CN103102680A - 一种低成本阻燃耐磨高抗冲聚酰胺6复合材料及制备方法 - Google Patents

一种低成本阻燃耐磨高抗冲聚酰胺6复合材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有低成本、阻燃、耐磨、高抗冲等性能的聚酰胺6复合材料的及其制备方法。本发明的复合材料由如下重量分数的组分制成:100份回收聚酰胺6、50~100份回收聚丙烯、阻燃剂20~60份、耐磨填料10~20份、偶联剂0.2~0.6份、增韧剂15~35份、加工助剂0.1~2份。本发明的复合材料具有较高的强度、韧性、阻燃、耐磨、低成本等特点且应用领域广阔,可应用于包括汽车业、家电业、精密电子电器等领域。

Description

一种低成本阻燃耐磨高抗冲聚酰胺6复合材料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子材料改性领域,尤其涉及一种低成本阻燃耐磨高抗冲聚酰胺6复合材料及制备方法。
背景技术
随着科学技术的进步,人们生活水平的不断提高,“环保”这个概念也越来越引起社会及人们的重视,以及近年来政府提出的“白色污染”这一新兴词汇,使得很多科研人员在进行研究时总会或多或少的考虑到这些环境问题。对于高分子-塑料领域而言,能够将热塑性塑料进行回收利用,一时间也引起了高度的重视及研究,近年来这个领域主要研究的回料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯,而对聚酰胺6的回收研究则很少。本发明从环保这个角度出发,基体树脂全部利用回料进行研究,最终制得了一种低成本、阻燃、高抗冲聚酰胺6复合材料。
多水高岭土又称埃洛石(简称:HNTs),分子式为:Al2O3·2SiO2·4H2O,天然埃洛石呈纳米管状结构,直径为0.1~0.4μm,长度<0.5μm,手感很光滑,由于其分子间的作用力较弱,故分散性较好,以及分子中含有大量的羟基,可以和聚酰胺形成氢键增加界面相互作用。埃洛石成本较低,一般比滑石粉价格还低,其效果也较好;另一方面,由于埃洛石中含有较多的结晶水,在燃烧时结晶水汽化吸热且起到阻隔氧气的作用而使得复合材料的阻燃性能有所提高。本发明将其作为无卤阻燃剂使用,又具一定的增强作用,可明显提高复合材料的强度、模量及热变形温度。本发明将埃洛石与膨胀型阻燃剂多聚磷酸铵和季戊四醇以及高效阻燃剂十溴二苯乙烷和三氧化二锑进行复配混合使用,具有一定的协同作用,比单独使用阻燃效果好。
碳化硼,分子式为B4C,俗称人造金刚石,是一种有很高硬度的硼化物,硬度比工业金刚石低,但比碳化硅高,是继氮化硼、金刚石、富勒烯化合物和钻石整体纤管后的第五种已知最硬的物质。与酸、碱溶液不起反应,容易制造而且价格相对便宜。广泛应用于陶瓷等硬质材料的磨削、研磨、钻孔等。
立方氮化硼可简写为CBN,其晶体结构类似金刚石,硬度略低于金刚石(立方氮化硼维氏硬度HV72000~98000兆帕,金刚石维氏硬度HV100000兆帕),因此它与金刚石统称为超硬材料,常用作磨料和刀具材料。本文将碳化硼与立方氮化硼复配使用可明显提高复合材料的耐磨性能。
离聚体一般为乙烯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸三元嵌段共聚物的钠、钾、锌盐,具有一定的弹性。由于离聚体中含有钠、钾、锌等离子,故具有较强的极性,与聚酰胺的相互作用较大,将其作为聚丙烯和聚酰胺的增韧剂也起到一定的增容效果。本发明将其与乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐共用(至今尚未见报道),起到一定的协同作用,可明显提高复合材料的韧性。
 
