CN106084769A - 一种玻纤增强环保尼龙复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于改性聚酰胺技术领域,涉及一种玻纤增强易染色、可激光打标无卤环保阻燃尼龙66复合材料及其制备方法。该复合材料包括以下重量份的原料:尼龙66 30‑50份,无碱短切玻璃纤维20‑40份,无卤阻燃剂15‑30份,协效着色阻燃助剂3‑8份,激光打标助剂0.5‑2份,其他助剂是硅烷偶联剂、抗氧剂和分散剂的复配物,该复配物的重量份数0.5‑1.5份。该复合材料主要应用于汽车、机械、电子电器等行业中的轴承罩盖、电器接线盒、排插件等,对环保安全、阻燃、激光打标、强度和颜色都提出较高要求的零部件中使用。
Description
技术领域
本发明属于改性聚酰胺技术领域,尤其涉及一种玻纤增强环保尼龙复合材料及其制备方法。
背景技术
尼龙66是一种用途广泛的工程塑料,由己二胺、己二酸缩聚而成,其熔点为252-265℃,与其他工程塑料相比具有优异的机械性能和较好的热性能,如高强度、高模量、高硬度;相对较高的热变形温度,本身可达到V2级阻燃,阻燃改性后可达到V0级别,加入玻璃纤维增强,热变形温度可达250℃(0.45MPa);此外还表现出优异的自润滑耐磨性、抗疲劳、耐蠕变性;良好的耐油和溶剂性。但是由于酰胺基具备亲水性,使得尼龙66的吸水性太高,导致其尺寸稳定性较差,在高湿度环境下性能下降明显。
现有技术中通常加入常规的无碱玻璃纤维,但是常规的无碱玻璃纤维中仍然含有一定杂质,比如氟和硼的含量较高,耐酸腐蚀性较差。
此外,阻燃增强尼龙66还是存在阻燃剂的阻燃效率低,相容性差,随添加量的提高,性能大幅下降,并且阻燃剂的着色性差,制得的尼龙66复合材料着色效率低,在大型制件的生产中存在表观质量差,玻纤外露严重,很难实现颜色均一高质量的激光打标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷,提供一种玻纤增强易染色、可激光打标无卤环保阻燃尼龙66复合材料及其制备方法,本发明中的原料易得、价格低,易于产业化,制备方法简单易操作。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案是:
一种玻纤增强环保尼龙复合材料,该复合材料包括以下重量份的原料:
其他助剂是硅烷偶联剂、抗氧剂和分散剂的复配物,该复配物的重量份数0.5-1.5份。
进一步的技术方案,所述的尼龙66的树脂粘度为:2.3-2.5。
进一步的技术方案,无碱短切玻璃纤维为低硼玻璃纤维或者无硼ECR玻璃纤维,无碱短切玻璃纤维的直径为9-11μm,长度为3-4.5mm的。
进一步的技术方案,所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐和次磷酸盐阻燃剂中的一种或几种。
进一步的技术方案,所述的协效着色阻燃助剂为氢氧化镁、氢氧化铝、滑石粉、云母中的一种或几种。
进一步的技术方案,所述的激光打标助剂是氧化锑、金属氧化物包覆的硅酸盐和氧化钛中的一种或几种。
进一步的技术方案,其它助剂中的抗氧剂为抗氧剂1098:N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺,抗氧剂168:三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和无机磷酸盐中的一种或几种;
分散剂为有机硅、脂肪酸盐中的一种或几种。
进一步的技术方案,所述的硅烷偶联剂、抗氧剂和分散剂按照重量比为1:2:(3-10)。
一种玻纤增强环保尼龙复合材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:按照原料的重量份数要求称取原料;
步骤二:将尼龙66、无卤阻燃剂、协效着色阻燃助剂、激光打标助剂和
其他助剂在高混机中混合均匀,混料时间3-5min;
步骤三:将混合好的原料加入双螺杆挤出机中,并加入无碱短切玻璃纤维,将温度控制在245-280℃,螺杆转速为250-400rpm,一起熔融共混,挤出造粒
有益效果
与现有技术相比,本发明具备如下效果:
1、本发明复主要应用于汽车、机械、电子电器等行业中的轴承罩盖、电器接线盒、排插件等,适用于对环保安全、阻燃、激光打标、强度和颜色都提出较高要求的零部件。
