CN106398198B - 一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺材料 - Google Patents

一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了属于聚酰胺材料制备技术领域的一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺材料。由如下重量份数的组分构成：热塑性聚酰胺40‑90份，扁平异型玻璃纤维10‑60份，相容剂2‑10份，添加剂0.1‑2份。本发明的组合物可以通过适当的注塑设备成型，机械强度高，并且耐磨，适用于注塑需薄壁面耐磨的部件，也适用于浇口平行于需薄壁面的耐磨的部件。

Description

一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺材料
技术领域
本发明属于聚酰胺材料制备技术领域，具体涉及一种用于薄壁注塑的耐磨玻纤增强聚酰胺材料。
背景技术
随着科技的发展人们对于轻质高强度的耐磨材料需求越来越多。热塑性的注塑材料因其易加工、设计多变而被广泛使用。为了增加材料的强度常使用玻纤增强，但由于玻纤的加入使材料的摩耗较高。为了改善磨耗常使用PTFE，二硫化钼等材料，使其使机械性能有明显的下降。
专利201410249152.5公开了一种高耐磨聚酰胺配方。由以下重量组份的原料组成：聚酰胺40～70份，填充剂20～30份，增塑剂10～20份，抗氧剂0～3份，润滑剂0～3份，耐磨剂1～5份。虽然该制备材料具有强度高、低温柔韧性好，耐磨的优点，但是，其机械强度大幅度下降。
专利201610126178.X公开了一种耐磨聚酰胺，包括：聚酰胺6、氢氧化镁、硼酸锌、偶联剂、聚乙烯、活性纳米二氧化硅、马来酸酐、着色剂、玻璃纤维，虽然该聚酰胺材料耐磨性能好，但是，其机械强度低，韧性和耐热性能差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物。
一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物，由如下重量份数的组分构成：热塑性聚酰胺40-90份，扁平异型玻璃纤维10-60份，相容剂2-10份，添加剂0.1-2份。
所述聚酰胺为尼龙6、尼龙66、尼龙46,尼龙610中的一种或一种以上，其分子量为15000-40000。
所述扁平异型玻璃纤维为茧型玻璃纤维或扁平玻璃纤维，其长度为2-5mm，截面的长径平均值为10-50μm，截面的纵模比为2-10。更扁平的玻纤能大幅改善材料的各向异性，同时还能大帽提高阻燃性能。玻纤的表面可以是表面处理的也可以是非处理的。表面处理可以是环氧硅烷处理，也可以是钛酸酯处理，但不限于这些。
所述相容剂为硅烷偶联剂KH550，硅烷偶联剂KH560，硅烷偶联剂KH570，马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或一种以上。
所述添加剂为抗氧剂，热稳定剂，光稳定剂，颜料，脱模剂，润滑剂，流动促进剂，抗静电剂中的一种或一种以上。
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，聚磷酸盐，正磷酸盐、硬脂酸钾、氟磷灰石、三乙胺中的一种或一种以上。
所述热稳定剂为硬脂酸盐、苯甲酸盐、β-二酮、异辛酸镧、蓖麻油酸锌、高熔点多元醇中的一种或一种以上。
所述光稳定剂为2,2'-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)、甲氧基哌啶醇、丁二酸、3-氯-2-羟基丙基磺酸钠中的一种或一种以上。
所述脱模剂为滑石粉、皂脚、二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂、硬脂酸、羟苯乙酯中的一种或一种以上。
所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、聚乙二醇、硬脂酸钡、聚丙烯酰胺、偏硼酸钙、水杨酸盐中的一种或一种以上；所述流动促进剂为橡胶油、季戊四醇、聚酰亚胺、二硫化四丁基秋兰姆中的一种或一种以上。
上述组合物进行薄壁注塑的方法为：按照重量份数，取热塑性聚酰胺40-90份，扁平异型玻璃纤维10-60份，相容剂2-10份，添加剂0.1-2份，经过高速混匀后，经双(或单)螺杆主加料口加入，将玻纤从侧向加入进行熔融挤出，再经造粒机切粒即可得该组合物。挤出温度为220～300℃。生成的粒料在80-100℃烘箱中干燥3-6小时，然后通过注塑成型，测试物理性能。测试磨耗的样片为80*80*1mm和80*80*3mm。
本发明的有益效果：本发明的组合物可以通过适当的注塑设备成型，机械强度高，并且耐磨，适用于注塑需薄壁面耐磨的部件，也适用于浇口平行于需薄壁面的耐磨的部件。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
下述实施例采用如下组分原料：
组分A1：尼龙6；BASF生产B3S。
A2：尼龙66；平顶山神马EPR27。
B1：扁平玻璃纤维；日本日东纺生产P820。
B2：圆型玻璃纤维；重庆国际生产ECS301HP。
C：马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，阿科玛公司生产。
D：抗氧剂1098，抗氧剂168，乙撑双硬脂酰胺按照质量比1:1:1配比的混合物；单剂均为阿科玛公司生产。
E：聚四氟乙烯；阿科玛公司生产。
实施例1
一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物，由如下重量份数的组分构成：A1 70份；B1 30份；C 2份；D 0.9份。
上述组合物进行薄壁注塑的方法为：按照重量份数，取尼龙6 70份，扁平玻璃纤维30份，马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物2份，抗氧剂1098 0.3份，抗氧剂168 0.3份，乙撑双硬脂酰胺0.3份，经过高速混匀后，经双(或单)螺杆主加料口加入，将玻纤从侧向加入进行熔融挤出，再经造粒机切粒即可得该组合物。挤出温度为220～300℃。生成的粒料在80-100℃烘箱中干燥3-6小时，然后通过注塑成型，测试物理性能。测试磨耗的样片为80*80*1mm和80*80*3mm。
实施例2
一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物，由如下重量份数的组分构成：A2 70份；B1 30份；C 2份；D 0.9份。
上述组合物进行薄壁注塑的方法为：按照重量份数，尼龙66 70份，扁平玻璃纤维30份，马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物2份，抗氧剂1098 0.3份，抗氧剂168 0.3份，乙撑双硬脂酰胺0.3份，经过高速混匀后，经双(或单)螺杆主加料口加入，将玻纤从侧向加入进行熔融挤出，再经造粒机切粒即可得该组合物。挤出温度为220～300℃。生成的粒料在80-100℃烘箱中干燥3-6小时，然后通过注塑成型，测试物理性能。测试磨耗的样片为80*80*1mm和80*80*3mm。
