CN106700522A - 一种具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料，属于尼龙6复合材料领域，由PA6、MgCO3界面改性剂和双酚A型环氧树脂组成。纯PA6分子链间存在强烈的氢键作用使得其分子链形成高度有序结构，导致PA6具有较高的结晶度和熔点，且冲击性能较差，其中加入的MgCO3，作用是与PA6发生络合反应，形成的复合体系具有较低的熔点；其中加入的双酚A型环氧树脂可以与PA6分子链反应，环氧树脂中具有较高活性的环氧基团与胺基等多种基团反应，基于这一点，许多研究学者发现环氧树脂与PA6能够发生扩链反应，形成的复合材料具有优良的力学性能，改善了纯的PA6抗冲击性能不好的问题；本发明的反应程度较高，生产成本较低。

Description

一种具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种尼龙66复合材料领域，具体涉及一种具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料及制备方法。
背景技术
PA6具有高拉伸强度、良好的抗蠕变性、耐磨性、耐化学药品性、耐热及低磨擦系数等优异的性能，因此在汽车工业、电子电气设备和通信设备、机械工业、运动器材及纺织等方面的应用日渐广泛，但是单纯的PA6具有较高的熔点，而且抗冲击性能也不好，所以寻找一种对PA6改性的配方，让得到的复合材料具有较低的熔点，易于成型，且材料经过改性以后具有优良的抗冲击性能是十分有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种尼龙66复合材料具有低熔点易于成型且具有良好的抗冲击性能的特点。
本发明的另一个目的是提供具有低熔点易于成型且具有良好的抗冲击性能的尼龙66复合材料的制备方法。
一种具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料，由PA6、MgCO3、界面改性剂和双酚A型环氧树脂组成。
为了更好的实现本发明，进一步的，复合材料的各组分，按重量份计，PA6为78-88份，MgCO3为7-13份，界面改性剂为2-6份，双酚A型环氧树脂为2-5份。
为了更好的实现本发明，进一步的，复合材料的各组分，按重量份计，PA6为80份，MgCO3为10份，界面改性剂为5份，双酚A型环氧树脂为4份。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述PA6为粒料，其PA6黏均分子量Mη＝3.30×10^4-3.35×10^4。
制备具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料的方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，将7-13份MgCO3在75-80℃下干燥30min，然后将干燥后的MgCO3置于高速混合机中搅拌30分钟，接着过筛，得到MgCO3粉末；
(2)将步骤(1)中得到的MgCO3粉末和78-88份PA6用高速混合机中搅拌30分钟，然后将混合物置于干燥箱中干燥30min，得到干燥混合物；
(3)将步骤(2)中得到的干燥混合物置于高速混合机中搅拌，然后依次加入2-6份界面改性剂，2-5份双酚A型环氧树脂，最后搅拌30-40分钟；
(4)将步骤(3)中最后得到的混合物加入挤出机中造粒，然后对粒料干燥处理，得到成品的尼龙6复合材料。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤(1)中过筛使用的筛子为70-90mm。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤(2)中，干燥箱的温度为75-82℃。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤(4)中的挤出机为双螺杆挤出机。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述双螺杆挤出机转速为140-150r/min，其加料速度为10-25r/min。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤(4)中干燥的温度为70-75℃，干燥时间为8-10h。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的配方由PA6、MgCO3、界面改性剂和双酚A型环氧树脂组成，纯PA6分子链间存在强烈的氢键作用使得其分子链形成高度有序结构，导致PA6具有较高的结晶度和熔点，且冲击性能较差，其中加入的MgCO3，作用是与PA6发生络合反应，形成的复合体系具有较低的熔点；
(2)本发明的反应程度较高，生产成本较低；
