CN103160112A - 一种高耐磨高强度尼龙6复合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于改性聚酰胺技术领域，公开了一种高耐磨高强度尼龙6复合物及其制备方法。本发明的复合物是由包括以下重量份的原料制成：100份尼龙6、10-30份玻璃纤维、1-15份双马来酰亚胺、1-20份聚乙烯、1-10份二氧化硅和0.04-10份助剂。制备方法如下：称取100份尼龙6、1-15份双马来酰亚胺、1-20份聚乙烯、1-10份二氧化硅和0.04-10份助剂，在高混机中混合1-5分钟，然后将混合物加入到双螺杆挤出机中，在200-240℃与10-30份玻璃纤维一起混炼挤出造粒，制备得到高耐磨高强度尼龙6复合物。与玻璃纤维增强尼龙相比，本发明提供的尼龙6复合物强度更高；与单纯用超高分子量聚乙烯或者纳米二氧化硅改性尼龙相比，本发明提供的尼龙6复合物耐磨性能更好。

Description

一种高耐磨高强度尼龙6复合物及其制备方法
技术领域
本发明属于改性聚酰胺技术领域，涉及一种高耐磨高强度尼龙6复合物及其制备方法。
背景技术
尼龙6是己内酰胺进行开环聚合所得产物，其分子链上的酰胺基团具有极性，易形成氢键，所以具有力学强度高、电气性能良好、耐磨抗疲劳等优点。但也由于其本身这种特殊的结构，使其易吸水，尺寸稳定性较差，从而降低了性能。
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。
双马来酰亚胺是一种热固性树脂，具有优良的力学性能和耐热性能，广泛应用于航空航天等领域。
超高分子量聚乙烯是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，平均分子量约35万～800万，因分子量高而具有其它塑料无可比拟的优异的耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能。而且，超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)耐低温性能优异，在-40℃时仍具有较高的冲击强度，甚至可在-269℃下使用。
纳米SiO2是极其重要的高科技超微细无机新材料之一，因其粒径很小，比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。
关于玻璃纤维增强尼龙、超高分子量聚乙烯、纳米二氧化硅改性尼龙的专利较多，如中国专利CN200310112780.0、CN200610117790.7、CN200610025763.7。未见到用双马来酰亚胺来增强尼龙的专利。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种高耐磨高强度尼龙6复合物；该复合物中加入的玻璃纤维和双马来酰亚胺，可以提高尼龙6的强度，超高分子量聚乙烯和纳米二氧化硅可以提高尼龙6的耐磨性。
本发明的另一个目的是提供一种上述高耐磨高强度尼龙6复合物的制备方法。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种高耐磨高强度尼龙6复合物，该复合物是由包括以下重量份的原料制成：
尼龙6           100份，
玻璃纤维        10-30份，
双马来酰亚胺    1-15份，
聚乙烯          1-20份，
二氧化硅        1-10份，
助剂            0.04-10份。
所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维。
所述的玻璃纤维与尼龙6的质量比为10-20∶100。
所述的双马来酰亚胺为二苯甲烷双马来酰亚胺。
所述的聚乙烯为超高分子量聚乙烯。
所述的二氧化硅为纳米二氧化硅，平均原始粒径＜50nm，99％＜质量百分含量≤100％。
所述的二氧化硅与尼龙6的质量比为5-10∶100。
所述的助剂选自抗氧剂、润滑剂或相容剂中的一种或一种以上的物质；其中：抗氧剂选自三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)、四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧剂1010)或N，N-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)中的一种或一种以上的物质；润滑剂选自TR044、丽科腊E或A-C540A；相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
