CN103450678A - 耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料，由以下原料经混合挤压制成，原料按质量分数计包括有：55.4％-71.3％的再生尼龙66树脂、25％-35％的短切玻璃纤维、2％-4％的热稳定耐水醇解母粒、0.2％-0.5％的抗氧剂、0.2％-1.5％的润滑剂、0.1％-0.6％的成核剂、0.2％-1.0％的扩链剂、1％-2％的黑色母。一种耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料的制备方法，包括：步骤一、烘干；步骤二、原料配比；步骤三、搅匀；步骤四、挤出。本发明提供的耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料，通过改变其组合成分，能够使得再生尼龙66复合材料具有在160℃的条件下，材料性能长期保持稳定和长期抵抗水解以及热醇溶液引起的脆化，解决了传统技术中由于加工过程的热降解破坏聚酰胺的分子链，提高了再生聚酰胺的机械性能和热性能。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料制备技术领域，更具体地说，特别涉及一种耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料及其制备方法。
背景技术
随着世界石油日益枯竭及环境问题的严峻，发展节能、环保、轻量化和低排放的新塑工程复合材料，成为了适应全球低碳经济发展的要求。
发动机部件塑料化是汽车轻量化的一个重要方面，汽车散热器水室部件就是发动机周边部件中的一个。汽车散热器水箱部件的材料要求耐乙二醇和其他化学腐蚀剂及100℃以上水溶液的侵蚀，同时在装配过程中结合处不允许发生应力开裂，普通的尼龙材料已难以满足上述要求。目前，国内外通用的耐水醇解尼龙专用料都是30％玻纤增强PA66。随着高分子材料的大量使用越来越多的废弃物对环境及人类健康的危害已成为人们必须面对的严峻问题。因此对高分子材料的合理使用和回收处理，是保护人类生态环境、实现资源充分利用、保证经济和社会可持续发展的要求。
酰胺工程塑料是通用工程塑料之一，每年大量尼龙工程塑料的使用，必然产生相当量的尼龙废弃物，特别产品制造中产生的废料，如模塑过程中边角料、废品；纺丝过程产生的废丝、引料；拉膜过程产生的引料、废品；吹塑、热压等过程产生的废料。
上述废料的特点是：组分单一、比较干净，可以再生回收直接应用。但是由于加工过程的热降解破坏聚酰胺的分子链，因此，如何对再生的聚酰胺需要扩链及增粘，以提高再生聚酰胺的机械性能和热性能，从而将通过改性再生尼龙应用于汽车领域，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料以及一种耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料的制备方法，以解决上述的问题。
本发明提供了一种耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料，由以下原料经混合挤压制成，
原料按质量分数计包括有：
55.4％-71.3％的再生尼龙66树脂、25％-35％的短切玻璃纤维、2％-4％的热稳定耐水醇解母粒、0.2％-0.5％的抗氧剂、0.2％-1.5％的润滑剂、0.1％-0.6％的成核剂、0.2％-1.0％的扩链剂、1％-2％的黑色母。
优选地，所述再生尼龙66树脂为边角料回收制成的尼龙66或者PA6的含量小于10％的PA66和PA6的混合物，其按照乌氏粘度法相对粘度为2.2-2.7，灰分含量不大于0.5％。
优选地，所述短切玻璃纤维为无碱短切耐水解玻璃纤维，单根直径为9μm-12μm，其长度为3mm／4.5mm。
优选地，所述热稳定耐水解母粒为包括有：以尼龙66为载体复配铜化合物的抗氧剂、水解保护润滑剂以及防老剂。
优选地，所述抗氧剂为：N，N’-亚己基-1.6-二[(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰胺]、四[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、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的任意一种或其任意多种的组合。
优选地，所述润滑剂为：硅酮类、乙撑双硬脂酰胺、低分子量高聚物、乙撑双硬脂肪酸酰胺中的任意一种或其任意多种的组合。
优选地，所述成核剂为无机成核剂或有机成核剂；
所述无机成核剂为：粒径位于1-100纳米之间的滑石粉、二氧化硅、氧化镍、蒙脱土中的任意一种或其任意多种的组合；
所述有机成核剂为：己二酰胺二聚体、有机次磷酸盐类、乙酸盐中的任意一种或其任意多种的组合。
优选地，所述扩链剂为：带有反应性基团的尼龙66、乙烯与马来酸酐交替共聚物、环氧类扩链剂中的任意一种或其任意多种的组合。
优选地，所述黑色母为苯胺黑、碳黑母粒中的任意一种或其任意多种的组合。
本发明还提供了一种耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料的制备方法，包括步骤：
S1、烘干，将再生尼龙66放置100℃的烘箱中干燥3-4小时，使其含水率小于5％；
S2、原料配比，按配方中各组分重量百分比分别称取再生尼龙66，短切玻璃纤维，热稳定耐水醇解母粒、抗氧剂、润滑剂、成核剂、扩链剂、黑色母；
S3、搅匀，将再生尼龙66、热稳定耐水醇解母粒、抗氧剂、润滑剂、成核剂、扩链剂、黑色母加入搅拌机中搅拌混合均匀；
S4、挤出，将步骤三所得混合物短切纤维分别通过主喂料机、侧喂料一起加入长径比为40：1的双螺杆挤出机中，转速600r／min，加入温度270-280℃，真空压力控制在0.06-0.08MPa，熔融混炼后挤出拉条、切粒、包装。
本发明提供的耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料，通过改变其组合成分，能够使得再生尼龙66复合材料具有在160℃的条件下，材料性能长期保持稳定和长期抵抗水解以及热醇溶液引起的脆化。本发明解决了传统技术中由于加工过程的热降解破坏聚酰胺的分子链，能够对再生的聚酰胺增粘，提高了再生聚酰胺的机械性能和热性能，使其可以应用于汽车领域。
附图说明
