CN103160117A - 高光泽挤出级玻纤增强尼龙66复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种尼龙66复合材料及其制备方法。该材料包括以下重量份的组分制成：尼龙66100份，玻璃纤维10-80份，无机填料0-40份，相容剂0-30份，偶联剂0.5-5份，扩链剂0.3-5份，抗氧剂0.2-1份和润滑剂0-3份。本发明有效克服了玻纤增强尼龙66材料玻纤外露表面质量差、难于挤出成型的缺点，在保证玻纤增强材料原有特点的基础上制得了一种具有高光泽、能够持续稳定挤出的尼龙材料，极大的扩展了尼龙材料的应用范围。

Description

高光泽挤出级玻纤增强尼龙66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，涉及一种尼龙66复合材料及其制备方法。
背景技术
尼龙66材料本身因其具有高强度、高耐热、高耐疲劳、耐化学药品和耐油性突出等性能而被广泛的应用于制造业。但仍然无法完全满足人们的需求，通过复合改性进一步提高尼龙66材料的物理机械性能已成为一种常规手段。其中玻璃纤维因其高强度、耐候、耐热、绝缘性好、价格低廉的特点，而被广泛应用与增强尼龙66材料，得到大力推广，然而在实际应用过程中玻璃纤维在改善尼龙66材料的性能的同时往往会带来玻璃纤维外露的问题，严重影响制品的表观质量。另一方面，一般聚合方法得到的尼龙66树脂的相对分子质量较低，约在两万以下，相对黏度较低2.3～2.6，熔融指数较大，熔体强度低，难以通过挤出成型，大多通过注塑成型，极大的限制了玻纤增强尼龙复合材料的应用范围。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种高光泽的挤出级玻纤增强尼龙66复合材料原料及其制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种尼龙66复合材料，该材料由包括以下重量份的组分制成：
尼龙66                                            100份，
玻璃纤维                                          10-80份，
无机填料                                          0-40份，
相容剂                                            0-30份，
偶联剂                                            0.5-5份，
扩链剂                                            0.3-5份，
抗氧剂                                            0.2-1份，
润滑剂                            0-3份。
所述的尼龙66为聚己二酸己二胺。
所述的玻璃纤维的直径为6-18μm。
所述的无机填料选自滑石粉、玻璃微珠、碳酸钙、硫酸钡、无水氯化钙、氧化镁、硫酸钙、硅灰石、云母粉或硅藻土中的一种或一种以上。
所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)、丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯(PP-g-GMA)或丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物中的一种或一种以上。
所述的偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷(KH-151)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酸丙酯基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、正钛酸四异丙酯或异丙基三异十八酰钛酸酯中的一种或一种以上。
所述的扩链剂选自聚乙二醇环氧树脂、1，3-双噁唑啉苯、1，4-双噁唑啉苯、2，2′-双(2-噁唑啉)、2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或2.2-双(4.4-二甲基-5(4H)噁唑酮中的一种或一种以上。
所述的抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，N，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种或一种以上。
所述的润滑剂选自乙撑双脂肪酸酰胺(TAF)、乙烯-丙烯酸共聚物或硅酮粉中的一种或一种以上。
一种上述尼龙66复合材料的制备方法，包含以下步骤：
(1)按照上述配比称取各组分原料：
(2)将步骤(1)称取的100份尼龙66、0-40份无机填料、0-30份相容剂、0.5-5份偶联剂、0.3-5份扩链剂、0.2-1份抗氧剂和0-3份润滑剂放入高速混合机中高速混匀；
(3)将步骤(2)中混合均匀的物料和10-80份玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒。
所述的步骤(3)中玻璃纤维由侧喂料口加入。
所述的步骤(3)中自喂料口至挤出机模头的挤出温度分别是240-260℃，240-280℃，250-290℃，260-290℃，260-290℃，主机转速20-50赫兹。
本发明的优点在于：
本发明有效克服了玻纤增强尼龙66材料玻纤外露表面质量差、难于挤出成型的缺点，在保证玻纤增强材料原有特点的基础上制得了一种具有高光泽、能够持续稳定挤出的尼龙材料，极大的扩展了尼龙材料的应用范围。
具体实施方式
以下是本发明所述的高光泽挤出级玻纤增强尼龙复合材料的实施案例，并不因此限定本发明的保护范围。
实施例1
各组分重量份含量：
尼龙(PA66)                                                      100份，
玻璃纤维                                                        30份，
无机填料(玻璃微珠)                                              5份，
相容剂(POE-g-MAH)                                               10份，
偶联剂(KH550)                                                   1.5份，
扩链剂(聚乙二醇环氧树脂)                                        0.8份，
