CN106810855A - 一种纳米尼龙6复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种纳米尼龙6复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米尼龙6复合材料，包括以下按质量份数计的原料：PA618‑60份、相容剂0‑5份、耐击穿母粒5‑10份、纳米阻燃母粒35‑50份、玻璃纤维30‑40份、抗氧剂0‑0.5份。纳米尼龙6复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)混合：将PA6、纳米阻燃剂母粒、耐击穿母粒、相容剂、抗氧剂在高搅机中混合均匀，放入主喂料口；玻璃纤维通过测喂料口；(2)通过双螺杆挤塑成型即可。本发明制备的复合材料具有优异的性能，在拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度、热变形温度、耐击穿电压、阻燃级别94UL等方面有明显提升。

Description

一种纳米尼龙6复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种纳米尼龙6复合材料及其制备方法。
背景技术
塑料工业是20世纪以来的一个朝阳行业，主要在于应用范围广，容易多次重复使用而被人民接受。
尼龙是聚酰胺的统称，是五大通用工程塑料中产量最大、品种最多、应用最广、综合性能最优良的挤出树脂。在聚酰胺树脂中，尼龙6和尼龙66的产量与消耗量最大，约占总聚酰胺的90％左右，尼龙主要在力学、化学、热学性能等方面有突出的特点。
近年来，特种材料的复合材料逐渐被开发，但是价格高昂、加工比较困难，所以采用新的材料已经迫在眉睫，随着各种纳米材料的性能逐渐显现，其耐热导电性能也被多数材料利用，但是由于纳米材料的容易团聚，在材料中挤塑很难显示出纳米特性。
发明内容
本发明旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种纳米尼龙6复合材料及其制备方法。
本发明采用以下技术方案：
一种纳米尼龙6复合材料，包括以下按质量份数计的原料：PA6 18-60份、相容剂0-5份、耐击穿母粒5-10份、纳米阻燃母粒35-50份、玻璃纤维30-40份、抗氧剂0-0.5份。
优选地，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
优选地，所述的抗氧剂为1076、168、264和1010中的一种或多种。
优选地，所述的耐击穿母粒的制备包括以下步骤：(1)取滑石粉50-70份、状硅灰石10-20份在100℃下烘干，加入聚乙烯10-20份，搅拌，加入有机硅溶剂2-5份，继续搅拌均匀；(2)通过双螺杆挤塑成型，即为抗击穿母粒。
优选地，所述纳米阻燃剂母粒的制备包括以下步骤：(1)将10-20份钠基蒙脱土按1:(8-10)的质量比加入自来水中，高速搅拌至均匀；(2)将步骤(1)所得的液体放置72-80小时后，取上层液体进行加热至75-90℃，加入改性剂至分层；(3)将步骤(2)获得的分层的固体悬浮液分离，取上层液体加入有机硅溶剂1-2份，搅拌均匀；(4)取40-60份红磷在100℃下烘干，加入10-30份聚乙烯，搅拌，加入有机硅溶剂2-3份，继续搅拌均匀；(5)将步骤(3)所得乳液烘干，取10-20份加入步骤(4)中，加入0.5-1份抗氧剂，继续搅拌；(6)通过单螺杆挤塑成型，即为纳米阻燃剂母粒。
进一步优选地，所述的有机硅溶剂为KH550、KH560、KH570中的一种或多种。
进一步优选地，所述的改性剂为十二烷基溴化铵类物质。
纳米尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)混合：将PA6、纳米阻燃剂母粒、耐击穿母粒、相容剂、抗氧剂在高搅机中混合均匀，放入主喂料口；玻璃纤维通过测喂料口；(2)通过双螺杆挤塑成型即可。
优选地，所述的双螺杆加工温度为：205-255℃，螺杆的长径比为(40-48)：1。
优选地，所述的双螺杆长径比为44：1。
本发明的有益效果是：与现有材料相比，本发明制备的复合材料具有优异的性能，在拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度、热变形温度、耐击穿电压、阻燃级别94UL等方面有明显提升。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：
一种纳米尼龙6复合材料，其配方组成如下表：
表1：一种纳米尼龙6复合材料的配方组成
原料 质量份
PA6 20
乙烯-丙烯酸甲酯共聚物 2
抗氧剂1010 0.1
抗氧剂1076 0.1
纳米阻燃剂母粒 38
玻璃纤维 30
耐击穿母粒 10
所述耐击穿母粒的制备步骤：(1)取滑石粉和针状硅灰石在100℃下烘干，加入聚乙烯，搅拌，加入有机硅溶剂，继续搅拌均匀；(2)通过双螺杆挤塑成型，即为抗击穿母粒。
所述纳米阻燃剂母粒的制备步骤：(1)将钠基蒙脱土按1:(8-10)的质量比加入自来水中，高速搅拌至均匀；(2)将步骤(1)所得的液体放置72小时后，取上层液体进行加热至80℃，加入改性剂至分层；(3)将步骤(2)获得的分层的固体悬浮液分离，取上层液体加入有机硅溶剂1-2份，搅拌均匀；(4)取红磷在100℃下烘干，加入聚乙烯，搅拌，加入有机硅溶剂2-3份，继续搅拌均匀；(5)将步骤(3)所得乳液烘干，取10-20份加入步骤(4)中，加入抗氧剂，继续搅拌；(6)通过单螺杆挤塑成型，即为纳米阻燃剂母粒。
纳米尼龙6复合材料的制备步骤：(1)混合：将PA6、纳米阻燃剂母粒、耐击穿母粒、相容剂、抗氧剂在高搅机中混合均匀，放入主喂料口；玻璃纤维通过测喂料口；(2)通过双螺杆挤塑成型，熔融挤出的温度为205-255℃，螺杆转速：380～420转/min，螺杆长径比为40:1。
实施例2：
一种纳米尼龙6复合材料，其配方组成如下表：
表2：一种纳米尼龙6复合材料的配方组成
原料 质量份
PA6 18
乙烯-丙烯酸甲酯共聚物 2
抗氧剂1010 0.1
抗氧剂1076 0.1
纳米阻燃剂母粒 42
玻璃纤维 30
耐击穿母粒 8
所述耐击穿母粒、纳米阻燃母粒以及纳米尼龙6复合材料的制备方法同实施例1。
实施例3：
一种纳米尼龙6复合材料的制备，其配方组成如下表：
表3：一种纳米尼龙6复合材料的配方组成
所述耐击穿母粒、纳米阻燃母粒以及纳米尼龙6复合材料的制备方法同实施例1。实施例4：
一种纳米尼龙6复合材料的制备，其配方组成如下表：
表4：一种纳米尼龙6复合材料的配方组成
原料 质量份
PA6 28
乙烯-丙烯酸甲酯共聚物 2
抗氧剂1010 0.1
抗氧剂1076 0.1
纳米阻燃剂母粒 32
玻璃纤维 30
耐击穿母粒 8
所述耐击穿母粒、纳米阻燃母粒以及纳米尼龙6复合材料的制备方法同实施例1。
对比例1：
一种纳米尼龙6复合材料的制备，其配方组成如下表：
表5：纳米尼龙6复合材料的配方组成
原料 质量份
PA6 40
纳米蒙脱土 5
乙烯-丙烯酸甲酯共聚物 5
抗氧剂1010 0.1
抗氧剂1076 0.1
硬脂酸钙 0.3
玻璃纤维 30
阻燃剂(红磷) 20
对比例2：
一种尼龙6复合材料的制备，其配方组成如下表：
表6：尼龙6复合材料的配方组成
原料 质量份
PA6 45
乙烯-丙烯酸甲酯共聚物 5
抗氧剂1010 0.1
抗氧剂1076 0.1
硬脂酸钙 0.3
玻璃纤维 30
阻燃剂(红磷) 20
将实施例1，2，3、4以及对比例1和2制备的复合材料进行性能测试，所得的测试结果见下表：
表7：实施例所得复合材料的性能
由表7所列数据可知，本发明制备的复合材料在拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度、热变形温度、耐击穿电压、阻燃级别94UL等方面都有了明显的提升。

