CN105348791A - 一种轻质免喷涂尼龙材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种尼龙材料及其制备方法,尤其是一种轻质免喷涂尼龙材料及其制备方法,属于高分子材料技术领域。本发明的原料由以下重量份的组分组成:尼龙50-70份,增强体20-40份,相容剂1-5份,发泡剂母粒1-5份,金属颜料母粒1-5份,润滑剂0.3-2份,抗氧剂0.2-1份。本发明通过在增强尼龙中添加不同色泽的金属颜料母粒,让改性尼龙材料自身拥有金属光泽,免去了传统喷漆、电镀等繁琐操作,大大简化工序,更加环保,同时,采用微发泡技术,显著减轻制件重量,最大减重幅度达20%以上,设备要求低,产品良品率高,增加效益。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,涉及一种尼龙材料及其制备方法,尤其是一种轻质免喷涂尼龙材料及其制备方法。
背景技术
尼龙是一种重要的工程塑料,被广泛用于机械、汽车、仪表等行业,特别是在用于一些装饰受力制件时候,在要求尼龙保持高刚性的同时,具有很好的外观装饰要求,很多厂家会给制品镀一层金属或进行表面喷漆,让制件拥有具有光鲜亮丽的外观,提高制品的质感。
但喷漆或电镀会带来三个问题:第一,此类表面处理过程对环境或操作人员危害非常大;第二,经过喷漆处理的塑料制件很难将油漆涂层或镀层剥离掉,制件回收困难,无法回收再利用,导致资源浪费;第三由于喷漆工艺的复杂,需要增加预处理、涂装和运输等基本环节,部分喷漆工艺还需要底漆、面漆和UV固化漆等多道生产工序,如此繁杂的程序可能产生良率问题,使得塑料制件的加工成本大幅增加。
传统的尼龙制件喷涂技术已渐渐无法满足新时代的需求,亟待技术突破。
发明内容
本发明通过在增强尼龙中添加不同细度、色泽的金属颜料母粒,让改性尼龙材料自身拥有金属光泽,免去了传统喷漆、电镀等繁琐操作,大大简化工序,更加环保,同时,采用微发泡技术,显著减轻制件重量,最大减重幅度达20%以上,设备要求低,产品良品率高,增加效益。本发明刚性接近金属,可用于汽车门把手、电动工具外壳等相关需要金属光泽的尼龙塑料制品。
本发明通过以下技术方案解决技术问题:一种轻质免喷涂尼龙材料及其制备方法,原料由以下重量份的组分组成:
尼龙50-70份
增强体20-40份
相容剂1-5份
发泡剂母粒1-5份
金属颜料母粒1-5份
润滑剂0.3-2份
抗氧剂0.2-1份。
进一步的技术方案,所述尼龙为尼龙6、尼龙66中的一种。
进一步的技术方案,所述增强体为玻璃纤维、碳纤维中的一种。
进一步的技术方案,所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚乙烯中的一种。
进一步的技术方案,所述的相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体。
进一步的技术方案,所述发泡剂母粒的成份为碳酸氢铵、碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺、甲苯磺酞氨基脲、偶氮二碳酸胺中的一种;
所述金属颜料母粒的有效成分为铝粉、锌粉、银粉、铜锌粉、锌铝粉中的一种;
所述润滑剂为聚四氟乙烯、硬脂酸盐、乙撑双硬脂酰胺、接枝乙撑双硬脂酰胺、硅酮中的至少一种;
所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂,所述的主抗氧剂和辅抗氧剂按照重量比为3:2的比例添加,所述主抗氧剂为抗氧剂1098,所述的辅抗氧剂为抗氧剂168。
进一步的技术方案,所述的润滑剂为硅酮。
一项轻质免喷涂尼龙材料的制备方法包括以下步骤:
(1)将尼龙50-70份、相容剂1-5份、金属颜料母粒1-5份、润滑剂0.3-2份、抗氧剂0.2-1份放入高速混合机中混合3-6min,获得以上组分混合物;
(2)将上述组分混合物由料斗连续加入双螺杆挤出机,增强体由挤出机中部喂料口以侧喂方式加入到双螺杆挤出机机筒中混炼挤出,经过牵条、冷却、干燥、切粒,得到具有金属光泽的增强尼龙复合材料;
(3)将步骤(2)中所得到的增强尼龙复合材料94-99份和发泡剂母粒1-5份放入混合机中混合均匀,将混合物加入到注塑机中,注塑成型得到轻质免喷涂尼龙材料。