2、本发明通过玻璃纤维填充的办法可大幅提高尼龙的综合性能。其中,本发明使用ECR玻璃纤维与普通无碱玻璃纤维相比,杂质少、真正做到无卤,具有优异的耐酸耐腐蚀性,其直径为9-11μm,长度为3-4.5mm,直径更细增强效果更好,可以在加工中分散的更均匀,能有更好的性能和外观。
3、本发明在玻璃纤维增强的基础上,加入无卤阻燃剂、激光打标助剂和协效着色阻燃助剂等成分,可以在保持材料优异机械性能的前提下,满足欧盟Rohs环保要求,并且进一步提高到无卤素材料的水平,赋予材料安全且无污染,达到UL94 V0级别阻燃等级,并且制得的复合材料易于染色,成品可以满足均匀的激光打标,并且不掉色、不退色,满足了从性能、环保、美观、打标等个性化定制的多方面需求。
3、本发明尼龙66的粘度为2.3-2.5,使用这种低粘度且高流动性的尼龙66可以保证了材料整体的流动性和加工型。
4、本发明中使用了无卤阻燃剂赋予了材料V0级别的阻燃等级,同时,还保证了材料对环境、对人的安全、环保、无污染性,满足Rohs指令。
5、本发明中协效阻燃着色助剂使得制得的材料具有非常好的着色能力和良好的色粉分散性,并提高阻燃的稳定性。
6、本发明中激光打标助剂选用与尼龙66相容性良好的金属氧化物涂覆,在不影响材料物性的前提下,实现高质量打标需求。
7、本发明中的其他助剂对材料的加工性、脱模性、抗氧化性和良好的制件表观提供了保障,可以根据实际需求选择添加。
8、本发明中每个原料在实现复合材料某一方面性能的同时也会对其他性能产生影响,所以原料的使用量和不同类别助剂之间的相互配合、协效性非常重要。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进行进一步说明:
下面结合具体实施例对本发明一种玻纤增强易染色、可激光打标无卤环保阻燃尼龙66复合材料做进一步详细说明。
生产主要使用的设备:高混机:将物料均匀混合3-5min;双螺杆挤出机:机筒温度:245-280℃,螺杆转速:250-400rpm;水槽、切粒机。
实施例1
尼龙66的树脂特征粘度为:2.3-2.5,43.7重量份;
无碱短切玻璃纤维:低硼玻璃纤维直径为9-11μm,长度为4.5mm,30重量份;
无卤阻燃剂:三聚氰胺氰尿酸盐,20重量份;
协效着色阻燃助剂:氢氧化镁、氢氧化铝复合,按照1:1的重量比共5重量份;
激光打标助剂:金属氧化物包覆的硅酸盐,0.5重量份;
其他助剂:硅烷偶联剂KH560、抗氧剂1098、抗氧剂168和脂肪酸盐,按照1:1:1:5的重量比共0.8重量份。
实施例2
尼龙66的树脂特征粘度为:2.3-2.5,48.3重量份;
无碱短切玻璃纤维:低硼玻璃纤维直径为9-11μm,长度为4.5mm,20重量份;
无卤阻燃剂:三聚氰胺聚磷酸盐,22重量份;
协效着色阻燃助剂:氢氧化镁、氢氧化铝复合,按照1:1的重量比共8重量份;
激光打标助剂:金属氧化物包覆的硅酸盐,0.5重量份;
其他助剂:硅烷偶联剂KH560,抗氧剂1098,抗氧剂168和脂肪酸盐,按照1:1:1:3的重量比共1.2重量份。
实施例3
尼龙66的树脂特征粘度为:2.3-2.5,43.7重量份;
无碱短切玻璃纤维:无硼ECR玻璃纤维直径为9-11μm,长度为3mm,30重量份;
无卤阻燃剂:三聚氰胺聚磷酸盐,22重量份;
协效着色阻燃助剂:云母,3重量份;
激光打标助剂:金属氧化物包覆的硅酸盐,0.5重量份;
其他助剂:硅烷偶联剂KH560,抗氧剂1098,抗氧剂168和硅酮母粒,按照1:1:1:5的重量比共0.8重量份。
实施例4
尼龙66的树脂特征粘度为:2.3-2.5,34.1重量份;
无碱短切玻璃纤维:无硼ECR玻璃纤维直径为9-11μm,长度为3mm,40重量份;
无卤阻燃剂:次磷酸盐,16重量份,三聚氰胺氰尿酸盐,5重量份;
协效着色阻燃助剂:滑石粉,3重量份;
激光打标助剂:金属氧化物包覆的硅酸盐和氧化钛,按照5:1的重量比共0.6重量份;
其他助剂:硅烷偶联剂KH560,无机磷酸盐,脂肪酸盐和硅酮母粒,按照1:2:5:5的重量比共1.3重量份。
实施例5
尼龙66的树脂特征粘度为:2.3-2.5,47.6重量份;
无碱短切玻璃纤维:无硼ECR玻璃纤维直径为9-11μm,长度为3mm,30重量份;
无卤阻燃剂:次磷酸盐,17重量份;