发明内容
本发明的目的在于选用回料作为研究对象、选用多水高岭土作为阻燃剂、选用离聚体与乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐作为增韧剂,提供了一种低成本、阻燃、耐磨、高抗冲聚酰胺6复合材料。
本发明的另一目的是提供上述复合材料的制备方法。
为了实现以上目的,本发明的技术方案是提供一种低成本、阻燃、耐磨、高抗冲聚酰胺6复合材料,由如下重量份数的组分制成:
回收聚酰胺6         100份、
                       回收聚丙烯        50~100份、
                       阻燃剂             20~60份、
                       耐磨填料           10~20份、
                       偶联剂            0.2~0.6份、
                       增韧剂             15~35份、
                       加工助剂           0.1~2份。
所述的回收聚酰胺6(回收PA6)的数均分子量Mn的范围为5000~12000,其来源广泛,如可以为尼龙废丝的造粒料等。
所述的回收聚丙烯(回收PP)的数均分子量Mn的范围为20000~40000,其来源广泛,如可以为洗衣机外壳回料、塑料桶回料等回料的造粒料。
所述的阻燃剂包括阻燃剂A和阻燃协效剂B,所述的阻燃剂A为多水高岭土(HNTs)、多聚磷酸胺(APP)、季戊四醇(PER)和十溴二苯乙烷(DBDPE)的混合物,所述的阻燃协效剂B为三氧化二锑(Sb2O3)和硼酸锌(ZB)中的一种或两种,所述的多水高岭土粒径为400~1000目。
所述的耐磨填料为碳化硼(B4C)粉末和立方氮化硼(CBN)粉末,耐磨填料碳化硼粉末和立方氮化硼粉末的质量比为4:1~1:4,且粒径为5000~10000目。
所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或两种,且钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯(TMC-201),硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)。
所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)和离聚体的混合物,所述的离聚体为乙烯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸三元嵌段共聚物及其钠、钾、锌盐中的一种或几种,优选为乙烯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸三元嵌段共聚物的钠盐,例如:美国杜邦公司的沙林8920、8940中的一种或几种。
所述的增韧剂离聚体和乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐的质量比为4:1~1:4。
所述的加工助剂为白油、硬脂酸、硬脂酸钙中的一种或几种。
本发明的低成本、阻燃、耐磨、高抗冲聚酰胺6复合材料的制备方法,包括下述步骤:
第一步,将20~60份阻燃剂和10~20份耐磨填料置于高速混合机中,接着开启电源,将0.1~0.3份的偶联剂从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时3~5min,混合温度为80~90℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用;
第二步,将100份回收聚酰胺6、50~100份回收聚丙烯、15~35份增韧剂经高速混合机常温混合2~5min,接着加入0.1~0.3份偶联剂经高速混合机高温混合2~5min,混合温度为80~90℃,再加入第一步制备好的20~60份阻燃剂和10~20份耐磨填料高温混合2~5min,混合温度为80~90℃,最后加入0.1~2份加工助剂常温混合2~5min,整个混合过程中混合机转速为200~250转/min;接着将混合好的料放入温度为80~100℃真空干燥箱中干燥10~15小时;
第三步,取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装;挤出机加热温度保持在140~245℃之间,挤出螺杆长径比为30~40之间,挤出螺杆转速为200~300转/min,喂料速度为20~25转/min。
优选的所述回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在80~100℃条件下真空干燥10~15小时。
优选的所述偶联剂使用前用无水乙醇醇解10~15min,且按重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
本发明的有益之处:
(1)、随着社会的不断发展,人们对环保要求的不断提升,本发明采用市面上较多的回料如聚酰胺6回料和聚丙烯回料作为研究基础,可改善环境污染,降低能耗。本发明主要是提高现有聚酰胺6回料和聚丙烯回料的利用价值。
(2)、一般阻燃剂较多的为卤素阻燃剂,不满足现有社会环保的要求;再者,阻燃剂一般为两种类型的阻燃剂复配使用,本发明将新型无机阻燃剂-多水高岭土与磷系阻燃剂-多聚磷酸铵、季戊四醇、环保阻燃剂-十溴二苯乙烷、阻燃协效剂-三氧化二锑和硼酸锌复配使用可得到阻燃性能良好的聚合物复合材料。
(3)、一般聚丙烯的增韧剂为异丙橡胶或三元异丙橡胶以及聚酰胺的增韧剂为三元异丙橡胶或乙烯-辛烯共聚物,本发明采用新型增韧剂离聚体与乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐复配使用可明显改善复合材料的韧性,较单独使用的增韧效果好。
(4)、特殊的材料加工工艺。对于上述复合材料的制备方法,加工工艺方面有如下几点需要强调:
A:第一步中混合温度确定为80~90℃。温度高于90℃时,无水乙醇挥发过快,在还没有混合均匀的的情况下,无水乙醇已全部挥发;温度低于低于80℃时,不利于偶联剂与阻燃剂、耐磨填料之间相互作用。
B:第二步中将混合好的料放入温度为80~100℃真空干燥箱中干燥10~15小时。这有利于阻燃剂、耐磨填料与基体树脂之间的相互作用,增加了两者之间的作用时间。
C:将偶联剂分成两份,分别处理阻燃剂和基体树脂,分两步处理。这有利于阻燃剂在基体树脂中的分散,提高复合材料的综合性能。
(5):一般耐磨填料为二氧化硅、二硫化钼等,而本发明将碳化硼作为耐磨填料,碳化硼分子式为B4C,俗称人造金刚石,是一种有很高硬度的硼化物,硬度比工业金刚石低,但比碳化硅高,是继氮化硼、金刚石、富勒烯化合物和钻石整体纤管后的第五种已知最硬的物质。与酸、碱溶液不起反应,容易制造而且价格相对便宜。广泛应用于陶瓷等硬质材料的磨削、研磨、钻孔等。将其作为塑料的耐磨填料至今未见报道。立方氮化硼可简写为CBN,其晶体结构类似金刚石,硬度略低于金刚石(立方氮化硼维氏硬度HV72000~98000兆帕,金刚石维氏硬度HV100000兆帕),因此它与金刚石统称为超硬材料,常用作磨料和刀具材料。本文将碳化硼与立方氮化硼复配使用可明显提高复合材料的耐磨性能。
(6)、本发明最大的特点就是将回料、阻燃剂、新型增韧剂、新型耐磨填料复合使用,制得了高性能复合材料,其具有较高的强度、韧性、阻燃、耐磨、低成本等特点且应用领域广阔,可应用于包括汽车业、家电业、精密电子电器等领域。
具体实施方式
下面结合以下实施例对本发明作进一步说明。
以下所有实施例及对比例中测试项目均执行相应的测试标准,即冲击性能执行GB/T 1843;耐磨性能执行GB/T 3960;阻燃性能执行GB/T2406。
如无特别说明,实施例中所述份数均为重量份。实施例中所用回收PA6为尼龙6废丝的造粒料, 数均分子量Mn的范围为5000~12000,回收PP为PP塑料桶回料的造粒料, 数均分子量Mn的范围为20000~40000。增韧剂为乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)和离聚体的混合物,所述的离聚体为乙烯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸三元嵌段共聚物及其钠、钾、锌盐中的一种或几种,优选为乙烯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸三元嵌段共聚物的钠盐,例如:美国杜邦公司的沙林8920、8940中的一种或几种。
 
