CN102417727A

CN102417727A - 耐高低温循环玻纤增强pa66复合材料及其制备方法

Info

Publication number: CN102417727A
Application number: CN2011103776398A
Authority: CN
Inventors: 徐东东
Original assignee: Shanghai Rizhisheng New Technology Development Co Ltd
Current assignee: Shanghai Rizhisheng New Technology Development Co Ltd
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2012-04-18

Abstract

本发明涉及一种耐高低温循环的增强PA66复合材料，所述复合材料的组分重量百分比为：PA6630-60％，PA615-30％，增韧剂5-10％，纳米蒙脱土5-20％，玻璃纤维10-30％，抗氧剂0.1-0.5％。本发明制备的耐高低温循环的增强PA66复合材料，主要针对PA66在高低温循环交替条件下，易发生开裂、漏气的问题，提供一种在保证优良力学性能的同时，能够经受长期苛刻的高低温循环实验和热冲击实验的材料，该材料已经被应用到汽车碳管阀的制件中，取代目前的金属碳管阀。

Description

耐高低温循环玻纤增强PA66复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种PA66复合材料，尤其是涉及一种耐高低温循环玻纤增强PA66复合材料及其制备方法。

背景技术

PA66是聚酰胺家族中产量最大、用途最广泛的品种之一，是优良的工程塑料。它具有耐磨、自润滑、耐冲击等诸多优良性能，广泛应用于汽车、机械、电子等领域。但是同时PA66由于吸水性大，导致尺寸不稳定，干态和湿态性能差距大、低温性能差等缺点，尤其是在高低温交替较大的地方，PA66易发生开裂的现象，这些都阻碍了尼龙的应用尤其是高精密、耐环境变化领域。对PA66耐低温性能，一般都是通过加入接枝弹性体，但是这样往往会降低材料的刚性和加工性，尤其是耐高温性能会急剧下降。对于PA66的耐高温性能，一般通过加入玻纤和矿物，虽然耐高温性能显著提高，但是仍然难以满足材料的耐低温性能。然而，在一些对高低温变化大的环境中，如汽车发动机周边的碳罐电磁阀使用环境为高低温交替，因此需要一种材料能够经受高低温环境的迅速变化。

发明内容

本发明的目的在于制备一种能够经受高低温环境迅速变化的PA66复合材料，该材料不仅具有优良的力学性能，稳定的尺寸性，而且要通过长期热稳定、高温热稳定和热冲击实验。

本发明的目的可以通过以下技术方案来达到：耐高低温循环的增强PA66复合材料，其特征在于该复合材料包含以下组分及重量百分比为：

PA66 30～60％；

PA6 15～30％；

增韧剂 5～10％；

纳米蒙脱土 5～20％；

玻璃纤维 10～30％；

抗氧剂 0.1～0.5％。

组方中的PA66树脂的粘度为2.4-3.6，PA6树脂的粘度为2.2-3.0。

组方中的增韧剂为POE接枝不饱和酸或者酸酐的接枝聚合的低聚物，为马来酸酐接枝POE，其熔融指数为2g/10min，接枝率为0.5-1％。可以是上海日之升新技术发展有限公司生产的CMG9805。

组方中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。

组方中的玻璃纤维为无碱长玻纤，其表面经硅烷偶联剂处理，具有与树脂良好的相容性。

组方中的抗氧剂为一种受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配体系，可以是1010/168(1∶1)。

耐高低温循环的增强PA66复合材料的制备方法如下：

第一步：按原料重量百分比。

第二步：除玻璃纤维外，将其他上述组分按比例放入高混机中混合2-5分钟，出料

第三步：将混合好的原料放入双螺杆挤出机中挤出加工，玻璃纤维由专门的玻纤口加入，螺杆转速设定为30-40Hz，温度设定为210-230℃，熔融挤出后，造粒包装。

发明优势

本发明以普通尼龙为主要原料，采用玻纤增强改性尼龙的方法，用通用的塑料加工设备---双螺杆挤出机，采用适宜的工艺条件，制备耐高低温循环的复合材料。

本产品不仅本身力学性能优异，尺寸稳定性高，而且能够通过汽车领域严格的耐高低温要求，如长期热稳定实验、高温热稳定实验，以及热冲击实验。该产品克服了普通PA66增强材料耐高温与耐低温性能难以兼顾的问题，完全可以满足客户对产品制件的严格要求。