本发明还提供了一种上述高耐磨高强度尼龙6复合物的制备方法，该方法包括以下步骤：称取100份尼龙6、1-15份双马来酰亚胺、1-20份聚乙烯、1-10份二氧化硅和0.04-10份助剂，在高混机中混合1-5分钟，然后将混合物加入到双螺杆挤出机中，在200-240℃与10-30份玻璃纤维一起混炼挤出造粒，制备得到高耐磨高强度尼龙6复合物。
本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
1、与玻璃纤维增强尼龙相比，本发明提供的尼龙6复合物强度更高；与单纯用超高分子量聚乙烯或者纳米二氧化硅改性尼龙相比，本发明提供的尼龙6复合物耐磨性能更好。
2、与现有技术相比，本发明所得产品力学性能和摩擦性能均有很大程度提高。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例中所用的一些原材料见表1。
表1
Figure BDA0000117606170000031
以下所用的二氧化硅为纳米二氧化硅，平均原始粒径＜50nm，99％＜质量百分含量≤100％。
实施例1
称取100份M2500的PA6，7份二苯甲烷双马来酰亚胺，5份UHMWPE，5份纳米二氧化硅，0.02份抗氧剂1010，0.02份抗氧剂168，0.05份润滑剂TR044，在高速混合机中混合5分钟，将混合均匀的物料进入到指定螺杆组合的双螺杆挤出机中，与20份无碱玻璃纤维988A一起挤出造粒。挤出机温度设置为：I区200℃、II区220℃、III区235℃、IV区240℃、V区235℃、VI区235℃，机头240℃，材料挤出后，经水冷、切粒，粒料在100℃下鼓风干燥3小时，由注塑机制成样条，25℃恒温下放置16小时后进行测试，力学性能和摩擦性能测试结果见表2。
实施例2
称取100份M2500的PA6，8份二苯甲烷双马来酰亚胺，5份UHMWPE，3份纳米二氧化硅，0.02份抗氧剂1010，0.02份抗氧剂168，0.05份润滑剂TR044，在高速混合机中混合5分钟，将混合均匀的物料进入到指定螺杆组合的双螺杆挤出机中，与22份无碱玻璃纤维一起挤出造粒。挤出机温度设置为：I区200℃、II区220℃、III区235℃、IV区240℃、V区235℃、VI区235℃，机头240℃，材料挤出后，经水冷、切粒，粒料在100℃下鼓风干燥3小时，由注塑机制成样条，25℃恒温下放置16小时后进行测试，力学性能和摩擦性能测试结果见表2。
实施例3
称取100份M2500的PA6，15份二苯甲烷双马来酰亚胺，15份UHMWPE，5份纳米二氧化硅，0.02份抗氧剂1010，0.02份抗氧剂168，0.05份润滑剂TR044，在高速混合机中混合5分钟，将混合均匀的物料进入到指定螺杆组合的双螺杆挤出机中，与20份无碱玻璃纤维一起挤出造粒。挤出机温度设置为：I区200℃、II区220℃、III区235℃、IV区240℃、V区235℃、VI区235℃，机头240℃，材料挤出后，经水冷、切粒，粒料在100℃下鼓风干燥3小时，由注塑机制成样条，25℃恒温下放置16小时后进行测试，力学性能和摩擦性能测试结果见表2。
实施例4
称取100份M2500的PA6，1份二苯甲烷双马酰亚胺，5份UHMWPE，5份纳米二氧化硅，0.02份抗氧剂1010，0.02份抗氧剂168，0.05份润滑剂TR044，在高速混合机中混合5分钟，将混合均匀的物料进入到指定螺杆组合的双螺杆挤出机中，与10份无碱玻璃纤维一起挤出造粒。挤出机温度设置为：I区200℃、II区220℃、III区235℃、IV区240℃、V区235℃、VI区235℃，机头240℃，材料挤出后，经水冷、切粒，粒料在100℃下鼓风干燥3小时，由注塑机制成样条，25℃恒温下放置16小时后进行测试，力学性能和摩擦性能测试结果见表2。
实施例5
