CN102391643B - 耐高温纳米阻燃增强pa6复合材料及其制备方法 - Google Patents

耐高温纳米阻燃增强pa6复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种材料技术领域的耐高温纳米阻燃增强PA6复合材料及其制备方法，所述复合材料包括如下重量百分数的各组分：尼龙30～70、主阻燃剂10-25、辅助阻燃剂3-12、纳米蒙脱土0.5-5、玻璃纤维10-30、接枝型增韧改性剂2-12、抗氧剂0.2-1、润滑分散剂0.2-1。所述复合材料的制备方法包括如下步骤：步骤一，按重量百分含量取各组分；步骤二，将各组分放入高混机中混合3-5min后出料，得到混合物，然后控制双螺杆挤出机的加工温度220-240℃，螺杆转数180-600转/分，将混合物置于双螺杆挤出机挤出造粒，即得产品。本发明具有如下的有益效果：本发明的复合材料的热变形温度大于210℃（1.82MPa），材料的抗冲击性能得到增强，吸水性能降低到传统材料的30%左右，材料的抗氧化性能，加工流动性，环保性能较高。

Description

耐高温纳米阻燃增强PA6复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种材料技术领域的复合材料及其制备方法，尤其是涉及一种耐高温纳米
阻燃增强PA6复合材料及其制备方法。
背景技术
聚酰胺具有很好的机械强度和刚度，耐磨损特性也非常好，这些优点使得聚酰胺被广泛用于汽车部件，机械部件，电子电气等诸多领域，其用量为五大工程塑料用量之首，在很多应用上代替了传统的金属材料。
但由于聚酰胺的耐热性和耐酸性较差，且吸水率大，由其制备的产品尺寸稳定性差，耐低温冲击性能较差，这些缺点都限制了聚酰胺的应用。由于纳米聚合物复合材料实现了纳米相的均匀分散，强界面结合和自组装使得材料具有力学，热学性能，气体阻隔性上的诸多优点，这些优点是普通聚合物和填料不具备的。1987年，日本首次报道了用插层聚合法制备尼龙6/蒙脱土复合材料，纳米材料的应用是目前全球研究的一个热点。以往的尼龙阻燃增强产品采用传统的阻燃体系，阻燃剂添加比例较大，材料的耐冲击性能下降；在一些特殊场合，需要力学性能优良的，能够在较高温度下使用的阻燃产品；但是目前，耐高温纳米阻燃增强材料非常少，不能满足实践的需要。
发明内容
本发明的目的就是为了改善现有技术存在的不足，提供一种耐高温纳米阻燃增强PA6
复合材料及其制备方法。本发明的复合材料的热变形温度大于210℃（1.82MPa），材料的抗冲击性能得到增强，吸水性能降低到传统材料的30%左右，材料的抗氧化性能，加工流动性，环保性能较高。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： 
第一方面，本发明涉及一种耐高温纳米阻燃增强PA6复合材料，其特征在于，该复合材料包括如下重量百分数的各组分：
尼龙                 30-70
主阻燃剂             10-25
辅助阻燃剂           3-12
纳米蒙脱土           0.5-5
玻璃纤维             10-30
接枝型增韧改性剂     2-12
抗氧剂               0.2-1
润滑分散剂           0.2-1。
优选地，所述尼龙为尼龙6，特性粘度为2.4。
优选地，所述主阻燃剂为以下组合中的一种或多种的混合：十溴二苯乙烷、溴化苯乙烯、三聚氰尿酸盐。
优选地，所述辅助阻燃剂为以下组合中的一种或多种的混合：Sb2O3、ZnO和Fe2O3。
优选地，所述的纳米蒙脱土为纯度90%-98%蒙脱土硅铝酸盐，粒径200-500目，层间距>1.9nm。
优选地，所述纳米蒙脱土分散相尺度为10-100nm，阳离子交换容量60-200meq/100g。
优选地，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，该玻璃纤维的表面经硅烷偶联剂浸泡处理。
优选地，所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷或者γ-(2，3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷。
优选地，所述接枝型增韧改性剂为乙烯与辛烯接枝共聚物。
优选地，所述抗氧剂为168与HD98按重量比为1:1比例混合而得。
优选地，所述润滑分散剂为硅酮。
第二方面，本发明还涉及前述耐高温纳米阻燃增强PA6复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按重量百分含量取各组分；
步骤二，将各组分放入高混机中混合3-5min后出料，得到混合物，然后控制双螺杆挤出机的加工温度220-240℃，螺杆转数180-600转/分，将混合物置于双螺杆挤出机挤出造粒，即得产品。
本发明具有如下的有益效果：本发明的复合材料的热变形温度大于210℃（1.82MPa），材料的抗冲击性能得到增强，吸水性能降低到传统材料的30%左右，材料的抗氧化性能，加工流动性，环保性能较高。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1-9
以下实施例中，
尼龙为尼龙6，特性粘度为2.4；
主阻燃剂为十溴二苯乙烷、三聚氰尿酸盐，二者质量比为4:1；
辅阻燃剂为Sb2O3；
纳米蒙脱土为纯度90%-98%蒙脱土硅铝酸盐，粒径200-500目，层间距>1.9nm；所述纳米蒙脱土分散相尺度为10-100nm，阳离子交换容量60-200meq/100g；
玻璃纤维为无碱玻璃纤维，表面经γ-氨丙基三乙氧基硅烷浸泡处理；
接枝型增韧改性剂为乙烯-辛烯接枝共聚物；
抗氧剂为HD98 与168按重量比1︰1复配而成；
润滑分散剂为硅酮。
实施例1-9中复合材料的制备方法包括如下步骤：
步骤一，按表1中各实施例复合材料的组分重量百分含量取原料； 
步骤二，将各组分放入高混机中混合3-5min后出料，得到混合物，然后控制双螺杆挤出机的加工温度220-240℃，螺杆转数180-600转/分，将混合物置于双螺杆挤出机挤出造粒，即得产品。
表1
Figure 201110263573X100002DEST_PATH_IMAGE001
取实施例1-6制备的复合材料进行性能测试对比，采用ASTM标准，测试性能如表2所示。
表2
Figure 483257DEST_PATH_IMAGE002
由表2可以看出，实施例1-6制备的复合材料的热变形温度大于210℃（1.82MPa），复合材料的冲击性能较好，吸水性能降低为传统复合材料的30%左右，复合材料的抗氧化性能，加工流动性，环保性能较高；经过相同的实验验证，实施例7-9制备的复合材料也具有与实施例1-6所得复合材料接近的良好性能。
综上所述，本发明的复合材料的热变形温度大于210℃（1.82MPa），材料的抗冲击性能得到增强，吸水性能降低到传统材料的30%左右，材料的抗氧化性能，加工流动性，环保性能较高。