实施例1
第一步,将5份粒径为400目的HNTs、3份APP、2份PER、7份DBDPE、3份Sb2O3和5份粒径为5000目的B4C和5份粒径为5000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.1份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时3min,混合温度为80℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、50份回收PP、10份POE-g-MAH和5份沙林8920经高速混合机常温混合2min,接着加入0.1份KH550经高速混合机高温混合2min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合2min,混合温度为80℃,最后加入0.1份白油常温混合2min,整个混合过程中混合机转速为200转/min;接着将混合好的料放入温度为80℃真空干燥箱中干燥10小时。回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在80℃条件下真空干燥10小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
第三步,取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为30之间,挤出螺杆转速为200转/min,喂料速度为20转/min。基本性能见表1。
 
对比例1
第一步,将20份粒径为400目的HNTs和5份粒径为5000目的B4C和5份粒径为5000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.1份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时3min,混合温度为80℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、50份回收PP、10份POE-g-MAH和5份沙林8920经高速混合机常温混合2min,接着加入0.1份KH550经高速混合机高温混合2min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合2min,混合温度为80℃,最后加入0.1份白油常温混合2min,整个混合过程中混合机转速为200转/min;接着将混合好的料放入温度为80℃真空干燥箱中干燥10小时。取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为30之间,挤出螺杆转速为200转/min,喂料速度为20转/min。基本性能见表1。
注:回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在80℃条件下真空干燥10小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
 
对比例2
第一步,将12份APP、8份PER和5份粒径为5000目的B4C和5份粒径为5000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.1份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时3min,混合温度为80℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、50份回收PP、10份POE-g-MAH和5份沙林8920经高速混合机常温混合2min,接着加入0.1份KH550经高速混合机高温混合2min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合2min,混合温度为80℃,最后加入0.1份白油常温混合2min,整个混合过程中混合机转速为200转/min;接着将混合好的料放入温度为80℃真空干燥箱中干燥10小时。取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为30之间,挤出螺杆转速为200转/min,喂料速度为20转/min。基本性能见表1。
注:回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在80℃条件下真空干燥10小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
 