称取100份M2500的PA6，15份二苯甲烷双马来酰亚胺，10份UHMWPE，5份纳米二氧化硅，0.02份抗氧剂1010，0.02份抗氧剂168，0.05份润滑剂TR044，在高速混合机中混合5分钟，将混合均匀的物料进入到指定螺杆组合的双螺杆挤出机中，与20份无碱玻璃纤维一起挤出造粒。挤出机温度设置为：I区200℃、II区220℃、III区235℃、IV区240℃、V区235℃、VI区235℃，机头240℃，材料挤出后，经水冷、切粒，粒料在100℃下鼓风干燥3小时，由注塑机制成样条，25℃恒温下放置16小时后进行测试，力学性能和摩擦性能测试结果见表2。
表2
Figure BDA0000117606170000041
Figure BDA0000117606170000051
由表2可以看出，本发明所获得的高耐磨高强度尼龙6复合物具有较高的拉伸强度、弯曲强度、洛氏硬度，力学性能优良。同时，本发明所得产物与尼龙6相比较比磨率大幅降低，耐磨性能优异。
实施例6
称取100份M2500的PA6，1份二苯甲烷双马来酰亚胺，1份UHMWPE，1份纳米二氧化硅，0.02份抗氧剂1010，0.02份抗氧剂168，在高速混合机中混合1分钟，将混合均匀的物料进入到指定螺杆组合的双螺杆挤出机中，与10份无碱玻璃纤维一起挤出造粒，即获得本发明的高耐磨高强度尼龙6复合物。
实施例7
称取100份M2500的PA6，15份二苯甲烷双马来酰亚胺，20份UHMWPE，10份纳米二氧化硅，0.03份抗氧剂1010，0.03份抗氧剂168，0.03份润滑剂TR044，4.91份PP-g-MAH，在高速混合机中混合5分钟，将混合均匀的物料进入到指定螺杆组合的双螺杆挤出机中，与30份无碱玻璃纤维一起挤出造粒，即获得本发明的高耐磨高强度尼龙6复合物。
实施例8
称取100份M2500的PA6，7.5份二苯甲烷双马来酰亚胺，10份UHMWPE，5份纳米二氧化硅，0.04份抗氧剂1010，0.04份抗氧剂168，0.04份润滑剂TR044，9.88份PP-g-MAH，在高速混合机中混合3分钟，将混合均匀的物料进入到指定螺杆组合的双螺杆挤出机中，与20份无碱玻璃纤维一起挤出造粒，即获得本发明的高耐磨高强度尼龙6复合物。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种尼龙6复合物，其特征在于：该复合物是由包括以下重量份的原料制成：
尼龙6           100份，
玻璃纤维        10-30份，
双马来酰亚胺    1-15份，
聚乙烯          1-20份，
二氧化硅        1-10份，
助剂            0.04-10份。
2.根据权利要求1所述的尼龙6复合物，其特征在于：所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维。
3.根据权利要求1所述的尼龙6复合物，其特征在于：所述的玻璃纤维与尼龙6的质量比为10-20∶100。
4.根据权利要求1所述的尼龙6复合物，其特征在于：所述的双马来酰亚胺为二苯甲烷双马来酰亚胺。
5.根据权利要求1所述的尼龙6复合物，其特征在于：所述的聚乙烯为超高分子量聚乙烯。
6.根据权利要求1所述的尼龙6复合物，其特征在于：所述的二氧化硅为纳米二氧化硅，平均原始粒径＜50nm，99％＜质量百分含量≤100％。
7.根据权利要求1所述的尼龙6复合物，其特征在于：所述的二氧化硅与尼龙6的质量比为5-10∶100。
8.根据权利要求1所述的尼龙6复合物，其特征在于：所述的助剂选自抗氧剂、润滑剂或相容剂中的一种或一种以上的物质；其中：抗氧剂选自三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯或N，N-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺中的一种或一种以上的物质；润滑剂选自TR044、丽科腊E或A-C540A；相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。
9.权利要求1至8任一所述的尼龙6复合物的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：称取100份尼龙6、1-15份双马来酰亚胺、1-20份聚乙烯、1-10份二氧化硅和0.04-10份助剂，在高混机中混合1-5分钟，然后将混合物加入到双螺杆挤出机中，在200-240℃与10-30份玻璃纤维一起混炼挤出造粒，制备得到高耐磨高强度尼龙6复合物。
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