进一步的技术方案,所述步骤(2)中,双螺杆挤出机料筒从加料口到机头各段温度范围为:I区:230-240℃、II区:250-270℃、III区:250-265℃、IV区:250-270℃、V区:250-270℃、VI区:250-270℃、VII区:250-270℃、VIII区:240-260℃、IX区240-260℃,螺杆转速600r/min。
进一步的技术方案,所述步骤(3)中注塑机料筒温度220-280℃,注射压力为70-100MPa,注射速度为50-90mm/s,冷却时间为10-30s。
有益效果
本发明产品可通过普通注塑机实现,操作简单。其有益效果是:采用纤维增强技术,大幅提高尼龙微发泡材料抗拉强度、弯曲模量和耐热性等性能的同时,通过在增强尼龙中添加不同细度、色泽的金属颜料母粒,让改性尼龙材料自身拥有金属光泽,免去了传统喷漆、电镀等繁琐操作,大大简化工序,更加环保,进一步,采用微发泡技术,显著减轻制件重量,最大减重幅度达20%以上,设备要求低,产品良品率高,增加效益。
具体实施方式
实施例一
将尼龙6650份、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体5份、抗氧剂10980.6份、抗氧剂1680.4份、硅酮2份、铝粉母粒1份放入高速混合机,混合6分钟,然后,将上述组分混合物由料斗连续加入双螺杆挤出机,将玻璃纤维40份由挤出机中部喂料口以侧喂方式加入到双螺杆挤出机机筒中混炼,经过牵条、冷却、干燥、切粒,得到具有金属光泽的增强尼龙复合材料。双螺杆挤出机料筒从加料口到机头各段温度范围为:I区:230℃、II区:250℃、III区:250℃、IV区:250℃、V区:250℃、VI区:250℃、VII区:250℃、VIII区:240℃、IX区240℃,螺杆转速600r/min;将所得到的碳纤维增强尼龙复合材料99份与偶氮二甲酰胺1份放入混合机中混合均匀;将混合物加入到注塑机中,注塑成型得到高性能轻质免喷涂尼龙材料。注塑机料筒温度220-280℃,注射压力为100MPa,注射速度为50mm/s,冷却时间为10s。
实施例二
将尼龙6668.5份、马来酸酐接枝聚乙烯1份、抗氧剂10980.12份、抗氧剂1680.08份、聚四氟乙烯0.3份、锌粉母粒5份放入高速混合机,混合3分钟,然后,将上述组分混合物由料斗连续加入双螺杆挤出机,将玻璃纤维20份由挤出机中部喂料口以侧喂方式加入到双螺杆挤出机机筒中混炼,经过牵条、冷却、干燥、切粒,得到具有金属光泽的增强尼龙复合材料。双螺杆挤出机料筒从加料口到机头各段温度范围为:I区:235℃、II区:255℃、III区:255℃、IV区:260℃、V区:260℃、VI区:260℃、VII区:255℃、VIII区:245℃、IX区245℃,螺杆转速600r/min;将所得到玻璃纤维增强尼龙复合材料95份与碳酸氢铵5份放入混合机中混合均匀;将混合物加入到注塑机中,注塑成型得到高性能轻质免喷涂尼龙材料。注塑机料筒温度220-280℃,注射压力为70MPa,注射速度为90mm/s,冷却时间为30s。
实施例三
将尼龙6670份、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体3份、抗氧剂10980.6份、抗氧剂1680.4份、硬脂酸钙1份、铜锌粉母粒3份放入高速混合机,混合4分钟,然后,将上述组分混合物由料斗连续加入双螺杆挤出机,将碳纤维20份由挤出机中部喂料口以侧喂方式加入到双螺杆挤出机机筒中混炼,经过牵条、冷却、干燥、切粒,得到具有喷涂效果的增强尼龙复合材料。双螺杆挤出机料筒从加料口到机头各段温度范围为:I区:240℃、II区:270℃、III区:265℃、IV区:270℃、V区:270℃、VI区:270℃、VII区:270℃、VIII区:260℃、IX区:260℃,螺杆转速600r/min;将所得到的碳纤维增强尼龙复合材料98份与甲苯磺酞氨基脲2份放入混合机中混合均匀。将混合物加入到注塑机中,注塑成型得到高性能轻质免喷涂尼龙材料。注塑机料筒温度220-280℃,注射压力为80MPa,注射速度为80mm/s,冷却时间为20s。
实施例四