(3)本发明中，本发明的配方由PA6、MgCO3、界面改性剂和双酚A型环氧树脂组成，纯PA6分子链间存在强烈的氢键作用使得其分子链形成高度有序结构，导致PA6具有较高的结晶度和熔点，且冲击性能较差，其中加入的双酚A型环氧树脂可以与PA6分子链反应，环氧树脂中具有较高活性的环氧基团与胺基等多种基团反应，基于这一点，许多研究学者发现环氧树脂与PA6能够发生扩链反应，形成的复合材料具有优良的力学性能，改善了纯的PA6抗冲击性能不好的问题；
(4)本发明先将MgCO3干燥，然后将干燥后的MgCO3置于高速混合机中搅拌，接着过筛，得到MgCO3粉末，然后进行后续操作，可以让MgCO3与PA6混合的更加充分，最终形成更加均匀的络合体系；
(5)本发明中还使用到了界面改性剂，由于PA6相和MgCO3的混合并不会让两相结合的很好所以加入界面改性剂是，本发明使用到的是羧化聚醚，可以让有机相PA6和无机相MgCO3混合的更加均匀，有利于形成更加均匀的络合体系。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例1：
本实施例中，该具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料，包括以下重量千克的组分：
PA6为78千克、MgCO3为7千克、界面改性剂2千克和双酚A型环氧树脂2千克，其中PA6为粒料，PA6的黏均分子量Mη＝3.30×10^4-3.35×10^4，其中界面改性剂是羧化聚醚。
实施例2：
本实施例中，该具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料，包括以下重量千克的组分：
PA6为88千克，MgCO3为13千克，界面改性剂为6千克，双酚A型环氧树脂为5千克，其中PA6为粒料，PA6的黏均分子量Mη＝3.30×10^4-3.35×10^4，其中界面改性剂是羧化聚醚。
实施例3：
本实施例中，该具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料，包括以下重量千克的组分：
PA6为80千克，MgCO3为10千克，界面改性剂为5千克，双酚A型环氧树脂为4千克，其中PA6为粒料，PA6的黏均分子量Mη＝3.30×10^4-3.35×10^4，其中界面改性剂是羧化聚醚。
实施例4：
本实施例中，制备具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料的方法，包括以下步骤：
(1)将7千克MgCO3在75℃下干燥30min，然后将干燥后的MgCO3置于高速混合机中搅拌30分钟，接着过筛，优选的筛子的孔隙为70-90mm，本发明用的是70mm的筛子，得到MgCO3粉末；
(2)将步骤(1)中得到的MgCO3粉末和78千克PA6用高速混合机中搅拌30分钟，PA6的黏均分子量Mη＝3.30×10^4-3.35×10^4，然后将混合物置于干燥箱中干燥30min，干燥箱的温度为82℃。得到干燥混合物；
(3)将步骤(2)中得到的干燥混合物置于高速混合机中搅拌，然后依次加入2千克界面改性剂，2千克双酚A型环氧树脂，最后搅拌30分钟，让反应充分进行；
(4)将步骤(3)中最后得到的混合物加入挤出机中造粒，本实施例采用双螺杆挤出机，双螺杆挤出机转速为150r/min，其加料速度为25r/min。
然后对粒料干燥处理，干燥的温度为70℃，干燥时间为8h。得到成品的尼龙6复合材料。
实施例5：
本实施例制备具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料的方法，包括以下步骤：
(1)将13千克MgCO3在80℃下干燥30min，然后将干燥后的MgCO3置于高速混合机中搅拌30分钟，接着过筛，优选的筛子的孔隙为70-90mm，本实施例选择的筛子为90mm，得到MgCO3粉末；
(2)将步骤(1)中得到的MgCO3粉末和78-88千克PA6用高速混合机中搅拌30分钟，PA6的黏均分子量Mη＝3.30×10^4-3.35×10^4，然后将混合物置于干燥箱中干燥30min，干燥箱的温度为75℃。得到干燥混合物；
(3)将步骤(2)中得到的干燥混合物置于高速混合机中搅拌，然后依次加入6千克界面改性剂，5千克双酚A型环氧树脂，最后搅拌40分钟，让反应充分进行；
(4)将步骤(3)中最后得到的混合物加入挤出机中造粒，本实施例采用双螺杆挤出机，双螺杆挤出机转速为140r/min，其加料速度为10r/min，然后对粒料干燥处理，干燥的温度为75℃，干燥时间为10h，得到成品的尼龙6复合材料。
实施例6：
本实施例制备具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料的方法，包括以下步骤：根据权利要求2所述的一种具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料，其特征在于：
