，其特征在于：所述矿物母粒由以下组分组成：

尼龙6     25-50wt%

矿物       50-75wt%

抗氧剂    0.1-1.0wt%

润滑剂    0.2-3.0wt%。

4.如权利要求3所述的矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料，其特征在于：所述矿物为滑石粉、云母、碳酸钙、硫酸钡、硅灰石和玻璃微珠中的一种或多种的混合物。

5.如权利要求3所述的矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂944、抗氧剂327、抗氧剂168、抗氧剂1790中的一种或几种的混合物。

6.如权利要求3所述的矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料，其特征在于：所述润滑剂是硅酮粉或芥酸酰胺。

7.权利要求1-6中任一权利要求所述矿物与长玻璃纤维增强尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行：

⑴将尼龙6、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入到混合机中使之充分混合均匀，将得到的混合物加入到双螺杆挤出机内，将树脂熔体挤入与双螺杆挤出机机头连接的浸渍模具中，继而将长玻璃纤维通过浸渍模具，使长玻璃纤维被熔体充分浸渍，最后冷却、牵引、切粒，即得到长玻璃纤维增强尼龙6母粒；

⑵将尼龙6、矿物、抗氧剂和润滑剂按比例称重后混合，经230～260℃双螺杆挤出机挤出造粒制得矿物母粒；

⑶将长玻璃纤维增强尼龙6母粒、矿物母粒和尼龙6树脂按比例称重后混合；

⑷将步骤⑶得到的混合物在100～105℃烘干2小时，注塑成型，其中，注塑机的工作条件为：一区温度255-260℃，二区温度为260-265℃,三区温度为265-270℃，四区温度为270-275℃，压力为80-100MPa，速度为40-70mm/s。