对比例1
一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物，由如下重量份数的组分构成：A1 70份；B2 30份；C 2份；D 0.9份。
上述组合物进行薄壁注塑的方法为：按照重量份数，尼龙6 70份，圆型玻璃纤维30份，马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物2份，抗氧剂1098 0.3份，抗氧剂168 0.3份，乙撑双硬脂酰胺0.3份，经过高速混匀后，经双(或单)螺杆主加料口加入，将玻纤从侧向加入进行熔融挤出，再经造粒机切粒即可得该组合物。挤出温度为220～300℃。生成的粒料在80-100℃烘箱中干燥3-6小时，然后通过注塑成型，测试物理性能。测试磨耗的样片为80*80*1mm和80*80*3mm。
对比例2
一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物，由如下重量份数的组分构成：A2 70份；B2 30份；C 2份；D 0.9份。
上述组合物进行薄壁注塑的方法为：按照重量份数，尼龙66 70份，圆型玻璃纤维30份，马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物2份，抗氧剂1098 0.3份，抗氧剂168 0.3份，乙撑双硬脂酰胺0.3份，经过高速混匀后，经双(或单)螺杆主加料口加入，将玻纤从侧向加入进行熔融挤出，再经造粒机切粒即可得该组合物。挤出温度为220～300℃。生成的粒料在80-100℃烘箱中干燥3-6小时，然后通过注塑成型，测试物理性能。测试磨耗的样片为80*80*1mm和80*80*3mm。
对比例3
一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物，由如下重量份数的组分构成：A2 70份；B2 30份；C 2份；D 0.9份；E 5份。
上述组合物进行薄壁注塑的方法为：按照重量份数，尼龙66 70份，圆型玻璃纤维30份，马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物2份，抗氧剂1098 0.3份，抗氧剂168 0.3份，乙撑双硬脂酰胺0.3份，聚四氟乙烯5份，经过高速混匀后，经双(或单)螺杆主加料口加入，将玻纤从侧向加入进行熔融挤出，再经造粒机切粒即可得该组合物。挤出温度为220～300℃。生成的粒料在80-100℃烘箱中干燥3-6小时，然后通过注塑成型，测试物理性能。测试磨耗的样片为80*80*1mm和80*80*3mm。
对实施例1-2及对比例1-3进行性能测试，结果如表1所示，从表1可以看出，采用扁平玻璃纤维的各项指标明显优于采用圆型玻璃纤维。
表1
测试项目 实施例1 实施例2 对比例1 对比例2 对比例3
比重(g/cm3) 1.36 1.36 1.36 1.36 1.35
拉伸强度(MPa) 185 180 165 163 160
弯曲强度(MPa) 270 280 250 242 253
弯曲模量(MPa) 7650 8400 7350 7250 7300
冲击强度(KJ/m2) 16 14 10 9 8
磨耗mg/1000rpm 13 14 19 19 21
实施例3
一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物，由如下重量份数的组分构成：A1 70份；B1 30份；C 2份；D 0.9份；地开石1份。
上述组合物进行薄壁注塑的方法为：按照重量份数，取尼龙6 70份，扁平玻璃纤维30份，马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物2份，抗氧剂1098 0.3份，抗氧剂168 0.3份，乙撑双硬脂酰胺0.3份，地开石1份，经过高速混匀后，经双(或单)螺杆主加料口加入，将玻纤从侧向加入进行熔融挤出，再经造粒机切粒即可得该组合物。挤出温度为220～300℃。生成的粒料在80-100℃烘箱中干燥3-6小时，然后通过注塑成型，测试物理性能。测试磨耗的样片为80*80*1mm和80*80*3mm。
实施例4
一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物，由如下重量份数的组分构成：A1 70份；B1 30份；C 2份；D 0.9份；叶蜡石1份。
上述组合物进行薄壁注塑的方法为：按照重量份数，取尼龙6 70份，扁平玻璃纤维30份，马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物2份，抗氧剂1098 0.3份，抗氧剂168 0.3份，乙撑双硬脂酰胺0.3份，叶蜡石1份，经过高速混匀后，经双(或单)螺杆主加料口加入，将玻纤从侧向加入进行熔融挤出，再经造粒机切粒即可得该组合物。挤出温度为220～300℃。生成的粒料在80-100℃烘箱中干燥3-6小时，然后通过注塑成型，测试物理性能。测试磨耗的样片为80*80*1mm和80*80*3mm。
实施例5
一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物，由如下重量份数的组分构成：A1 70份；B1 30份；C 2份；D 0.9份；绿泥石1份。
上述组合物进行薄壁注塑的方法为：按照重量份数，取尼龙6 70份，扁平玻璃纤维30份，马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物2份，抗氧剂1098 0.3份，抗氧剂168 0.3份，乙撑双硬脂酰胺0.3份，绿泥石1份，经过高速混匀后，经双(或单)螺杆主加料口加入，将玻纤从侧向加入进行熔融挤出，再经造粒机切粒即可得该组合物。挤出温度为220～300℃。生成的粒料在80-100℃烘箱中干燥3-6小时，然后通过注塑成型，测试物理性能。测试磨耗的样片为80*80*1mm和80*80*3mm。
对实施例1-5进行性能测试，结果如表2所示，加入地开石、叶腊石、绿泥石后，聚酰胺组合物的各项性能指标增强。
表2
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例2 对比例3
比重(g/cm3) 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36
拉伸强度(MPa) 185 180 190 195 190
弯曲强度(MPa) 270 280 300 300 290
弯曲模量(MPa) 7650 8400 9000 8700 8700
冲击强度(KJ/m2) 16 14 18 18 19
磨耗mg/1000rpm 13 14 12 11 10