Claims (2)

1.一种耐高温纳米阻燃增强PA6复合材料，其特征在于，该复合材料包括如下重量百分数的各组分：
Figure FDA0000420304880000011
所述的纳米蒙脱土为纯度90%-98%蒙脱土硅铝酸盐，粒径200-500目，层间距＞1.9nm，
所述纳米蒙脱土分散相尺度为10-100nm，阳离子交换容量60-200meq/100g，
所述润滑分散剂为硅酮，
所述主阻燃剂为以下组合中的一种或多种的混合：十溴二苯乙烷、溴化苯乙烯、三聚氰尿酸盐，
所述尼龙为尼龙6，特性粘度为2.4，
所述辅助阻燃剂为以下组合中的一种或多种的混合：Sb2O3、ZnO和Fe2O3，
所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，该玻璃纤维的表面经硅烷偶联剂浸泡处理，
所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷或者γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，
所述接枝型增韧改性剂为乙烯与辛烯接枝共聚物，
所述抗氧剂为168与HD98按重量比为1:1比例混合而得。
2.一种如权利要求1所述的耐高温纳米阻燃增强PA6复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按重量百分含量取各组分；
步骤二，将各组分放入高混机中混合3-5min后出料，得到混合物，然后控制双螺杆挤出机的加工温度220-240℃，螺杆转数180-600转/分，将混合物置于双螺杆挤出机挤出造粒，即得产品。
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