对比例3
第一步,将14份DBDPE、6份Sb2O3和5份粒径为5000目的B4C和5份粒径为5000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.1份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时3min,混合温度为80℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、50份回收PP、10份POE-g-MAH和5份沙林8920经高速混合机常温混合2min,接着加入0.1份KH550经高速混合机高温混合2min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合2min,混合温度为80℃,最后加入0.1份白油常温混合2min,整个混合过程中混合机转速为200转/min;接着将混合好的料放入温度为80℃真空干燥箱中干燥10小时。取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为30之间,挤出螺杆转速为200转/min,喂料速度为20转/min。基本性能见表1。
注:回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在80℃条件下真空干燥10小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
 
对比例4
第一步,将6份APP、3份PER、8份DBDPE、3份Sb2O3和5份粒径为5000目的B4C和5份粒径为5000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.1份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时3min,混合温度为80℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、50份回收PP、10份POE-g-MAH和5份沙林8920经高速混合机常温混合2min,接着加入0.1份KH550经高速混合机高温混合2min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合2min,混合温度为80℃,最后加入0.1份白油常温混合2min,整个混合过程中混合机转速为200转/min;接着将混合好的料放入温度为80℃真空干燥箱中干燥10小时。取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为30之间,挤出螺杆转速为200转/min,喂料速度为20转/min。基本性能见表1。
注:回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在80℃条件下真空干燥10小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
 
对比例5
第一步,将5份粒径为400目的HNTs、3份APP、2份PER、7份DBDPE、3份Sb2O3置于高速混合机中,接着开启电源,将0.1份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时3min,混合温度为80℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、50份回收PP、10份POE-g-MAH和5份沙林8920经高速混合机常温混合2min,接着加入0.1份KH550经高速混合机高温混合2min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合2min,混合温度为80℃,最后加入0.1份白油常温混合2min,整个混合过程中混合机转速为200转/min;接着将混合好的料放入温度为80℃真空干燥箱中干燥10小时。取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为30之间,挤出螺杆转速为200转/min,喂料速度为20转/min。基本性能见表1。
注:回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在80℃条件下真空干燥10小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
 
对比例6
第一步,将5份粒径为400目的HNTs、3份APP、2份PER、7份DBDPE、3份Sb2O3和10份粒径为5000目的B4C置于高速混合机中,接着开启电源,将0.1份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时3min,混合温度为80℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、50份回收PP、10份POE-g-MAH和5份沙林8920经高速混合机常温混合2min,接着加入0.1份KH550经高速混合机高温混合2min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合2min,混合温度为80℃,最后加入0.1份白油常温混合2min,整个混合过程中混合机转速为200转/min;接着将混合好的料放入温度为80℃真空干燥箱中干燥10小时。取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为30之间,挤出螺杆转速为200转/min,喂料速度为20转/min。基本性能见表1。
注:回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在80℃条件下真空干燥10小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
 
对比例7
第一步,将5份粒径为400目的HNTs、3份APP、2份PER、7份DBDPE、3份Sb2O3和10份粒径为5000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.1份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时3min,混合温度为80℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、50份回收PP、10份POE-g-MAH和5份沙林8920经高速混合机常温混合2min,接着加入0.1份KH550经高速混合机高温混合2min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合2min,混合温度为80℃,最后加入0.1份白油常温混合2min,整个混合过程中混合机转速为200转/min;接着将混合好的料放入温度为80℃真空干燥箱中干燥10小时。取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为30之间,挤出螺杆转速为200转/min,喂料速度为20转/min。基本性能见表1。
注:回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在80℃条件下真空干燥10小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
表-1 实施例1和对比例1~7的基本性能
Figure 2013100537731100002DEST_PATH_IMAGE001
实施例2
第一步,将20份粒径为1000目的HNTs、12份APP、6份PER、9份DBDPE、3份Sb2O3和16份粒径为8000目的B4C和4份粒径为10000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.3份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时5min,混合温度为90℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、100份回收PP、12份POE-g-MAH和3份沙林8940经高速混合机常温混合5min,接着加入0.3份KH550经高速混合机高温混合5min,混合温度为90℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合5min,混合温度为90℃,最后加入2份硬脂酸钙常温混合5min,整个混合过程中混合机转速为250转/min;接着将混合好的料放入温度为100℃真空干燥箱中干燥15小时。回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在100℃条件下真空干燥15小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
第三步,取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为40之间,挤出螺杆转速为300转/min,喂料速度为25转/min。基本性能见表2。
 
