CN102924916B - Pa、petg复合材料及其制备方法 - Google Patents

Pa、petg复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种PA、PETG复合材料，其各种原料的重量百分数为：PA66：9-44.6；PETG：10-20；MC尼龙：10-20；增韧剂：5-15；无碱玻璃纤维：30-35；抗氧剂：0.2-0.5；加工助剂：0.2-0.5。其制备方法为：各组分在混料机中混合2分钟后放入双螺杆挤出机中挤出造粒即得。本发明材料具有高冲击强度、耐热、高电性能、高模量、高刚性、高的表面光泽度，在-20℃到260℃高低温范围内依然可以正常使用。

Description

PA、PETG复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种适用于制造耐高低温场合的汽车前灯反光器、轴承座、皮带轮、传感器壳体、燃料管线元件和电气元件等的PA、PETG复合材料及其制备方法。
背景技术
聚酰胺(PA)俗称尼龙，其酰胺基团有极性，能形成氢键，所以机械性能优秀，具有抗冲击性，是相对坚韧的工程塑料。这种材料的特点是：1、结晶度高，熔点明显，表面硬度大，耐磨损，摩擦系数小，有自润滑性和消音性。2、低温性能好，有一定耐热性。3、无毒、无臭、无霉烂，有自熄性，耐候性好，但染色性差。4、化学稳定性好，耐海水、耐溶剂、耐油，但不耐酸。5、电绝缘性好，但易受温度影响。6、它吸水性大，水份影响尺寸稳定性和电性能。由于其优异的性能，所以尼龙在工业制造中应用很广泛，如在汽车、仪器仪表、机械、纺织等领域中，大多采用这种材料作为零部件和结构件。
由于PA树脂的杰出的物理、热和电性能，尤其是适中的成本，使它有广阔的应用范围。这些性能和优良的耐化学性一起，使PA成为汽车工业许多用途的候选者。趋向更好的空气动力学车身设计连同更高性能的马达，将提高发动机箱的温度，使传统的热塑塑料显得不尽适用。
PETG是一种非结晶型共聚聚酯，随着共聚物中CHDM的增加，熔点下降，玻璃化温度上升，结晶度下降，最后形成无定形聚合物。一般PETG中CHDM的含量在30％-40％较适宜。具有较好的粘性、透明度、颜色、耐化学药剂、和抗应力白化能力。可很快热成型或挤出吹塑成型。粘度比丙烯酸(亚克力)好。其制品高度透明，抗冲击性能优异，特别适宜成型厚壁透明制品，其加工成型性能极佳，能够按照设计者的意图进行任意形状的设计，可以采用传统的挤出、注塑、吹塑及吸塑等成型方法，可以广泛应用于板片材、高性能收缩膜、瓶用及异型材等市场，同时其二次加工性能优良，可以进行常规的机加工修饰。PETG是一种非晶型共聚酯，其制品高度透明，抗冲击性能优异，特别适宜成型厚壁透明制品，其加工成型性能极佳，能够按照设计者的意图进行任意形状的设计，可以采用传统的挤出、注塑、吹塑及吸塑等成型方法，可以广泛应用于板片材、高性能收缩膜、瓶用及异型材、化妆品包装等市场，同时其二次加工性能优良，可以进行常规的机加工修饰。
尼龙、PETG合金具有两者的优点，另外加入单体浇铸的MC尼龙，使合金具有高物理性能和高光泽度的同时还有很好的耐低温效果，以拓宽物料应用领域。
发明内容
本发明的目的是提出一种PA、PETG复合材料及其制备方法，具有高冲击强度、耐热、高电性能、高模量、高刚性、高的表面光泽度，在-20℃到260℃高低温范围内依然可以正常使用。
为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下：
一种PA、PETG复合材料，其各种原料的重量百分数为：
PA66             9-44.6；
PETG             10-20；
MC尼龙           10-20；
增韧剂           5-15；
无碱玻璃纤维     30-35；
抗氧剂           0.2-0.5；
加工助剂        0.2-0.5。
优选地，其各种原料的重量百分数为：
PA66            18-35.6；
PETG            13-17；
MC尼龙          13-17；
增韧剂          8-12；
无碱玻璃纤维    30-35；
抗氧剂          0.2-0.5；
加工助剂        0.2-0.5。
所述的增韧剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)和马来酸酐接枝乙烯-丁烯共聚物复配而成。
所述的无碱玻璃纤维为无碱玻璃纤维ER13-2000-988A。
所述的抗氧剂为酚类抗氧剂(1010)和亚磷酸脂类抗氧剂(168)。
所述的加工助剂为乙撑双硬脂酸酰胺、硅酮粉中的一种或两种复配而成。
一种PA、PETG复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将PA66、PETG、MC尼龙在110℃下烘3小时，控制水份在0.1％以下；
(2)将烘干的PA66、PETG、MC尼龙、增韧剂、抗氧剂、加工助剂按比例(重量百分数为：PA66：9-44.6；PETG：10-20；MC尼龙：10-20；增韧剂：5-15；抗氧剂：0.2-0.5；加工助剂：0.2-0.5)通过混料机混合2分钟，使各组分充分搅拌分散均匀；
(3)将步骤(2)的混合均匀的物料从计量喂料器进入双螺杆挤出机，进行塑化、熔融，同时在双螺杆挤出机加入30-35重量百分数的无碱玻璃纤维；
(4)将步骤(3)挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。
所述无碱玻璃纤维在双螺杆挤出机的第五节螺筒加入。