抗氧剂四([β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)`        1份；
润滑剂(TAF)                                                     0.7份；
按上述重量份含量进行配料，尼龙树脂、无机填料、相容剂、硅烷偶联剂、扩链剂、其他助剂投入高速混合机中高速混匀，下料至挤出机料斗，玻璃纤维于挤出机玻纤口加入，控制各区温度(自喂料口至挤出机模头)分别为240℃，260℃，270℃，280℃，285℃，主机转速50赫兹，经双螺杆挤出机挤出造粒即可得到该组合物。
本实施例的试样各性能分别为：拉伸强度140MPa，弯曲强度208MPa，简支梁缺口冲击强度25KJ/m2，热变形温度237℃(1.81MPa)，熔融指数2.41g/10min，试样表面无浮纤，表面光亮平整。本实施例样品在保持了玻纤增强尼龙材料的优异性能的同时克服了玻纤外露表面质量差，熔融指数较大难以挤出成型的缺点，制得了适合挤出成型的表面质量好的高光泽尼龙材料，可广泛应用于挤出各种制品。
实施例2
各组分重量份含量
尼龙(PA66)                                                        100份，
玻璃纤维                                                          60份，
无机填料(滑石粉)                                                  8份，
相容剂(PP-g-GMA)                                                  18份，
硅烷偶联剂(KH560)                                                 2份，
扩链剂(MDI)                                                       1.2份，
抗氧剂(N，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺)      0.8份，
润滑剂(乙烯-丙烯酸共聚物)                                         1份；
按上述重量份含量进行配料，尼龙树脂、无机填料、相容剂、硅烷偶联剂、扩链剂、其他助剂投入高速混合机中高速混匀，下料至挤出机料斗，玻璃纤维于挤出机玻纤口加入，控制各区温度(自喂料口至挤出机模头)分别为255℃，260℃，270℃，280℃，290℃，主机转速35赫兹，经双螺杆挤出机挤出造粒即可得到该组合物。
本实施例的试样各性能分别为：拉伸强度168MPa，弯曲强度216MPa，简支梁缺口冲击强度23KJ/m2，热变形温度241℃(1.81MPa)，熔融指数1.35g/10min，试样表面无浮纤，表面光亮平整。本实施例样品在保持了玻纤增强尼龙材料的优异性能的同时克服了玻纤外露表面质量差，熔融指数较大难以挤出成型的缺点，制得了适合挤出成型的表面质量好的高光泽尼龙材料，可广泛应用于挤出各种制品。
实施例3
各组分重量份含量
尼龙(PA66)                                                              100份，
玻璃纤维                                                                10份，
无机填料(云母粉)                                                        40份，
相容剂                                                                  0份，
硅烷偶联剂(KH-151)                                                      5份，
扩链剂(TDI)                                                             5份，
抗氧剂([β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯∶三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯＝1∶1)                                                          0.6份，
润滑剂                                                                  0份；
按上述重量份含量进行配料，尼龙树脂、无机填料、相容剂、硅烷偶联剂、扩链剂、其他助剂投入高速混合机中高速混匀，下料至挤出机料斗，玻璃纤维于挤出机玻纤口加入，控制各区温度(自喂料口至挤出机模头)分别为260℃，280℃，290℃，285℃，280℃，主机转速30赫兹，经双螺杆挤出机挤出造粒即可得到该组合物。
本实施例的试样各性能分别为：拉伸强度117MPa，弯曲强度164MPa，简支梁缺口冲击强度14KJ/m2，热变形温度232℃(1.81MPa)，熔融指数3.27g/10min，试样表面无浮纤，表面光亮平整。本实施例样品在保持了玻纤增强尼龙材料的优异性能的同时克服了玻纤外露表面质量差，熔融指数较大难以挤出成型的缺点，制得了适合挤出成型的表面质量好的高光泽尼龙材料，可广泛应用于挤出各种制品。
实施例4
各组分重量份含量
尼龙(PA66  )                                100份，
玻璃纤维                                    80份，
无机填料                                    0份，
相容剂(EPDM-g-MAH)                          25份，
硅烷偶联剂(KH550)                           0.5份，
扩链剂(1，3-双噁唑啉苯)                     0.3份，
抗氧剂(N，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺∶三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯＝4∶3)                            0.2份；
润滑剂(硅酮粉)                              3份