Claims (7)

1.一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物，其特征在于，由如下重量份数的组分构成：热塑性聚酰胺40-90份，扁平异型玻璃纤维10-60份，相容剂2-10份，添加剂0.1-2份；
所述扁平异型玻璃纤维为扁平玻璃纤维，其长度为2-5mm，截面的长径平均值为10-50μm，截面的纵模比为2-10；
所述相容剂为马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物；
所述组合物还包括地开石1份。
2.根据权利要求1所述一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物，其特征在于，所述聚酰胺为尼龙6和/或尼龙66，其分子量为15000-40000。
3.根据权利要求1所述一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物，其特征在于，所述添加剂为抗氧剂，光稳定剂，颜料，脱模剂，润滑剂，流动促进剂，抗静电剂中的一种或一种以上。
4.根据权利要求3所述一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，聚磷酸盐，正磷酸盐、硬脂酸钾、氟磷灰石、三乙胺中的一种或一种以上。
5.根据权利要求3所述一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物，其特征在于，所述光稳定剂为2,2'-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)、甲氧基哌啶醇、丁二酸、3-氯-2-羟基丙基磺酸钠中的一种或一种以上。
6.根据权利要求3所述一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物，其特征在于，所述脱模剂为滑石粉、皂脚、二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂、硬脂酸、羟苯乙酯中的一种或一种以上。
7.根据权利要求3所述一种用于注塑的耐磨增强聚酰胺组合物，其特征在于，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、聚乙二醇、硬脂酸钡、聚丙烯酰胺、偏硼酸钙、水杨酸盐中的一种或一种以上；所述流动促进剂为橡胶油、季戊四醇、聚酰亚胺、二硫化四丁基秋兰姆中的一种或一种以上。
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