CN103351620A - 一种高强度、高流动性的玻璃纤维增强ppo/pa合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度、高流动性的玻璃纤维增强PPO/PA合金材料及其制备方法，该合金组分及重量配比为：PPO10～30%，PA6630～50%，PA65～20%，相容剂1～10%，玻璃纤维5～40%，抗紫外线剂0.1～1%，抗氧剂0.1～1%，润滑剂0.1～1%。本发明工艺易于控制，产品性能稳定的优点，功能化PPO很好的了改善体系中各组分之间的相容性，材料具有较高的机械强度和综合性能，本发明加入一定比例的PA6与PA66，使材料既有较高耐热性的同时，又提高了材料的加工流动性，产品外观得到很好的改善，冲击韧性得到提高。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种PPO/PA合金材料及其制备方法，具体地涉及一种高强度、高流动性的玻璃纤维增强PPO/PA合金材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
【背景技术】
聚苯醚（PPO）和尼龙（PA）都是应用广泛的工程塑料。PPO具有优异的综合性能，如极佳的耐热性（热变形温度190℃）及耐低温性，突出的力学性能和电绝缘性，优良的尺寸稳定性、刚性高、蠕变小，良好的化学稳定性、自熄性，但PPO的熔融粘度高，流动性差，加工困难。而PA熔融粘度低，流动性好，耐油性和耐溶剂性好，但热变形温度相对较低。利用相容化和共混技术，可将非结晶性的PPO和结晶性的PA合金化，使合金兼具PPO和PA的优点。
PPO/PA合金具有PPO的高玻璃化转变温度和尺寸稳定性，同时具有PA的耐溶剂性和成型性，是一种性能优异的工程塑料合金，可用于汽车的挡板、散热器格栅、车轮护盖等，还可以用于电子电器、办公用品和医疗器械等设备部件。随着汽车工业和电子电器工业的发展，对材料的性能也提出了更高的要求，PPO/PA合金用于一些受热、 受力和室外部件时，还是存在着耐温不够，强度偏低，耐光氧化性差的缺陷。
为解决上述问题，PPO/PA合金通过加入玻璃纤维来提高合金的耐温性和机械强度，但加入玻璃纤维后，导致整个体系粘度增大，加工流动性变差。在成型一些大型制件时，存在着流动性不够，产品外观变差，加工困难的情况。
【发明内容】
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种保持高耐热性，改善产品外观，加工容易的高强度、高流动性的玻璃纤维增强PPO/PA合金材料。
本发明的另一目的是提供一种上述PPO/PA合金材料的制备方法。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种高强度、高流动性的玻璃纤维增强PPO/PA合金材料，其特征在于其组分及重量配比为：
PPO具有极佳的耐热性（热变形温度190℃），突出的力学性能和电绝缘性，优良的尺寸稳定性、刚性高、蠕变小，良好的化学稳定性。
PA66具有加工流动性好，冲击韧性优良，机械强度高，耐油性和耐溶剂性好的优点，而PPO/PA合金中加入PA6可以提高成型加工时的流动性。
本发明的相容剂为PPO-g-MAH（即：马来酸酐接枝PPO），PPO-g-MAH具有活性基团MAH，加入后使PPO与PA有很好的相容性。
本发明加入玻璃纤维矿物材料可大大提高材料的机械强度、刚性、耐热性、尺寸稳定性。
本发明的抗紫外线剂为UV-327，其化学名称为2-（2-羟基-3，5-二丁叔基苯基）-5-氯代苯并三唑，本发明的抗氧剂为抗氧剂1010，其化学名称为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
本发明中加入抗紫外线剂及抗氧剂提高材料的耐温性及耐光氧化性能。
本发明的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯（又名为PETS），加入润滑剂提高材料的成型加工性能及表面性能。
一种上述的PPO/PA合金材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a、按比例称取各原料，然后用高速搅拌机混合均匀；
b、将步骤a中混匀的物料加入同向平行双螺杆挤出机喂料斗，进入同向平行双螺杆挤出机进行熔融共混，在熔融共混过程中由同向 双螺杆挤出机中段的玻纤口加入玻璃纤维；
c、将步骤b中掺入玻璃纤维的熔融共混物由同向平行双螺杆挤出机挤出，经水槽冷却后再用切粒机切成颗粒状粒料包装即可。
其中的同向平行双螺杆挤出机的转速为500RPM，同向平行双螺杆挤出机的电流为25-26A，同向平行双螺杆挤出机的挤出温度为260～280℃。
本发明与现有技术相比，有以下优点：
本发明采用一种高分子反应相容剂，即功能化PPO（即：PPO-g-MAH）做为合金相容剂，相对于其它非反应相容剂和低分子反应相容剂，功能化PPO具有相容性好，工艺易于控制，产品性能稳定的优点。功能化PPO可以很好的改善体系中各组分之间的相容性，材料具有较高的机械强度和综合性能。
本发明中通过加入一定比例的PA6与PA66，使材料既有较高耐热性的同时，又提高了材料的加工流动性，产品外观得到很好的改善，冲击韧性得到提高。通过加入热稳定剂和光稳定剂，使材料耐热性及耐光氧老化性能提高。
【具体实施方式】
本发明提供一种高强度、高流动性的玻璃纤维增强PPO/PA合金材料及其制备方法，其组成按重量配比为：PPO10～30%，PA6630～50%，PA65～20%，相容剂1～10%，玻璃纤维5～40%，抗紫外线剂0.1～1%，抗氧剂0.1～1%，润滑剂0.1～1%。