图1为本发明一种实施例中耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
请参考图1，图1为本发明一种实施例中耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料的制备方法的流程图。
实施例1：
将63kg干燥后再生尼龙66树脂(相对粘度位于2.2-2.3之间)、0.2kg抗氧剂1098、0.2kg抗氧剂1010、3kg热稳定耐水解母粒、0.8kg硅酮、0.3kg滑石粉、1.0kg扩链剂(反应性基因的尼龙6)、1.5kg黑色母(苯胺黑)加入到高速搅拌机中，搅拌均匀后加入到双螺杆挤出机的主喂料器中，将30kg短玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的侧喂料器中，经双螺杆挤出机造粒。
实施例2：
将63.6kg干燥后再生尼龙66树脂(相对粘度位于2.3-2.5之间)、0.2kg抗氧剂1098、0.2kg抗氧剂1010、3kg热稳定耐水解母粒、0.6kgOP蜡、0.2kg乙撑双硬脂酸酰胺、0.3kg二氧化硅、0.6kg扩链剂(乙烯与马来酸酐交替共聚物)、1.5kg黑色母(苯胺黑)加入到高速搅拌机中，搅拌均匀后加入到双螺杆挤出机的主喂料器中，将30kg短玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的侧喂料器中，经双螺杆挤出机造粒。
实施例3：
将63.8kg干燥后再生尼龙66树脂(相对粘度位于2.5-2.7之间)、0.2kg抗氧剂1098、0.2kg抗氧剂1010、3kg热稳定耐水解母粒、0.4kgOP蜡、0.4kg硅酮、0.3kg有机次磷酸盐类、0.4kg扩链剂(乙烯与马来酸酐交替共聚物)、1.5kg黑色母(苯胺黑)加入到高速搅拌机中，搅拌均匀后加入到双螺杆挤出机的主喂料器中，将30kg短玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的侧喂料器中，经双螺杆挤出机造粒。
将实施例1-3的制得改性再生尼龙66按照大众标准TL52062的进行测试：
上述实验结果都满足大众标准TL52062。
Claims (10)
1.一种耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料，其特征在于，
由以下原料经混合挤压制成，
原料按质量分数计包括有：
55.4％-71.3％的再生尼龙66树脂、25％-35％的短切玻璃纤维、2％-4％的热稳定耐水醇解母粒、0.2％-0.5％的抗氧剂、0.2％-1.5％的润滑剂、0.1％-0.6％的成核剂、0.2％-1.0％的扩链剂、1％-2％的黑色母。
2.根据权利要求1所述的耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料，其特征在于，
所述再生尼龙66树脂为边角料回收制成的尼龙66或者PA6的含量小于10％的PA66和PA6的混合物，其按照乌氏粘度法相对粘度为2.2-2.7，灰分含量不大于0.5％。
3.根据权利要求1所述的耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料，其特征在于，
所述短切玻璃纤维为无碱短切耐水解玻璃纤维，单根直径为9μm-12μm，其长度为3mm/4.5mm。
4.根据权利要求1所述的耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料，其特征在于，
所述热稳定耐水解母粒为包括有：以尼龙66为载体复配铜化合物的抗氧剂、水解保护润滑剂以及防老剂。
5.根据权利要求1所述的耐水醇及热稳定再生尼龙66复合程材料，其特征在于，
所述抗氧剂为：N，N’-亚己基-1.6-二[(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰胺]、四[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、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的任意一种或其任意多种的组合。
6.根据权利要求1所述的耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料，其特征在于，
所述润滑剂为：硅酮类、乙撑双硬脂酰胺、低分子量高聚物、乙撑双硬脂肪酸酰胺中的任意一种或其任意多种的组合。
7.根据权利要求1所述的耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料，其特征在于，
所述成核剂为无机成核剂或有机成核剂；
所述无机成核剂为：粒径位于1-100纳米之间的滑石粉、二氧化硅、氧化镁、蒙脱土中的任意一种或其任意多种的组合；
所述有机成核剂为：己二酰胺二聚体、有机次磷酸盐类、乙酸盐中的任意一种或其任意多种的组合。
8.根据权利要求1所述的耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料，其特征在于，
所述扩链剂为：带有反应性基团的尼龙66、乙烯与马来酸酐交替共聚物、环氧类扩链剂中的任意一种或其任意多种的组合。
9.根据权利要求1所述的耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料，其特征在于，
所述黑色母为苯胺黑、碳黑母粒中的任意一种或其任意多种的组合。
10.一种耐水醇解耐高温再生尼龙66复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
步骤一、将再生尼龙66放置100℃的烘箱中干燥3-4小时，使其含水率小于5‰；
步骤二、按配方中各组分重量百分比分别称取再生尼龙66，短切玻璃纤维，热稳定耐水醇解母粒、抗氧剂、润滑剂、成核剂、扩链剂、黑色母；
步骤三、将再生尼龙66、热稳定耐水醇解母粒、抗氧剂、润滑剂、成核剂、扩链剂、黑色母加入搅拌机中搅拌混合均匀；
步骤四、将步骤三所得混合物和短切纤维分别通过主喂料机、侧喂料一起加入长径比为40：1的双螺杆挤出机中，转速600r／min，加入温度270-280℃，真空压力控制在0.06-0.08MPa，熔融混炼后挤出拉条、切粒、包装。
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