实施例3
第一步,将15份粒径为800目的HNTs、10份APP、5份PER、8份DBDPE、3份ZB和4份粒径为8000目的B4C和16份粒径为8000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.2份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时4min,混合温度为85℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、70份回收PP、28份POE-g-MAH和7份沙林8920经高速混合机常温混合4min,接着加入0.2份KH550经高速混合机高温混合5min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合3.5min,混合温度为90℃,最后加入1.5份硬脂酸常温混合5min,整个混合过程中混合机转速为220转/min;接着将混合好的料放入温度为90℃真空干燥箱中干燥12小时。取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为35之间,挤出螺杆转速为250转/min,喂料速度为22转/min。基本性能见表2。
注:回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在90℃条件下真空干燥12小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
 
实施例4
第一步,将12份粒径为600目的HNTs、12份APP、6份PER、7份DBDPE、2份ZB和5份粒径为8000目的B4C和10份粒径为10000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.15份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时3min,混合温度为85℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、80份回收PP、15份POE-g-MAH和15份沙林8920经高速混合机常温混合4min,接着加入0.2份KH550经高速混合机高温混合5min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合3.5min,混合温度为90℃,最后加入1.5份白油常温混合5min,整个混合过程中混合机转速为220转/min;接着将混合好的料放入温度为90℃真空干燥箱中干燥12小时。回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在90℃条件下真空干燥12小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
第三步,取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为35之间,挤出螺杆转速为250转/min,喂料速度为22转/min。基本性能见表2。
 
实施例5
第一步,将20份粒径为600目的HNTs、12份APP、8份PER、7份DBDPE、3份Sb2O3和8份粒径为10000目的B4C和10份粒径为10000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.15份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时3min,混合温度为85℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、75份回收PP、10份POE-g-MAH、10份沙林8920、10份沙林8940经高速混合机常温混合4min,接着加入0.2份KH550经高速混合机高温混合5min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合3.5min,混合温度为90℃,最后加入0.5份白油、1.2份硬脂酸钙常温混合5min,整个混合过程中混合机转速为230转/min;接着将混合好的料放入温度为90℃真空干燥箱中干燥12小时。回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在90℃条件下真空干燥12小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
第三步,取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为35之间,挤出螺杆转速为280转/min,喂料速度为24转/min。基本性能见表2。
 
实施例6
第一步,将25份粒径为800目的HNTs、12份APP、8份PER、10份DBDPE、5份Sb2O3和10份粒径为6500目的B4C和6份粒径为8000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.2份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时3min,混合温度为85℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、90份回收PP、15份POE-g-MAH、 10份沙林8920、10份沙林8940经高速混合机常温混合4min,接着加入0.3份KH550经高速混合机高温混合5min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合3.5min,混合温度为90℃,最后加入0.5份白油、1.2份硬脂酸钙常温混合5min,整个混合过程中混合机转速为230转/min;接着将混合好的料放入温度为90℃真空干燥箱中干燥12小时。回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在90℃条件下真空干燥12小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
第三步,取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为35之间,挤出螺杆转速为280转/min,喂料速度为24转/min。基本性能见表2。
表-2 实施例2 ~6的基本性能
Figure 717964DEST_PATH_IMAGE002
对比例8
第一步,将25份粒径为800目的HNTs、12份APP、8份PER、10份DBDPE、5份Sb2O3和10份粒径为6500目的B4C和6份粒径为8000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.2份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时3min,混合温度为85℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、90份回收PP、35份POE-g-MAH经高速混合机常温混合4min,接着加入0.3份KH550经高速混合机高温混合5min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合3.5min,混合温度为90℃,最后加入0.5份白油、1.2份硬脂酸钙常温混合5min,整个混合过程中混合机转速为230转/min;接着将混合好的料放入温度为90℃真空干燥箱中干燥12小时。取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为35之间,挤出螺杆转速为280转/min,喂料速度为24转/min。基本性能见表3。
注:回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在90℃条件下真空干燥12小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
 
对比例9
第一步,将25份粒径为800目的HNTs、12份APP、8份PER、10份DBDPE、5份Sb2O3和10份粒径为6500目的B4C和6份粒径为8000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.2份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时3min,混合温度为85℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、90份回收PP、25份沙林8920、10份沙林8940经高速混合机常温混合4min,接着加入0.3份KH550经高速混合机高温混合5min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合3.5min,混合温度为90℃,最后加入0.5份白油、1.2份硬脂酸钙常温混合5min,整个混合过程中混合机转速为230转/min;接着将混合好的料放入温度为90℃真空干燥箱中干燥12小时。取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为35之间,挤出螺杆转速为280转/min,喂料速度为24转/min。基本性能见表3。
注:回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在90℃条件下真空干燥12小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
 
对比例10
第一步,将25份粒径为800目的HNTs、12份APP、8份PER、10份DBDPE、5份Sb2O3和10份粒径为6500目的B4C和6份粒径为8000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.2份的TMC-201和0.3份KH550从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时3min,混合温度为85℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、90份回收PP、15份POE-g-MAH、 10份沙林8920、10份沙林8940经高速混合机常温混合4min,接着加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合3.5min,混合温度为90℃,最后加入0.5份白油、1.2份硬脂酸钙常温混合5min,整个混合过程中混合机转速为230转/min;接着将混合好的料放入温度为90℃真空干燥箱中干燥12小时。取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为35之间,挤出螺杆转速为280转/min,喂料速度为24转/min。基本性能见表3。
注:回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在90℃条件下真空干燥12小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
 
表-3 对比例8 ~10的基本性能
实施例7
第一步,将15份粒径为800目的HNTs、10份APP、5份PER、8份DBDPE、3份Sb2O3和4份粒径为8000目的B4C和16份粒径为8000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.2份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时4min,混合温度为85℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、70份回收PP、17.5份POE-g-MAH和17.5份沙林8920经高速混合机常温混合4min,接着加入0.2份KH550经高速混合机高温混合5min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合3.5min,混合温度为90℃,最后加入1.5份硬脂酸常温混合5min,整个混合过程中混合机转速为220转/min;接着将混合好的料放入温度为90℃真空干燥箱中干燥12小时。回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在90℃条件下真空干燥12小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
第三步,取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为35之间,挤出螺杆转速为250转/min,喂料速度为22转/min。基本性能见表4。
 
实施例8
第一步,将15份粒径为800目的HNTs、10份APP、5份PER、8份DBDPE、3份Sb2O3和16份粒径为8000目的B4C和4份粒径为8000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.2份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时4min,混合温度为85℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、70份回收PP、17.5份POE-g-MAH和17.5份沙林8920经高速混合机常温混合4min,接着加入0.2份KH550经高速混合机高温混合5min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合3.5min,混合温度为90℃,最后加入1.5份硬脂酸常温混合5min,整个混合过程中混合机转速为220转/min;接着将混合好的料放入温度为90℃真空干燥箱中干燥12小时。回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在90℃条件下真空干燥12小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解12min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
第三步,取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为35之间,挤出螺杆转速为250转/min,喂料速度为22转/min。基本性能见表4。
 
对比例11
第一步,将15份粒径为800目的HNTs、10份APP、5份PER、8份DBDPE、3份Sb2O3和2份粒径为8000目的B4C和18份粒径为8000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.2份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时4min,混合温度为85℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、70份回收PP、17.5份POE-g-MAH和17.5份沙林8920经高速混合机常温混合4min,接着加入0.2份KH550经高速混合机高温混合5min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合3.5min,混合温度为90℃,最后加入1.5份硬脂酸常温混合5min,整个混合过程中混合机转速为220转/min;接着将混合好的料放入温度为90℃真空干燥箱中干燥12小时。取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为35之间,挤出螺杆转速为250转/min,喂料速度为22转/min。基本性能见表4。
注:回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在90℃条件下真空干燥12小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解15min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
 
对比例12
第一步,将15份粒径为800目的HNTs、10份APP、5份PER、8份DBDPE、3份Sb2O3和18份粒径为8000目的B4C和2份粒径为8000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.2份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时4min,混合温度为85℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、70份回收PP、17.5份POE-g-MAH和17.5份沙林8920经高速混合机常温混合4min,接着加入0.2份KH550经高速混合机高温混合5min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合3.5min,混合温度为90℃,最后加入1.5份硬脂酸常温混合5min,整个混合过程中混合机转速为220转/min;接着将混合好的料放入温度为90℃真空干燥箱中干燥12小时。取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为35之间,挤出螺杆转速为250转/min,喂料速度为22转/min。基本性能见表4。
注:回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在90℃条件下真空干燥12小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
表-4 实施例7~8和对比例11~12的基本性能
Figure 435384DEST_PATH_IMAGE004
实施例9
第一步,将15份粒径为800目的HNTs、10份APP、5份PER、8份DBDPE、3份Sb2O3和12份粒径为8000目的B4C和6份粒径为8000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.2份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时4min,混合温度为85℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、70份回收PP、12份POE-g-MAH和3份沙林8920经高速混合机常温混合4min,接着加入0.2份KH550经高速混合机高温混合5min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合3.5min,混合温度为90℃,最后加入1.5份硬脂酸常温混合5min,整个混合过程中混合机转速为220转/min;接着将混合好的料放入温度为90℃真空干燥箱中干燥12小时。回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在90℃条件下真空干燥12小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
第三步,取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为35之间,挤出螺杆转速为250转/min,喂料速度为22转/min。基本性能见表5。
 