其中的相容剂为PPO-g-MAH（马来酸酐接枝PPO），玻璃纤维的 纤维直径为13微米，具体为巨石玻璃998A，抗紫外线剂为UV-327（化学名称：2-（2-羟基-3，5-二丁叔基苯基）-5-氯代苯并三唑)，抗氧剂为抗氧剂1010（化学名称：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇），润滑剂为PETS（季戊四醇硬脂酸酯）。
本发明的PPO/PA合金材料的制备方法为：按比例称取各原料，然后投入转速为300RPM的高速搅拌机混合5min混合均匀；将上述混匀的物料加入同向平行双螺杆挤出机喂料斗，进入同向平行双螺杆挤出机进行熔融共混，在熔融共混过程中由同向双螺杆挤出机中段的玻纤口加入玻璃纤维；将上述掺入玻璃纤维的熔融共混物由同向平行双螺杆挤出机挤出，经水槽冷却后再用切粒机切成颗粒状粒料包装即可。过程中同向平行双螺杆挤出机的转速为500RPM，挤出温度为260～280℃。
下面结合具体实施例对本发明进行进一步理解：
实施例1：
称取10%的PPO，30%的PA66，20%的PA6，相容剂10%，抗紫外线剂0.1～1%，抗氧剂0.1%，润滑剂0.1%。将称好的原材料投入转速300RPM的高速搅拌机混合5min混合均匀；将上述混匀的物料加入同向平行双螺杆挤出机喂料斗，熔融共混过程中由玻纤口加入玻璃纤维29.7%，然后挤出，经水槽冷却后切粒包装。
实施例2：
称取30%的PPO，50%的PA66，5%的PA6，相容剂7%，抗紫外线剂1%，抗氧剂1%，润滑剂1%。将称好的原材料投入转速300RPM的 高速搅拌机混合5min混合均匀；将上述混匀的物料加入同向平行双螺杆挤出机喂料斗，熔融共混过程中由玻纤口加入玻璃纤维5%，然后挤出，经水槽冷却后切粒包装。
实施例3：
称取10%的PPO，36.6%的PA66，10%的PA6，相容剂1%，抗紫外线剂0.8%，抗氧剂0.8%，润滑剂0.8%。将称好的原材料投入转速300RPM的高速搅拌机混合5min混合均匀；将上述混匀的物料加入同向平行双螺杆挤出机喂料斗，熔融共混过程中由玻纤口加入玻璃纤维40%，然后挤出，经水槽冷却后切粒包装。
实施例4：
称取21%的PPO，40%的PA66，13.5%的PA6，相容剂4%，抗紫外线剂0.5%，抗氧剂0.5%，润滑剂0.5%。将称好的原材料投入转速300RPM的高速搅拌机混合5min混合均匀；将上述混匀的物料加入同向平行双螺杆挤出机喂料斗，熔融共混过程中由玻纤口加入玻璃纤维20%，然后挤出，经水槽冷却后切粒包装。
对比例1：
称取33.9%的PPO，20%的PA66，15%的PA6，抗紫外线剂0.3%，抗氧剂0.3%，润滑剂0.5%。将称好的原材料投入转速300RPM的高速搅拌机混合5min混合均匀；将上述混匀的物料加入同向平行双螺杆挤出机喂料斗，熔融共混过程中由玻纤口加入玻璃纤维30%，然后挤出，经水槽冷却后切粒包装。
对比例2：
称取43.9%的PPO，20%的PA66，5%的相容剂，抗紫外线剂0.3%，抗氧剂0.3%，润滑剂0.5%。将称好的原材料投入转速300RPM的高速搅拌机混合5min混合均匀；将上述混匀的物料加入同向平行双螺杆挤出机喂料斗，熔融共混过程中由玻纤口加入玻璃纤维30%，然后挤出，经水槽冷却后切粒包装。
对以上实施例及对比例进行性能测试，其结果如表1所示：
表1：
由表1可以看出，本发明中结合的PA66与PA6两种尼龙，大大提高了材料的流动性。
Claims (9)
1.一种高强度、高流动性的玻璃纤维增强PPO/PA合金材料，其特征在于：其组分及重量配比为：
2.根据权利要求1所述的一种高强度、高流动性的玻璃纤维增强PPO/PA合金材料，其特征在于所述的相容剂为PPO-g-MAH。
3.根据权利要求1所述的一种高强度、高流动性的玻璃纤维增强PPO/PA合金材料，其特征在于所述的抗紫外线剂为UV-327。
4.根据权利要求1所述的一种高强度、高流动性的玻璃纤维增强PPO/PA合金材料，其特征在于所述的抗氧剂为抗氧剂1010。
5.根据权利要求1所述的一种高强度、高流动性的玻璃纤维增强PPO/PA合金材料，其特征在于所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
6.一种权利要求1-5中任一项所述的PPO/PA合金材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a、按比例称取各原料，然后用高速搅拌机混合均匀；
b、将步骤a中混匀的物料加入同向平行双螺杆挤出机喂料斗，进入同向平行双螺杆挤出机进行熔融共混，在熔融共混过程中由同向双螺杆挤出机中段的玻纤口加入玻璃纤维；
c、将步骤b中掺入玻璃纤维的熔融共混物由同向平行双螺杆挤出机挤出，经水槽冷却后再用切粒机切成颗粒状粒料包装即可。
7.根据权利要求6所述的一种高强度、高流动性的玻璃纤维增强PPO/PA合金材料的制备方法，其特征在于所述的同向平行双螺杆挤出机的转速为500RPM。
8.根据权利要求6所述的一种高强度、高流动性的玻璃纤维增强PPO/PA合金材料的制备方法，其特征在于所述的同向平行双螺杆挤出机的电流为25-26A。
9.根据权利要求6所述的一种高强度、高流动性的玻璃纤维增强PPO/PA合金材料的制备方法，其特征在于所述的同向平行双螺杆挤出机的挤出温度为260～280℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20131016 |