(1)将10千克MgCO3在75-80℃下干燥30min，然后将干燥后的MgCO3置于高速混合机中搅拌30分钟，接着过筛，得到MgCO3粉末；
(2)将步骤(1)中得到的MgCO3粉末和80千克PA6用高速混合机中搅拌30分钟，PA6的黏均分子量Mη＝3.30×10^4-3.35×10^4，然后将混合物置于干燥箱中干燥30min，干燥箱的温度为75℃。得到干燥混合物；
(3)将步骤(2)中得到的干燥混合物置于高速混合机中搅拌，然后依次加入5千克界面改性剂，4千克双酚A型环氧树脂，最后搅拌30-40分钟；
(4)将步骤(3)中最后得到的混合物加入挤出机中造粒，本实施例采用双螺杆挤出机，双螺杆挤出机转速为150r/min，其加料速度为25r/min，然后对粒料干燥处理，放入鼓风干燥箱中，干燥的温度为70℃，干燥时间为8h，得到成品的尼龙6复合材料。
将实施例4-6中得到的复合材料标记为实验组1，实验组2和实验组3，纯的PA6材料作为对照组1，分析测试所得到的复合材料的耐冲击强度和熔点的测试：
其中耐冲击强度试验中，将相应实施例中得到的复合材料注塑成标准的样条，其中注塑压力为45～60MPa，注射速度为40％～70％，各区间温度为210～230℃，冷却时间为10～15s；然后将注塑后的样品在恒温箱中，其中温度为23℃，相对湿度80％，放置24h消除内应力，采用热压法230℃，10MPa，15min，将复合材料制成直径25.0mm、厚1.5mm的圆片，按照ASTM标准用于耐冲击强度测试；
熔点的测试，是直接使用相应实施例中得到的复合材料，按照有机复合材料熔点测试的国家标准测试。
表1、实施例4-6及纯的PA6耐冲击强度和熔点的对比

Claims (10)

1.一种具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料，其特征在于：由PA6、MgCO3、界面改性剂和双酚A型环氧树脂组成。
2.根据权利要求1所述的一种具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料，其特征在于：复合材料的各组分，按重量份计，PA6为78-88份，MgCO3为7-13份，界面改性剂为2-6份，双酚A型环氧树脂为2-5份。
3.根据权利要求2所述的一种具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料，其特征在于：复合材料的各组分，按重量份计，PA6为80份，MgCO3为10份，界面改性剂为5份，双酚A型环氧树脂为4份。
4.根据权利要求1-3所述的一种具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料，其特征在于：所述PA6为粒料，其PA6黏均分子量Mη＝3.30×10^4-3.35×10^4。
5.制备权利要求1-4所述的具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份计，将7-13份MgCO3在75-80℃下干燥30min，然后将干燥后的MgCO3置于高速混合机中搅拌30分钟，接着过筛，得到MgCO3粉末；
(2)将步骤(1)中得到的MgCO3粉末和78-88份PA6用高速混合机中搅拌30分钟，然后将混合物置于干燥箱中干燥30min，得到干燥混合物；
(3)将步骤(2)中得到的干燥混合物置于高速混合机中搅拌，然后依次加入2-6份界面改性剂，2-5份双酚A型环氧树脂，最后搅拌30-40分钟；
(4)将步骤(3)中最后得到的混合物加入挤出机中造粒，然后对粒料干燥处理，得到成品的尼龙6复合材料。
6.根据权利要求5所述的制备具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料的方法，其特征在于，步骤(1)中过筛使用的筛子为70-90mm。
7.根据权利要求5所述的制备具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料的方法，其特征在于，步骤(2)中，干燥箱的温度为75-82℃。
8.根据权利要求5所述的制备具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料的方法，其特征在于，步骤(4)中的挤出机为双螺杆挤出机。
9.根据权利要求8所述的制备具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料的方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机转速为140-150r/min，其加料速度为10-25r/min。
10.根据权利要求5所述的制备具有低熔点易于成型的尼龙6复合材料的方法，其特征在于，步骤(4)中干燥的温度为70-75℃，干燥时间为8-10h。
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