Claims (10)

1.一种纳米尼龙6复合材料，其特征在于，包括以下按质量份数计的原料：PA6 18-60份、相容剂0-5份、耐击穿母粒5-10份、纳米阻燃母粒35-50份、玻璃纤维30-40份、抗氧剂0-0.5份。
2.根据权利要求1所述的纳米尼龙6复合材料，其特征在于，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
3.根据权利要求1所述的纳米尼龙6复合材料，其特征在于，所述的耐击穿母粒的制备包括以下步骤：(1)取滑石粉50-70份、状硅灰石10-20份在100℃下烘干，加入聚乙烯10-20份，搅拌，加入有机硅溶剂2-5份，继续搅拌均匀；(2)通过双螺杆挤塑成型，即为抗击穿母粒。
4.根据权利要求1所述的纳米尼龙6复合材料，其特征在于，所述纳米阻燃剂母粒的制备包括以下步骤：(1)将10-20份钠基蒙脱土按1:(8-10)的质量比加入自来水中，高速搅拌至均匀；(2)将步骤(1)所得的液体放置72-80小时后，取上层液体进行加热至75-90℃，加入改性剂至分层；(3)将步骤(2)获得的分层的固体悬浮液分离，取上层液体加入有机硅溶剂1-2份，搅拌均匀；(4)取40-60份红磷在100℃下烘干，加入10-30份聚乙烯，搅拌，加入有机硅溶剂2-3份，继续搅拌均匀；(5)将步骤(3)所得乳液烘干，取10-20份加入步骤(4)中，加入0.5-1份抗氧剂，继续搅拌；(6)通过单螺杆挤塑成型，即为纳米阻燃剂母粒。
5.根据权利要求1所述的纳米尼龙6复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为1076、168、264和1010中的一种或多种。
6.根据权利要求3或4所述的纳米尼龙6复合材料，其特征在于，所述的有机硅溶剂为KH550、KH560、KH570中的一种或多种。
7.根据权利要求4所述的纳米尼龙6复合材料，其特征在于，所述的改性剂为十二烷基溴化铵类物质。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的纳米尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)混合：将PA6、纳米阻燃剂母粒、耐击穿母粒、相容剂、抗氧剂在高搅机中混合均匀，放入主喂料口；玻璃纤维通过测喂料口；(2)通过双螺杆挤塑成型即可。
9.根据权利要求8所述的纳米尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆加工温度为：205-255℃，螺杆的长径比为(40-48)：1。
10.根据权利要求8所述的纳米尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆长径比为44：1。
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