CN103436011B - 连续长玻璃纤维增强mxd6复合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续长玻璃纤维增强MXD6复合物及其制备方法。该复合物包括重量百分比的各组分：MXD650～80％，连续长玻璃纤维17～40％，相容剂2～10％，抗氧剂0.1～1％，润滑剂0.1～1％。将MXD6、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入双螺杆挤出机，塑化，输送到高温熔体浸润模头内的高温熔体浸润槽中，浸润模头内温度280～330℃，挤出机温度260～280℃；将连续长玻璃纤维以20～100m/min的速度牵引输入高温熔体浸润槽，浸润，冷却，切粒，即可。本发明的复合物制品内纤维的平均长度较大，且长纤维在注塑制品内形成一定的网络结构，使得力学性能及其它物理性能均优于短切纤维增强复合材料。

Description

连续长玻璃纤维增强MXD6复合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种玻璃纤维增强MXD6复合物，尤其是涉及一种连续长玻璃纤维增强MXD6复合物及其制备方法。

背景技术

目前在国内外，MXD6材料增强用的纤维有玻纤纤维、玻璃纤维、玻璃纤维、不锈钢纤维等等。纤维增强MXD6材料的增强方式分为两种：短切纤维增强和连续长纤增强。与传统的短切纤维增强粒料相比，长纤增强热塑性复合材料(LFRTP)具有更高的综合性能。连续长玻璃纤维增强MXD6复合物可用于工业和民用的众多领域，包括汽车、器械、娱乐、食品加工、通讯、电子电气、电动工具、园艺等。在总用量中，汽车应用占80％，其一大趋势是在组合式部件(如前端组件和车门组件)中取代金属。

然而，在国内连续长玻璃纤维增强MXD6材料还是一个比较前沿的研究领域，目前这方面的研究很少，主要原因是国内的一些公司没有解决MXD6与玻璃纤维相容性的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了填补国内在这一方面研究的空白而提供一种连续长玻璃纤维增强MXD6复合物及其制备方法。本发明的连续玻璃纤维增强MXD6复合物的一个突出的特点是：长纤增强热塑性复合材料制品内纤维的平均长度较大，并且长纤维在注塑制品内形成一定的网络结构，使长纤增强热塑性复合材料制品的力学性能及其它物理性能均优于短切纤维增强的复合材料。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种连续长玻璃纤维增强MXD6复合物，所述复合物包括以下重量百分比含量的各组分：MXD650～80％，连续长玻璃纤维17～40％，相容剂2～10％，抗氧剂0.1～1％，润滑剂0.1～1％。

优选的，所述MXD6(聚己二酰间苯二胺)为均聚MXD6，熔融指数为100～1500g/10min。

优选的，所述连续长玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理的MXD6专用无碱玻璃纤维。该MXD6专用无碱玻璃纤维可以是巨石的GF988B、重庆国际的Q200或泰山玻纤的TS3005等。偶联处理的连续长玻璃纤维具体为：将无碱连续长玻璃纤维加入硅烷偶联剂中，使其表面经硅烷偶联剂处理。

优选的，所述相容剂为上海日之升的马来酸酐接枝MXD6。

优选的，所述抗氧剂为高分子量受阻酚类抗氧剂。该高分子量为重均分子量为500～1000000。

优选的，所述润滑剂为TAF(乙撑双硬脂酰胺)。

本发明还涉及一种前述的连续长玻璃纤维增强MXD6复合物的制备方法，包括如下步骤：

A、将所述MXD6、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入到双螺杆挤出机中，塑化后，输送到高温熔体浸润模头内的高温熔体浸润槽中，所述高温熔体浸润模头内的温度为280～330℃，所述高温熔体浸润槽的长度为2～6m，所述双螺杆挤出机温度为260～280℃；

B、将所述连续长玻璃纤维以20～100m/min的速度牵引输入所述高温熔体浸润槽中，充分浸润后，冷却，切粒，即得所述连续长玻璃纤维增强MXD6复合物。

与短切非连续玻璃纤维相比，本发明采用连续长玻璃纤维增强MXD6复合物，由于连续长玻璃纤维在MXD6中保留长度较长，使复合材料具有更高的机械强度和抗冲击强度；相容剂有效地提高了玻璃纤维和MXD6的相容性，明显提高了复合材料的机械强度和抗冲击强度；高分子量受阻酚类抗氧剂可提高组合物在加工过程的抗氧化性能和用过程中的抗老化性能；润滑剂提高了MXD6的流动性，明显提高了MXD6对玻璃纤维的浸润效果，结果是明显提高了复合材料的机械强度和抗冲击强度。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：本发明的连续长玻璃纤维增强MXD6复合物具有更高的机械强度和抗冲击强度，外观良好，低翘曲，可以广泛用于工业和民用的众多领域，包括汽车、器械、娱乐、食品加工、通讯、电子电气、电动工具、园艺等。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例的连续长玻璃纤维增强MXD6复合物包括如表1所示的重量百分比含量的各组分；制备时，按表1所示的重量配比称取原料，放入高混机中混合2～5分钟，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，具体步骤如下：