实施例10
第一步,将15份粒径为800目的HNTs、10份APP、5份PER、8份DBDPE、3份Sb2O3和12份粒径为8000目的B4C和6份粒径为8000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.2份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时4min,混合温度为85℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、70份回收PP、3份POE-g-MAH和12份沙林8920经高速混合机常温混合4min,接着加入0.2份KH550经高速混合机高温混合5min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合3.5min,混合温度为90℃,最后加入1.5份硬脂酸常温混合5min,整个混合过程中混合机转速为220转/min;接着将混合好的料放入温度为90℃真空干燥箱中干燥12小时。回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在90℃条件下真空干燥12小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
第三步,取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为35之间,挤出螺杆转速为250转/min,喂料速度为22转/min。基本性能见表5。
 
对比例13
第一步,将15份粒径为800目的HNTs、10份APP、5份PER、8份DBDPE、3份Sb2O3和12份粒径为8000目的B4C和6份粒径为8000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.2份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时4min,混合温度为85℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、70份回收PP、14份POE-g-MAH和1份沙林8920经高速混合机常温混合4min,接着加入0.2份KH550经高速混合机高温混合5min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合3.5min,混合温度为90℃,最后加入1.5份硬脂酸常温混合5min,整个混合过程中混合机转速为220转/min;接着将混合好的料放入温度为90℃真空干燥箱中干燥12小时。取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为35之间,挤出螺杆转速为250转/min,喂料速度为22转/min。基本性能见表5。
注:回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在90℃条件下真空干燥12小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
 
对比例14
第一步,将15份粒径为800目的HNTs、10份APP、5份PER、8份DBDPE、3份Sb2O3和12份粒径为8000目的B4C和6份粒径为8000目的CBN置于高速混合机中,接着开启电源,将0.2份的TMC-201从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时4min,混合温度为85℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用。
第二步,将100份回收PA6、70份回收PP、1份POE-g-MAH和14份沙林8920经高速混合机常温混合4min,接着加入0.2份KH550经高速混合机高温混合5min,混合温度为80℃,再加入第一步制备好的阻燃剂和耐磨填料高温混合3.5min,混合温度为90℃,最后加入1.5份硬脂酸常温混合5min,整个混合过程中混合机转速为220转/min;接着将混合好的料放入温度为90℃真空干燥箱中干燥12小时。取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装。挤出机加热温度从喂料段到机头依次为140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、245℃之间,挤出螺杆长径比为35之间,挤出螺杆转速为250转/min,喂料速度为22转/min。基本性能见表5。
注:回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在90℃条件下真空干燥12小时;偶联剂TMC-201、KH550使用前用无水乙醇醇解10min,且重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
 
表-5 实施例9~10和对比例13~14的基本性能
Figure 2013100537731100002DEST_PATH_IMAGE005
从实施例1和对比例1~4可以很明显的看出:埃洛石与多聚磷酸铵、季戊四醇、十溴二苯乙烷、三氧化二锑具有协同作用,实施例1的极限氧指数可达30%,而对比例1~4极限氧指数最高只有28%。从实施例1和对比例5中可以看出,加10份CBN的耐磨性能明显提高,即实施例1的摩擦系数为0.16、磨耗为27mg,对比例5的摩擦系数为0.23、磨耗为38.5mg。从实施例1和对比例6~7中可以看出,将B4C和CBN复配使用的耐磨效果好于单独使用。从实施例6和对比例8~10可以看出,将离聚体与POE-g-MAH复配使用的增韧效果好于单独使用,即实施例6的IZOD缺口冲击强度为35.2 KJ/m2,而对比例8~10的最高IZOD缺口冲击强度只有27.2 KJ/m2。从实施例6和对比例10可以看出,将偶联剂分两份分别处理阻燃剂、耐磨填料和基体树脂与偶联剂全部直接处理阻燃剂、耐磨填料效果好,即实施例6的IZOD缺口冲击强度为35.2 KJ/m2、摩擦系数为0.12、磨耗为18.5mg,而对比例10的IZOD缺口冲击强度为32.8 KJ/m2、摩擦系数为0.164、磨耗为26.3mg。从实施例7~8和比对例11~12对比中可看出,耐磨填料B4C和CBN复配的最佳质量配比为4:1~1:4。从实施例9~10和对比例13~14对比中可看出,增韧剂离聚体和POE-g-MAH复配的最佳质量配比为4:1~1:4。实验研究结果表明:本发明的复合材料具有低成本、阻燃、耐磨、高抗冲的特性,其应用领域广阔,可应用于包括汽车业、家电业、精密电子电器等领域。

