CN106977913A - 一种高耐候高流动玻纤浸渍pa6配方及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6配方及其制备方法。按质量份计，配方包括：1)PA6树脂100份；2)抗紫外老化助剂0.5‑1.6份；3）抗氧剂0.5‑1份；4）流动促进剂0.2‑1.2份；5）增韧剂2‑10份；6）相容剂1‑5份；将以上组份按照一定比例预混好后，通过双/单螺杆挤出机熔融混合挤到模头中进行分流及浸渍，制得高耐候高流动玻纤浸渍PA6；本发明在于：超支化尾端活性官能团与玻纤结合，增强了聚烯烃树脂与玻纤之间的界面结合能力，提高了力学性能。

Description

一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6配方及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料制造技术领域，特别是涉及一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6配方及其制备方法。
背景技术
PA6，中文名又称PA6或尼龙6，是由己内酰胺通过开环聚合而制得的一种半结晶热塑性树脂，具有最优越的综合性能，例如机械强度、刚性、韧性、机械减震性和耐磨性、自润滑性，还具有良好的电绝缘性和耐溶剂性，广泛应用于机械结构零件和可维护零件的制造。但由于本身的结构特点，吸水性较强，平衡吸水率可达到3.5%左右，高温熔融加工前需经过干燥处理，否则会损害其力学性能；由于酰胺键的氢键作用，分子链间作用力较大，熔体粘性较高；高温下有氧环境下极易发生黄变，长期老化性能衰减严重，限制了其发展。
随着生活水平的提高以及节能、减排、环保、可持续发展意识的增强，在汽车、家用电器等许多领域都提出了高性能化、轻量化的要求。虽然PA6强度远高于通用塑料，拉伸强度可达60MPa以上，但1.8MPa载荷下的热变形温度只有60-70℃左右，仍然限制了其在高性能要求领域的应用。纵观聚合物增强塑料的发展，以芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维增强聚合物材料最为突出，性能可以钢材媲美甚至有过之而无不及，密度却远远低于钢材，而其中又以玻璃纤维高强、高模以及成本较低备受市场关注和欢迎。长玻纤增强尼龙6(Long GlassFiber Reinforced Polyamide 6.简称LGFPA6)是倍受人们关注的新品种之一。一般PA6树脂拉伸强度在60-80MPa，弯曲强度在90MPa左右，而经过玻璃纤维增强后的LGFPA6的拉伸强度提高到160-200MPa，是纯树脂的2-3倍，弯曲强度可达400MPa，也是原来的3-5倍左右，力学性能大大提高；当制成单向连续玻纤增强片材时，其拉伸强度高达700-1000MPa，复合成多层板材后拉伸强度也可高达300-400MPa；50%质量分数的玻纤增强PA6的1.8MPa载荷下的热变形温度可高达190-220℃，大大扩宽了应用领域。
但是，一方面由于某些特定领域的应用，长期暴露在太阳光下，对抗紫外性能和热氧老化性能提出了更高的要求，比如70℃下500h的UVA和UVB老化以及140℃下1000h热氧老化后拉伸强度性能保留率需达到80%以上；另一方面，现有PA6材料对玻纤浸渍效果较差，直接影响了制品的力学性能；有通过添加润滑或流动促进剂等小分子添加剂对其进行改性，虽然提高了聚烯烃的流动性能，改善了其与玻纤的浸渍效果，但同时损害了它们的力学性能。此外，由于PA6较强的氢键作用，熔体粘性较大，对玻纤浸润性一般，目前技术制备的单向连续玻纤增强PA6片材厚度主要分布在0.30-0.35mm，拉伸性能以600-700MPa为主，大大限制了其应用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6及其制备方法。
本发明一方面提供了一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6，其特征在于：按质量份计，配方包括：
1) PA6树脂 100份；
2) 抗紫外老化助剂 0.5-1.6份；
3）抗氧剂 0.5-1份；
4）流动促进剂 0.2-1.2份；
5）增韧剂 2-10份；
6）相容剂 1-5份。
优选为，所述的抗紫外老化助剂选自三嗪类紫外线吸收剂UV-570、三嗪类紫外线吸收剂UV-630、聚合型受阻胺光稳定剂HS-944及聚合型受阻胺光稳定剂HS-950中的一种或几种复配。
优选为，所述的抗氧剂选自有机铜类稳定剂H3386、有机铜类稳定剂H3377、有机铜类稳定剂H3336中的一种。
优选为，所述的流动促进剂剂选自超支化树脂Hyper C100、超支化树脂CYD-701中的一种。
优选为，所述的增韧剂选自乙烯辛烯共聚物POE、杜邦FUSN493D、阿科玛AX8900、超支化树脂CYD-6100中的一种。
优选为，所述的相容剂选自聚烯烃及其共聚物为载体的接枝物，接枝单体为马来酸酐MAH或甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA。
本发明的有益效果如下几点：
1）针对浸渍玻纤用PA6树脂分子链和玻璃纤维表面官能团特点，采用超支化聚合物对其流动性能和相容性进行改进，从而达到制备性能优异的玻纤增强热塑性材料；其中超支化聚合物微观结构与PA6具有很好相容性，支化末端为与玻纤具有非常好结合力的活性官能团的球状分子；由于这种球状结构对PA6分子链起到润滑效果，破坏了酰胺键的氢键作用，大大提高了PA6熔体的流动性能，而超支化尾端活性官能团与玻纤结合，增强了聚烯烃树脂与玻纤之间的界面结合能力，提高了力学性能。
2）采用新一代三嗪类紫外线吸收剂，具有与树脂极佳的相容性和耐抽提性以及更强的紫外线吸收能力，特别对于耐候要求较高、加工温度较高等要求苛刻的领域；再与受阻胺类光稳定剂进行复配，效果更佳。
3）本发明采用高效有机铜类稳定剂，与传统酚类抗氧剂相比具有更优异的抗老化性能，在高达180℃的使用温度下提供长效保护；与铜盐类热稳定剂相比，对设备损伤小，不易变色；同时还兼具抗紫外UVB作用。
本发明另一方面提供了一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
将以上组份按照一定比例预混好后，通过双/单螺杆挤出机熔融混合挤到模头中进行分流及浸渍，制得高耐候高流动玻纤浸渍PA6。
优选为，双/单螺杆挤出机温度为220-260℃。
优选为，模头温度为240-270℃。
该制备方法的有益效果如下：
该制备方法制备出来的长玻纤增强PA6粒子力学性能优良，耐候性优异；制备出来的连续玻纤增强PA6热塑性片材可实现超薄化和高性能化，复合得到的板材机械强度更高，耐候性优异可满足许多特定领域的应用。该专用料可按照常规玻纤浸渍设备加工，无需额外配置设备，操作简单，具有重要现实应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明各实施例力学性能表。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
具体实施例1
一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6，按质量份计，配方包括：PA6树脂100 kg，抗紫外线助剂UV-570 0.4kg，聚合型受阻胺光稳定剂HS-944 0.1kg，有机铜类稳定剂H3377 0.5kg，超支化树脂Hyper C100 0.2kg，乙烯辛烯共聚物POE 2kg，乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐POE-g-MAH 1kg。
一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6的制备方法，包括如下步骤：将以上组份按照一定比例预混好后，通过单螺杆机组熔融混合挤到“衣架”型模头中进行分流，最后进入“S”型模头对玻纤进行充分浸渍，牵条经过冷却水冷却造粒，制得长玻纤增强热塑性粒子LFRT，玻纤含量40%。
具体实施例2
一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6，按质量份计，配方包括：PA6树脂100 kg，抗紫外线助剂UV-630 1.0kg，有机铜类稳定剂H3336 1kg，超支化树脂CYD-701 0.8 kg，阿科玛AX89005kg，乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐POE-g-MAH 3kg。
一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6的制备方法，包括如下步骤：将以上组份按照一定比例预混好后，通过单螺杆机组熔融混合挤到“衣架”型模头中进行分流，最后进入“S”型模头对玻纤进行充分浸渍，牵条经过冷却水冷却造粒，制得长玻纤增强热塑性粒子LFRT，玻纤含量控制在40%左右。
具体实施例3
一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6，按质量份计，配方包括：PA6树脂100 kg，抗紫外线助剂UV-630 1.6kg，高效有机铜类稳定剂H3336 1kg，超支化树脂CYD-701 1.2 kg，杜邦FUSN493D 10kg，乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐POE-g-MAH 5kg。
一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6的制备方法，包括如下步骤：将以上组份按照一定比例预混好后，通过单螺杆机组熔融混合挤到“衣架”型模头中进行分流，最后进入“S”型模头对玻纤进行充分浸渍，牵条经过冷却水冷却造粒，制得长玻纤增强热塑性粒子LFRT，玻纤含量控制在30%左右。
具体实施例4
一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6，按质量份计，配方包括：PA6树脂100 kg，抗紫外线助剂UV-630 1.0kg，高效有机铜类稳定剂H3386 1kg，超支化树脂Hyper C100 0.8kg，阿科玛AX8900 5kg，乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐POE-g-MAH 5kg。
一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6的制备方法，包括如下步骤：将以上组份按照一定比例预混好后，通过单螺杆机组熔融混合挤到“衣架”型模头中进行分流，最后进入“S”型模头对玻纤进行充分浸渍，成片后经过钢辊进行压制冷却定型、收卷，制得连续玻纤增强热塑性带材CFRT，玻纤含量控制在60%左右，带材厚度0.24-0.28mm。
具体实施例5
一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6，按质量份计，配方包括：PA6树脂100 kg，抗紫外线助剂UV-630 0.8kg，HS-950 0.2 kg，高效有机铜类稳定剂H3336 1kg，超支化树脂CYD-7010.8 kg，阿科玛AX8900 5kg，乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐POE-g-MAH 5kg。
一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6的制备方法，包括如下步骤：将以上组份按照一定比例预混好后，通过双螺杆机组熔融混合挤到“衣架”型模头中进行分流，最后进入“S”型模头对玻纤进行充分浸渍，成片后经过钢辊进行压制冷却定型、收卷，制得连续玻纤增强热塑性带材CFRT，玻纤含量控制在60%左右，带材厚度0.26±0.02mm；然后将其带材按照纤维方向0°和90°交叉铺层，经过层压设备制得厚度为3mm左右的板材。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高耐候高流动玻纤浸渍PA6，其特征在于：按质量份计，配方包括：
1) PA6树脂 100份；
2) 抗紫外老化助剂 0.5-1.6份；
3）抗氧剂 0.5-1份；
4）流动促进剂 0.2-1.2份；
5）增韧剂 2-10份；
6）相容剂 1-5份。
2.根据权利要求1所述的高耐候高流动玻纤浸渍PA6，其特征在于：所述的抗紫外老化助剂选自三嗪类紫外线吸收剂UV-570、三嗪类紫外线吸收剂UV-630、聚合型受阻胺光稳定剂HS-944及聚合型受阻胺光稳定剂HS-950中的一种或几种复配。
3.根据权利要求1所述的高耐候高流动玻纤浸渍PA6，其特征在于：所述的抗氧剂选自有机铜类稳定剂H3386、有机铜类稳定剂H3377、有机铜类稳定剂H3336中的一种。
4.根据权利要求1所述的高耐候高流动玻纤浸渍PA6，其特征在于：所述的流动促进剂剂选自超支化树脂Hyper C100、超支化树脂CYD-701中的一种。
5.根据权利要求1所述的高耐候高流动玻纤浸渍PA6，其特征在于：所述的增韧剂选自乙烯辛烯共聚物POE、杜邦FUSN493D、阿科玛AX8900、超支化树脂CYD-6100中的一种。
6.根据权利要求1所述的高耐候高流动玻纤浸渍PA6，其特征在于：所述的相容剂选自聚烯烃及其共聚物为载体的接枝物，接枝单体为马来酸酐MAH或甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA。
7.一种根据权利要求1至6任意一项所述的高耐候高流动玻纤浸渍PA6的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
将以上组份按照一定比例预混好后，通过双/单螺杆挤出机熔融混合挤到模头中进行分流及浸渍，制得高耐候高流动玻纤浸渍PA6。
8.根据权利要求7所述的高耐候高流动玻纤浸渍PA6的制备方法，其特征在于：双/单螺杆挤出机温度为220-260℃。
9.根据权利要求8所述的高耐候高流动玻纤浸渍PA6的制备方法，其特征在于：模头温度为240-270℃。
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