第一步：将MXD6、相容剂、抗氧剂、润滑剂按比例加入到双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机塑化后，输送到高温熔体浸润模头内的高温熔体浸润槽中，高温熔体浸润模头内的温度为280～330℃，高温熔体浸润槽长度为6m，双螺杆挤出机的温度260～280℃；

第二步：将连续长玻璃纤维以100m/min的速度牵引输入高温熔体浸润槽中，充分浸润后，冷却，切粒，得到该连续长玻璃纤维增强MXD6复合物。

其中，双螺杆挤出机以及高温熔体浸润槽等的工艺参数如表2所示。

实施例2

本实施例的连续长玻璃纤维增强MXD6复合物包括如表1所示的重量百分比含量的各组分；其具体制备同实施例1，所不同之处在于：

第一步：高温熔体浸润槽长度为2m，

第二步：连续长玻璃纤维的加入牵引速度为20m/min。

实施例3

本实施例的连续长玻璃纤维增强MXD6复合物包括如表1所示的重量百分比含量的各组分；其具体制备同实施例1，所不同之处在于：

第一步：高温熔体浸润槽长度为4m，

第二步：连续长玻璃纤维的加入牵引速度为60m/min。

实施例4

本实施例的连续长玻璃纤维增强MXD6复合物包括如表1所示的重量百分比含量的各组分；其具体制备同实施例1，所不同之处在于：

第一步：高温熔体浸润槽长度为3m，

第二步：连续长玻璃纤维的加入牵引速度为70m/min。

对比例1～3

本对比例1～3的连续长玻璃纤维增强MXD6复合物分别包括如表1所示的重量百分比含量的各组分；其具体制备同实施例3。

表1

表1中，MXD6指的是熔融指数为1000～1200g/10min的均聚MXD6。需要说明的是，本发明的MXD6不限于上述均聚MXD6，可以为熔融指数为100～1500g/10min的任意均聚MXD6；本发明的连续长玻璃纤维不限于以上实施例中的经南京品宁偶联剂有限公司的KH-560偶联处理后的巨石的GF988B，可以为任意表面经硅烷偶联剂处理的MXD6专用无碱玻璃纤维，以MXD6专用无碱玻璃纤维为例，其可以是巨石的GF988B、重庆国际的Q200或泰山玻纤的TS3005；本发明采用的相容剂为上海日之升的马来酸酐接枝MXD6，型号为CMG9013；本发明采用的抗氧剂不限于以上实施例中的汽巴抗氧剂1010，其可以为任意重均分子量为500～1000000的高分子量受阻酚类抗氧剂，如汽巴的抗氧剂1010、168、1076、1098等；本发明采用的润滑剂也不限于以上实施例中汽巴的乙撑双硬脂酰胺。

表2

实施例5

对以上实施例1～5及对比例1～3制得的样品，进行性能测试对比，采用ASTM标准。测试性能对比如下表3所示：

表3

由表3可以看出本发明样品具有较高的机械性能和抗冲击强度；由实施例3与对比例2的比较可知，由于采用偶联处理后的连续长玻璃纤维能改善与MXD6的相容性，从而能提高复合材料的机械强度和抗冲击强度；由对比例1与对比例2、实施例3的比较可知，本发明的相容剂能够有效提高玻璃纤维和MXD6的相容性，明显提高复合材料的机械强度和抗冲击强度；进一步由对比例1与对比例3的比较可知，采用非本发明的相容剂，即使提高相容剂用量，减少连续长玻璃纤维的用量，复合材料的机械强度和抗冲击强度变化不大，原因在于该相容剂对玻璃纤维和MXD6之间相容性的改善作用不大。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (1)

1.一种连续长玻璃纤维增强MXD6复合物，其特征在于，所述复合物由以下重量百分比含量的各组分组成：MXD650～80％，连续长玻璃纤维17～40％，相容剂2～10％，抗氧剂0.1～1％，润滑剂0.1～1％；

所述MXD6为均聚MXD6，熔融指数为100～1500g/10min；

所述连续长玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理的MXD6专用无碱玻璃纤维；

所述MXD6专用无碱玻璃纤维选自巨石的GF988B、重庆国际的Q200或泰山玻纤的TS3005；

所述偶联剂处理具体为：将无碱连续长玻璃纤维加入硅烷偶联剂中，使其表面经硅烷偶联剂处理；

所述抗氧剂为高分子量受阻酚类抗氧剂，所述高分子量为重均分子量为500～1000000；

所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺；

所述相容剂为上海日之升的马来酸酐接枝MXD6；

所述的连续长玻璃纤维增强MXD6复合物的制备方法由如下步骤组成：

A、将所述MXD6、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入到双螺杆挤出机中，塑化后，输送到高温熔体浸润模头内的高温熔体浸润槽中，所述高温熔体浸润模头内的温度为280～330℃，所述高温熔体浸润槽的长度为2～6m，所述双螺杆挤出机温度为260～280℃；

B、将所述连续长玻璃纤维以20～100m/min的速度牵引输入所述高温熔体浸润槽中，充分浸润后，冷却，切粒，即得所述连续长玻璃纤维增强MXD6复合物。