按上述重量份含量进行配料，尼龙树脂、无机填料、相容剂、硅烷偶联剂、扩链剂、其他助剂投入高速混合机中高速混匀，下料至挤出机料斗，玻璃纤维于挤出机玻纤口加入，控制各区温度(自喂料口至挤出机模头)分别为250℃，280℃，285℃，280℃，280℃，主机转速40赫兹，经双螺杆挤出机挤出造粒即可得到该组合物。
本实施例的试样各性能分别为：拉伸强度183MPa，弯曲强度232MPa，简支梁缺口冲击强度32KJ/m2，热变形温度243℃(1.81MPa)，熔融指数1.06g/10min，试样表面无浮纤，表面光亮平整。本实施例样品在保持了玻纤增强尼龙材料的优异性能的同时克服了玻纤外露表面质量差，熔融指数较大难以挤出成型的缺点，制得了适合挤出成型的表面质量好的高光泽尼龙材料，可广泛应用于挤出各种制品。
实施例5
各组分重量份含量
尼龙(PA66)                                      100份，
玻璃纤维                                        80份，
无机填料(硅藻土)                                20份，
相容剂(POE-g-MAH)                               30份，
硅烷偶联剂(KH560)                               3份，
扩链剂(2，2′-双(2-噁唑啉))                     3.6份，
抗氧剂(N，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺∶三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯＝4∶3)                                0.5份；
润滑剂(硅酮粉∶乙烯-丙烯酸共聚物＝1∶1)         2份
按上述重量份含量进行配料，尼龙树脂、无机填料、相容剂、硅烷偶联剂、扩链剂、其他助剂投入高速混合机中高速混匀，下料至挤出机料斗，玻璃纤维于挤出机玻纤口加入，控制各区温度(自喂料口至挤出机模头)分别为240℃，260℃，275℃，280℃，290℃，主机转速20赫兹，经双螺杆挤出机挤出造粒即可得到该组合物。
本实施例的试样各性能分别为：拉伸强度187MPa，弯曲强度239MPa，简支梁缺口冲击强度30KJ/m2，热变形温度247℃(1.81MPa)，熔融指数0.896g/10min，试样表面无浮纤，表面光亮平整。本实施例样品在保持了玻纤增强尼龙材料的优异性能的同时克服了玻纤外露表面质量差，熔融指数较大难以挤出成型的缺点，制得了适合挤出成型的表面质量好的高光泽尼龙材料，可广泛应用于挤出各种制品。
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 (10)

1.一种尼龙66复合材料，其特征在于：该材料由包括以下重量份的组分制成：
尼龙66                            100份，
玻璃纤维                          10-80份，
无机填料                          0-40份，
相容剂                            0-30份，
偶联剂                            0.5-5份，
扩链剂                            0.3-5份，
抗氧剂                            0.2-1份，
润滑剂                            0-3份。
2.根据权利要求1所述的尼龙66复合材料，其特征在于：所述的尼龙66为聚己二酸己二胺。
3.根据权利要求1所述的尼龙66复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维的直径为6-18μm。
4.根据权利要求1所述的尼龙66复合材料，其特征在于：所述的无机填料选自滑石粉、玻璃微珠、碳酸钙、硫酸钡、无水氯化钙、氧化镁、硫酸钙、硅灰石、云母粉或硅藻土中的一种或一种以上。
5.根据权利要求1所述的尼龙66复合材料，其特征在于：所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯或丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物中的一种或一种以上。
6.根据权利要求1所述的尼龙66复合材料，其特征在于：所述的偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酸丙酯基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、正钛酸四异丙酯或异丙基三异十八酰钛酸酯中的一种或一种以上。
7.根据权利要求1所述的尼龙66复合材料，其特征在于：所述的扩链剂选自聚乙二醇环氧树脂、1，3-双噁唑啉苯、1，4-双噁唑啉苯、2，2′-双(2-噁唑啉)、2，6-甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或2.2-双(4.4-二甲基-5(4H)噁唑酮中的一种或一种以上。
8.根据权利要求1所述的尼龙66复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，N，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种或一种以上；
或所述的润滑剂选自乙撑双脂肪酸酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物或硅酮粉中的一种或一种以上。
9.一种上述权利要求1-8中任一所述的尼龙66复合材料的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：
(1)按照权利要求1所述的配比称取各组分原料；
(2)将步骤(1)称取的100份尼龙66、10-80份玻璃纤维、0-40份无机填料、0-30份相容剂、0.5-5份偶联剂、0.3-5份扩链剂、0.2-1份抗氧剂和0-3份润滑剂放入高速混合机中高速混匀；
(3)将步骤(2)中混合均匀的物料和10-80份玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)中自喂料口至挤出机模头的挤出温度分别是240-260℃，240-280℃，250-290℃，260-290℃，260-290℃，主机转速20-50赫兹。
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