Claims (10)

1.一种低成本阻燃耐磨高抗冲聚酰胺6复合材料,按重量份数计,由如下组分制成:
回收聚酰胺6         100份、
回收聚丙烯        50~100份、
阻燃剂             20~60份、
耐磨填料           10~20份、
偶联剂            0.2~0.6份、
增韧剂             15~35份、
加工助剂           0.1~2份。
2.根据权利要求1所述低成本阻燃耐磨高抗冲聚酰胺6复合材料,其特征在于,所述回收聚酰胺6的数均分子量Mn的范围为5000~12000,回收聚丙烯的数均分子量Mn的范围为20000~40000。
3.根据权利要求1所述低成本阻燃耐磨高抗冲聚酰胺6复合材料,其特征在于,所述阻燃剂包括阻燃剂A和阻燃协效剂B,其中阻燃剂A为多水高岭土、多聚磷酸铵、季戊四醇和十溴二苯乙烷的混合物,阻燃协效剂B为三氧化二锑和硼酸锌中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述低成本阻燃耐磨高抗冲聚酰胺6复合材料,其特征在于,所述耐磨填料为碳化硼粉末和立方氮化硼粉末混合物,所述耐磨填料碳化硼粉末和立方氮化硼粉末的质量比为4:1~1:4以及耐磨填料的粒径为5000~10000目。
5.根据权利要求1所述低成本阻燃耐磨高抗冲聚酰胺6复合材料,其特征在于,所述偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或两种,所述钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯,硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷。
6.根据权利要求1所述低成本阻燃耐磨高抗冲聚酰胺6复合材料,其特征在于,所述增韧剂为离聚体和乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐的混合物,且离聚体和乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐的质量比为4:1~1:4,所述离聚体为乙烯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸三元嵌段共聚物及其钠盐、钾盐、锌盐中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述低成本阻燃耐磨高抗冲聚酰胺6复合材料,其特征在于,所述加工助剂为白油、硬脂酸、硬脂酸钙中的一种或几种。
8.权利要求1-7任一项所述低成本阻燃耐磨高抗冲聚酰胺6复合材料的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:
第一步,将20~60份阻燃剂和10~20份耐磨填料置于高速混合机中,接着开启电源,将0.1~0.3份的偶联剂从高速混合机上盖的小孔缓缓加入,耗时3~5min,混合温度为80~90℃,将表面处理好的阻燃剂和耐磨填料取出,备用;
第二步,将100份回收聚酰胺6、50~100份回收聚丙烯、15~35份增韧剂经高速混合机常温混合2~5min,接着加入0.1~0.3份偶联剂经高速混合机高温混合2~5min,混合温度为80~90℃,再加入第一步制备好的20~60份阻燃剂和10~20份耐磨填料高温混合2~5min,混合温度为80~90℃,最后加入0.1~2份加工助剂常温混合2~5min,整个混合过程中混合机转速为200~250转/min;接着将混合好的料放入温度为80~100℃真空干燥箱中干燥10~15小时;
第三步,取出干燥好的混合料,经挤出机熔融挤出、冷却、干燥、切粒和包装;挤出机加热温度保持在140~245℃之间,挤出螺杆长径比为30~40之间,挤出螺杆转速为200~300转/min,喂料速度为20~25转/min。
9.根据权利要求8所述低成本阻燃耐磨高抗冲聚酰胺6复合材料的制备方法,其特征在于,所述回收聚酰胺6在进行第二步之前,先在80~100℃条件下真空干燥10~15小时。
10.根据权利要求8所述低成本阻燃耐磨高抗冲聚酰胺6复合材料的制备方法,其特征在于,所述偶联剂使用前用无水乙醇醇解10~15min,且按重量份数配比为偶联剂:无水乙醇=1:3。
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