协效着色阻燃助剂:云母,3重量份;
激光打标助剂:氧化锑、金属氧化物包覆的硅酸盐、氧化钛按照10:5:1共1.6重量份;
其他助剂:硅烷偶联剂KH560,无机磷酸盐,硅酮母粒,按照1:2:5的重量比共0.8重量份。
采用上述实施例的配方具体生产复合材料的方法为:
步骤一:按照重量要求称取原料;
步骤二:将尼龙66、无卤阻燃剂、协效着色阻燃助剂、激光打标助剂和其他助剂在高混机中混合均匀,混料时间3-5min;
步骤三:将混合好的原料加入双螺杆挤出机中,在温度:245-280℃,螺杆转速:250-400rpm下与无碱短切玻璃纤维一起熔融共混,挤出造粒,即得。
上述实施例制备得到的产品性能测试结果如下表所示:
表中,实施例1-5给出了各个不同比例,原料、助剂有所区别时性能的差异,其中,通过配方中各组分比例的调整,优化了各组分对产品各性能的增进和影响,实施例4和实施5既保持了很好的原始机械性能,刚性和韧性做到了非常好的平衡,将色粉分散、激光打标性优化,同时加工性优异,极利于批量连续生产。除上述实施外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种玻纤增强环保尼龙复合材料,其特征在于,该复合材料包括以下重量份的原料:
其他助剂是硅烷偶联剂、抗氧剂和分散剂的复配物,该复配物的重量份数0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的玻纤增强环保尼龙复合材料,其特征在于,所述的尼龙66的树脂粘度为:2.3-2.5。
3.根据权利要求1所述的玻纤增强环保尼龙复合材料,其特征在于,所述的无碱短切玻璃纤维为低硼玻璃纤维或者无硼ECR玻璃纤维,无碱短切玻璃纤维的直径为9-11μm,长度为3-4.5mm。
4.根据权利要求1所述的玻纤增强环保尼龙复合材料,其特征在于,所述的无卤阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐和次磷酸盐阻燃剂中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的玻纤增强环保尼龙复合材料,其特征在于,所述的协效着色阻燃助剂为氢氧化镁、氢氧化铝、滑石粉、云母中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的玻纤增强环保尼龙复合材料,其特征在于,其特征在于,所述的激光打标助剂是氧化锑、金属氧化物包覆的硅酸盐和氧化钛中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的玻纤增强环保尼龙复合材料,其特征在于,所述的抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂168和无机磷酸盐中的一种或几种;所述的分散剂为有机硅、脂肪酸盐中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的玻纤增强环保尼龙复合材料,其特征在于,所述的硅烷偶联剂、抗氧剂和分散剂按照重量比为1:2:(3-10)。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的玻纤增强环保尼龙复合材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:按照原料的重量份数要求称取原料;
步骤二:将尼龙66、无卤阻燃剂、协效着色阻燃助剂、激光打标助剂和其他助剂在高混机中混合均匀,混料时间3-5min;
步骤三:将混合好的原料加入双螺杆挤出机中,并加入无碱短切玻璃纤维,将温度控制在245-280℃,螺杆转速为250-400rpm,一起熔融共混,挤出造粒。
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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 | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161109 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |