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