所述熔融挤出温度在260-280℃之间，螺杆转速为400转/分。
所述双螺杆挤出机的螺杆温度：一区：265℃、二区270℃、三区275℃、四区275℃、模头275℃。
本发明所述的PA、PETG复合材料及其制备方法的有益效果是：具有高冲击强度、耐热、高电性能、高模量、高刚性、高的表面光泽度，在-20℃到260℃高低温范围内依然可以正常使用。
具体实施方式
下面对本发明的最佳实施方案作进一步的详细的描述。
实施例1：
一种PA、PETG复合材料，其原料的重量百分数为：
PA66         9；
PETG         20；
MC尼龙       20；
增韧剂       15；
无碱玻璃纤维 35；
抗氧剂       0.5；
加工助剂        0.5。
该PA、PETG复合材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将PA66树脂、PETG树脂、MC尼龙切片在110℃下烘3小时，控制水份在0.1％以下；
(2)将烘干的PA66树脂、PETG树脂、MC尼龙切片、增韧剂、抗氧剂、加工助剂按比例(重量百分数为：PA66树脂：9；PETG树脂：20；MC尼龙切片：20；增韧剂：15；抗氧剂：0.5；加工助剂：0.5)通过混料机混合2分钟，使各组分充分搅拌分散均匀；
(3)将步骤(2)的混合均匀的物料从计量喂料器进入双螺杆挤出机，进行塑化、熔融，同时在双螺杆挤出机加入35重量百分数的无碱玻璃纤维；
(4)将步骤(3)挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。
实施例2：
一种PA、PETG复合材料，其原料的重量百分数为：
PA66        44.6；
PETG        10；
MC尼龙      10；
增韧剂      5；
无碱玻璃纤维30；
抗氧剂      0.2；
加工助剂    0.2。
该PA、PETG复合材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将PA66树脂、PETG树脂、MC尼龙切片在110℃下烘3小时，控制水份在0.1％以下；
(2)将烘干的PA66树脂、PETG树脂、MC尼龙切片、增韧剂、抗氧剂、加工助剂按比例(重量百分数为：PA66树脂：44.6；PETG树脂：10；MC尼龙切片：10；增韧剂：5；抗氧剂：0.2；加工助剂：0.2)通过混料机混合2分钟，使各组分充分搅拌分散均匀；
(3)将步骤(2)的混合均匀的物料从计量喂料器进入双螺杆挤出机，进行塑化、熔融，同时在双螺杆挤出机加入30重量百分数的无碱玻璃纤维；
(4)将步骤(3)挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。
实施例3：
一种PA、PETG复合材料，其原料的重量百分数为：
PA66        29.2；
PETG        14；
MC尼龙      14；
增韧剂      10；
无碱玻璃纤维32；
抗氧剂      0.4；
加工助剂    0.4。
该PA、PETG复合材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将PA66树脂、PETG树脂、MC尼龙切片在110℃下烘3小时，控制水份在0.1％以下；
(2)将烘干的PA66树脂、PETG树脂、MC尼龙切片、增韧剂、抗氧剂、加工助剂按比例(重量百分数为：PA66树脂：29.2；PETG树脂：14；MC尼龙切片：14；增韧剂：10；抗氧剂：0.4；加工助剂：0.4)通过混料机混合2分钟，使各组分充分搅拌分散均匀；
(3)将步骤(2)的混合均匀的物料从计量喂料器进入双螺杆挤出机，进行塑化、熔融，同时在双螺杆挤出机加入32重量百分数的无碱玻璃纤维；
(4)将步骤(3)挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。
实施例4：
一种PA、PETG复合材料，其原料的重量百分数为：
PA66        26.4；
PETG        15；
MC尼龙      15；
增韧剂      10；
无碱玻璃纤维33；
抗氧剂      0.3；
加工助剂    0.3。
该PA、PETG复合材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将PA66树脂、PETG树脂、MC尼龙切片在110℃下烘3小时，控制水份在0.1％以下；
(2)将烘干的PA66树脂、PETG树脂、MC尼龙切片、增韧剂、抗氧剂、加工助剂按比例(重量百分数为：PA66树脂：26.4；PETG树脂：15；MC尼龙切片：15；增韧剂：10；抗氧剂：0.3；加工助剂：0.3)通过混料机混合2分钟，使各组分充分搅拌分散均匀；
(3)将步骤(2)的混合均匀的物料从计量喂料器进入双螺杆挤出机，进行塑化、熔融，同时在双螺杆挤出机加33重量百分数的无碱玻璃纤维；
(4)将步骤(3)挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。
按照实施例3和4中的物料配比制备的复合材料的性能参数如下表：。
实施例5：
一种PA、PETG复合材料，其原料的重量百分数为：
PA66        35.6；
PETG        13；
MC尼龙      13；
增韧剂      8；
无碱玻璃纤维    30；
抗氧剂          0.2；
加工助剂        0.2。
该PA、PETG复合材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将PA66树脂、PETG树脂、MC尼龙切片在110℃下烘3小时，控制水份在0.1％以下；