将尼龙661.5份、马来酸酐接枝聚乙烯2份、抗氧剂10980.3份、抗氧剂1680.2份、乙撑双硬脂酰胺1份、银粉母粒2份放入高速混合机,混合5分钟,然后,将上述组分混合物由料斗连续加入双螺杆挤出机,将碳纤维30份由挤出机中部喂料口以侧喂方式加入到双螺杆挤出机机筒中混炼,经过牵条、冷却、干燥、切粒,得到碳纤维增强尼龙复合材料。双螺杆挤出机料筒从加料口到机头各段温度范围为:I区:240℃、II区:270℃、III区:265℃、IV区:270℃、V区:270℃、VI区:270℃、VII区:270℃、VIII区:260℃、IX区250℃,螺杆转速600r/min;将所得到的碳纤维增强尼龙复合材料97份与碳酸氢钠3份放入混合机中混合均匀。将混合物加入到注塑机中,注塑成型得到高性能轻质免喷涂尼龙材料。注塑机料筒温度220-280℃,注射压力为90MPa,注射速度为70mm/s,冷却时间为20s。
表1各实施例性能
以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本领域的技术人员在本发明的技术范围内,可不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种轻质免喷涂尼龙材料及其制备方法,原料由以下重量份的组分组成:
尼龙50-70份
增强体20-40份
相容剂1-5份
发泡剂母粒1-5份
金属颜料母粒1-5份
润滑剂0.3-2份
抗氧剂0.2-1份。
2.根据权利要求1所述轻质免喷涂尼龙材料,其特征在于:所述尼龙为尼龙6、尼龙66中的一种。
3.根据权利要求1所述轻质免喷涂尼龙材料,其特征在于:所述增强体为玻璃纤维、碳纤维中的一种。
4.根据权利要求1所述轻质免喷涂尼龙材料,其特征在于:所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚乙烯中的一种。
5.根据权利要求4所述轻质免喷涂尼龙材料,其特征在于:所述的相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体。
6.根据权利要求1所述轻质免喷涂尼龙材料,其特征在于:所述发泡剂母粒的成份为碳酸氢铵、碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺、甲苯磺酞氨基脲、偶氮二碳酸胺中的一种;
所述金属颜料母粒的有效成分为铝粉、锌粉、银粉、铜锌粉、锌铝粉中的一种;
所述润滑剂为聚四氟乙烯、硬脂酸盐、乙撑双硬脂酰胺、接枝乙撑双硬脂酰胺、硅酮中的至少一种;
所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂,所述的主抗氧剂和辅抗氧剂按照重量比为3:2的比例添加,所述主抗氧剂为抗氧剂1098,所述的辅抗氧剂为抗氧剂168。
7.根据权利要求6所述轻质免喷涂尼龙材料,其特征在于:所述的润滑剂为硅酮。
8.根据权利要求1-7任一项所述的轻质免喷涂尼龙材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
将尼龙50-70份、相容剂1-5份、金属颜料母粒1-5份、润滑剂0.3-2份、抗氧剂0.2-1份放入高速混合机中混合3-6min,获得以上组分混合物;
将上述组分混合物由料斗连续加入双螺杆挤出机,增强体由挤出机中部喂料口以侧喂方式加入到双螺杆挤出机机筒中混炼挤出,经过牵条、冷却、干燥、切粒,得到具有金属光泽的增强尼龙复合材料;
将步骤(2)中所得到的增强尼龙复合材料94-99份和发泡剂母粒1-5份放入混合机中混合均匀,将混合物加入到注塑机中,注塑成型得到轻质免喷涂尼龙材料。
9.根据权利要求8所述轻质免喷涂尼龙材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中,双螺杆挤出机料筒从加料口到机头各段温度范围为:I区:230-240℃、II区:250-270℃、III区:250-265℃、IV区:250-270℃、V区:250-270℃、VI区:250-270℃、VII区:250-270℃、VIII区:240-260℃、IX区240-260℃,螺杆转速600r/min。
10.根据权利要求8所述轻质免喷涂尼龙材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中注塑机料筒温度220-280℃,注射压力为70-100MPa,注射速度为50-90mm/s,冷却时间为10-30s。
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