附图说明

图1为长时间热稳定性实验的时间-温度曲线图。

图2为高温热稳定性实验的时间-温度曲线图。

图3为热冲击实验的时间-温度曲线图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

长时间热稳定性实验：按照说明书附图，图1温度曲线进行295次循环，要求整体气密性合格：泄露量≤5ml/min；

高温热稳定性实验：按说明书附图，图2温度曲线进行12次循环，要求整体气密性合格：泄露量≤5ml/min；热冲击实验：

将说明书附图，图3温度曲线进行288次循环，要求整体气密性合格：泄露量≤5ml/min；

实施例1～7比较例8

一种耐高低温循环的玻纤增强PA66复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照表1中的组分及含量进行备料，其中：PA66和PA6为普通注塑级，特性粘度为2.4；增韧剂为接枝POE，为日之升公司的相容剂牌号9805；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；玻璃纤维为浙江巨石生产的无碱长玻纤，其表面经硅烷偶联剂处理；抗氧剂为CIBA公司的168和1010(1∶1)。

(2)将上述原料放入高混机中混合2-5min后出料，得到混合物。

(3)然后控制双螺杆挤出机的加工温度250-260℃，螺杆转数30-40HZ，将混合物置于双螺杆挤出机挤出造粒，即得产品。

具体的加工温度如表2所示。

表1

原料名称	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7	比较例8
									PA66	30	40	45	50	50	55	60	69.6
PA6	20	15	30	18.6	16.5	15	12	0
									增韧剂	9	10	8	10	5	7.8	10	0
纳米蒙脱土	10.7	20	6.6	5	8	10	5	0
									玻璃纤维	30	14.9	10	16	20	12	12.5	30
抗氧剂	0.3	0.1	0.4	0.4	0.5	0.2	0.5	0.4

表2

根据实施例与比较例制得的样品1-4#对性能进行测试，采用ASTM标准进行测试，具体的性能如表3所示。

表3

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7	比较例8
									拉伸强度Mpa	123.1	145.8	141.9	121.4	134.6	125.8	154.3	155.5
断裂伸长率％	2.3	4	2	5.3	3	4.1	3.1	2.8
									弯曲强度Mpa	167.4	175.9	200.5	166.4	194.6	182.5	198.7	210.4
弯曲模量Mpa	6852.3	7248.1	7543.2	5821.7	6809.9	7358.9	5922.5	7209.7
									冲击强度J/M	101.5	227.6	65.5	238.5	94.5	108.9	70.5	103.5
长时间热稳定性实验	通过	通过	通过	通过	通过	通过	通过	开裂
									高温热稳定性实验	通过	通过	通过	通过	通过	通过	通过	通过
热冲击实验	通过	通过	通过	通过	通过	通过	通过	开裂

由表3可以知道：在保持材料的力学性能同时，本发明的产品可以通过长期热稳定实验、高温热稳定实验，以及热冲击实验。

综上所述，本发明提供了一种在保证优良力学性能的同时，能够经受长期苛刻的高低温循环实验和热冲击实验的材料，该材料已经被应用到汽车碳管阀的制件中，取代目前的金属碳管阀。

Claims

1.一种耐高低温循环的玻纤增强PA66复合材料，其特征在于该复合材料主要由PA66、PA6、增韧剂、纳米蒙脱土、玻璃纤维、抗氧剂组成，所述的复合材料质量含量如下：

PA66 30～60％；

PA6 15～30％；

增韧剂 5～10％；

纳米蒙脱土5～20％；

玻璃纤维 10～30％；

抗氧剂 0.1～0.5％。

2.如权利要求1所述的耐高低温循环的玻纤增强PA66复合材料，其特征在于所述的PA66与PA6树脂都为普通注塑级，PA66的树脂粘度为2.4-3.2，PA6的树脂粘度为2.2-3.0。

3.如权利要求1所述的耐高低温循环的玻纤增强PA66复合材料，其特征在于所述的增韧剂为POE接枝不饱和酸或者酸酐的接枝聚合的低聚物，为马来酸酐接枝POE，其熔融指数为2g/10min，接枝率为0.5-1％。

4.如权利要求1所述的耐高低温循环的玻纤增强PA66复合材料，其特征在于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。

5.如权利要求1所述的耐高低温循环的玻纤增强PA66复合材料，其特征在于所述的玻璃纤维为无碱长玻璃纤维，其表面经硅烷偶联剂处理。

6.如权利要求1所述的耐高低温循环的玻纤增强PA66复合材料，其特征在于所述的抗氧剂为一种受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配体系。

7.如权利要求6所述的耐高低温循环的玻纤增强PA66复合材料，其特征在于所述的抗氧剂为1010/168(1∶1)。

8.制备如权利要求1所述的耐高低温循环的玻纤增强PA66复合材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)按所述重量百分比含量称取原料：

PA66 30～60％；

PA6 15～30％；

增韧剂 5～10％；

纳米蒙脱土5～20％；

玻璃纤维 10～30％；

抗氧剂 0.1～0.5％；

(2)将上述组分除了玻璃纤维外，其他组分按比例放入高混机中混合2-5分钟，出料；

(3)然后加入到螺杆挤出机中，玻璃纤维由玻纤口加入，挤出加工造粒，加工温度在250-265℃，螺杆转数在30-40Hz。