(2)将烘干的PA66树脂、PETG树脂、MC尼龙切片、增韧剂、抗氧剂、加工助剂按比例(重量百分数为：PA66树脂：35.6；PETG树脂：13；MC尼龙切片：13；增韧剂：5；抗氧剂：0.2；加工助剂：0.2)通过混料机混合2分钟，使各组分充分搅拌分散均匀；
(3)将步骤(2)的混合均匀的物料从计量喂料器进入双螺杆挤出机，进行塑化、熔融，同时在双螺杆挤出机加入30重量百分数的无碱玻璃纤维；
(4)将步骤(3)挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。
实施例6：
一种PA、PETG复合材料，其原料的重量百分数为：
PA66        18；
PETG        17；
MC尼龙      17；
增韧剂      12；
无碱玻璃纤维35；
抗氧剂      0.5；
加工助剂    0.5。
该PA、PETG复合材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将PA66树脂、PETG树脂、MC尼龙切片在110℃下烘3小时，控制水份在0.1％以下；
(2)将烘干的PA66树脂、PETG树脂、MC尼龙切片、增韧剂、抗氧剂、加工助剂按比例(重量百分数为：PA66树脂：18；PETG树脂：17；MC尼龙切片：17；增韧剂：12；抗氧剂：0.5；加工助剂：0.5)通过混料机混合2分钟，使各组分充分搅拌分散均匀；
(3)将步骤(2)的混合均匀的物料从计量喂料器进入双螺杆挤出机，进行塑化、熔融，同时在双螺杆挤出机加入35重量百分数的无碱玻璃纤维；
(4)将步骤(3)挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。
上述1～6实施例中：
所述的增韧剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)和马来酸酐接枝乙烯-丁烯共聚物复配而成。
所述的无碱玻璃纤维为无碱玻璃纤维ER13-2000-988A。
所述的抗氧剂为酚类抗氧剂(1010)和亚磷酸脂类抗氧剂(168)。
所述的加工助剂为乙撑双硬脂酸酰胺、硅酮粉中的一种或两种复配而成。
所述无碱玻璃纤维在双螺杆挤出机的第五节螺筒加入。
所述双螺杆挤出机的螺杆转速为400转/分。
所述双螺杆挤出机的螺杆温度：一区：265℃、二区270℃、三区275℃、四区275℃、模头275℃。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，便于该技术领域的技术人员能理解和应用本发明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PA、PETG复合材料，其特征在于：其各种原料的重量百分数为：
PA66        9-44.6；
PETG        10-20；
MC尼龙      10-20；
增韧剂      5-15；
无碱玻璃纤维30-35；
抗氧剂      0.2-0.5；
加工助剂    0.2-0.5。
2.根据权利要求1所述的PA、PETG复合材料，其特征在于：其各种原料的重量百分数为：
PA66        18-35.6；
PETG        13-17；
MC尼龙      13-17；
增韧剂      8-12；
无碱玻璃纤维30-35；
抗氧剂      0.2-0.5；
加工助剂    0.2-0.5。
3.根据权利要求1或2所述的PA、PETG复合材料，其特征在于：所述的增韧剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯和马来酸酐接枝乙烯-丁烯共聚物复配而成。
4.根据权利要求1或2所述的PA、PETG复合材料，其特征在于：所述的无碱玻璃纤维为无碱玻璃纤维ER13-2000-988A。
5.根据权利要求1或2所述的PA、PETG复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为酚类抗氧剂和亚磷酸脂类抗氧剂。
6.根据权利要求1或2所述的PA、PETG复合材料，其特征在于：所述的加工助剂为乙撑双硬脂酸酰胺、硅酮粉中的一种或两种复配而成。
7.一种权利要求1所述的PA、PETG复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将PA66、PETG、MC尼龙在110℃下烘3小时，控制水份在0.1％以下；
(2)将烘干的PA66、PETG、MC尼龙、增韧剂、抗氧剂、加工助剂按比例通过混料机混合2分钟，使各组分充分搅拌分散均匀；
(3)将步骤(2)的混合均匀的物料加入双螺杆挤出机，进行塑化、熔融，同时在双螺杆挤出机加入30-35重量百分数的无碱玻璃纤维；
(4)将步骤(3)挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。
8.根据权利要求7所述的PA、PETG复合材料的制备方法，其特征在于：所述无碱玻璃纤维在双螺杆挤出机的第五节螺筒加入。
9.根据权利要求7所述的PA、PETG复合材料的制备方法，其特征在于：所述熔融挤出温度在260-280℃之间，螺杆转速为400转/分。
10.根据权利要求9所述的PA、PETG复合材料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的螺杆温度：一区：265℃、二区270℃、三区275℃、四区275℃、模头275℃。
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