CN107141780A - 增强改性pa6复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提供一种增强改性PA6复合材料及其制备方法，该增强改性PA6复合材料，是由以下重量份的原料组成：聚酰胺PA6 55‑95份；玻璃纤维8‑14份；阻燃剂3‑7份；分散剂2‑5份；偶联剂1‑2份；抗氧剂0.1‑0.5份。本发明的复合材料是一种高耐热、高耐磨、机械性能佳的玻纤改性PA6材料。

Description

增强改性PA6复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料的技术领域，具体涉及增强改性PA6复合材料及其制备方法。
背景技术
聚酰胺(PA，俗称尼龙)是历史悠久、用途广泛的通用工程塑料，具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工。PA的品种繁多，有PA6、PA66、PA46、PA610、PA612、PA12等，以及近几年开发的半芳香族尼龙和特种尼龙等很多新品种。由于各种尼龙的化学结构不同，其性能也有差异，对于PA6来说，与PA46、PA12等品种比具有很强的价格优势，但在机械强度、耐磨性能方面还不能满足相关行业发展的要求。
现有技术中，提高尼龙耐磨性的方法是在尼龙中加入耐磨剂，但耐磨剂的添加会降低尼龙的韧性，流动性也较差，不能同时兼顾耐磨性和较好的其他物理性能，目前市场上改性PA6材料很多，但是一款具有高耐热、高耐磨、机械性能佳的玻纤增强改性PA6材料还是很少见的，PA6材料改性后部分性能的降低限制了PA6材料的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种增强改性PA6复合材料，本发明的复合材料是一种高耐热、高耐磨、机械性能佳的玻纤改性PA6材料。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
提供一种增强改性PA6复合材料，是由以下重量份的原料组成：
作为优选，所述阻燃剂为纳米氧化镁。
作为优选，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或稀土偶联剂中的一种。
作为优选，所述钛酸酯偶联剂为单烷氧基磷酸酯钛酸酯偶联剂Tl-411-A，因为钛酸酯偶联剂Tl-411-A钛酸酯本身含有磺酸基和磷酸酯基等，为两性表面活性剂，多种活性基团赋予复合材料体系更强的粘结性，而且增加了复合材料的阻燃性能。
作为优选，所述抗氧剂为1010或抗氧剂PS802中的一种。
本发明进一步提供一种增强改性PA6复合材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)按所述重量配比称取所述原料；
(2)将所有原料放入高混机中，混合转速1000转/分，混合10-20分钟，得到预混料；
(3)将步骤(2)制备的预混料喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为120-160℃，双螺杆挤出机的转速为200-600转/分，得到增强改性PA6复合材料。
本发明的有益效果是：
1)在玻璃纤维增强PA6时加入纳米氧化镁，可提高PA6的耐热变形能力，保持较好的尺寸稳定性，同时纳米粒子的润滑和增强作用使PA6的耐磨性能得到明显改善；
2)因为钛酸酯偶联剂Tl-411-A钛酸酯本身含有磺酸基和磷酸酯基等，为两性表面活性剂，增加了玻璃纤维和PA66的相容性，而且钛酸酯偶联剂中的多种活性基团赋予复合材料体系更强的粘结性和稳定性，钛酸酯偶联剂与阻燃剂之间具有协同作用，进一步增强复合材料的阻燃性能；
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，本发明的具体实施方式由以下实施例详细给出。
具体实施方式
下面将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。
实施例1
按照下表1中实施例1的配方量称量原材料，将所称取的样品加入高混机中，转速1000转/分，混匀10min，充分混匀后，得到预混料，再将预混料转移至双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的挤出温度为120℃，双螺杆挤出机的挤出转速为400转/分，挤出造粒，得到增强改性PA6复合材料。
实施例2
按照下表1中实施例2的配方量称量原材料，将所称取的样品加入高混机中，转速1000转/分，混匀12min，充分混匀后，得到预混料，再将预混料转移至双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的挤出温度为140℃，双螺杆挤出机的挤出转速为500转/分，挤出造粒，得到增强改性PA6复合材料。
实施例3
按照下表1中实施例3的配方量称量原材料，将所称取的样品加入高混机中，转速1000转/分，混匀15min，充分混匀后，得到预混料，再将预混料转移至双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的挤出温度为160℃，双螺杆挤出机的挤出转速为200转/分，挤出造粒，得到增强改性PA6复合材料。
实施例4
按照下表1中实施例4的配方量称量原材料，将所称取的样品加入高混机中，转速1000转/分，混匀20min，充分混匀后，得到预混料，再将预混料转移至双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的挤出温度为160℃，双螺杆挤出机的挤出转速为600转/分，挤出造粒，得到增强改性PA6复合材料。
对比例
将实施例4中不添加纳米氢氧化镁和玻璃纤维，其他同实施例4。
表1 各实施例中增强改性PA6复合材料的重量份
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例
聚酰胺PA6 92 90 87 86 95
玻璃纤维 10 10 10 10 -
纳米氧化镁 3 5 6 7 -
分散剂 2 2 2 3 2
偶联剂 2 2 2 2 2
抗氧剂PS802 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
对各个实施例制备的增强改性PA6复合材料，进行结果验证试验，按表2标准进行测试，结果见表3。
表2 主要技术指标
编号 项目 指标 测试方法
1 拉伸强度 ≥170MPa ISO527
2 缺口冲击强度 ≥13kJ/m2 ISO179-1eA
3 热变形温度 ≥215℃ ISO75
表3 验证试验结果
测试项目 对比例 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
热变形温度(℃) 152 227 238 251 242
缺口冲击强度(KJ/m2) 20 25 24 24 24
拉伸强度(MPa) 23 25 27 27 27
从验证试验结果表3可明显看出，实施例1-4的配方组合均添加了纳米氢氧化镁和玻璃纤维，但是纳米氢氧化镁和玻璃纤维两者的配比不同，使最终效果有所差距，其中实施例3的效果最佳，同时兼顾了较高的热变形温度和缺口冲击强度、拉伸强度的机械性能。
需要说明的是，各个对比例或实施例中增强改性PA6复合材料的制备方法具体参数不同，只要在本发明限定的范围内，对最终复合材料的高耐热、高耐磨、机械性能的影响较小，可以忽略不计。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种增强改性PA6复合材料，其特征在于：是由以下重量份的原料组成：
2.根据权利要求1所述的增强改性PA6复合材料，其特征在于：所述阻燃剂为纳米氧化镁。
3.根据权利要求1所述的增强改性PA6复合材料，其特征在于：所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或稀土偶联剂中的一种。
4.根据权利要求3所述的增强改性PA6复合材料，其特征在于：所述钛酸酯偶联剂为单烷氧基磷酸酯钛酸酯偶联剂Tl-411-A。
5.根据权利要求1所述的增强改性PA6复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为1010或抗氧剂PS802中的一种。
6.一种增强改性PA6复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按所述重量配比称取所述原料；
(2)将所有原料放入高混机中，混合转速1000转/分，混合10-20分钟，得到预混料；
(3)将步骤(2)制备的预混料喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为120-160℃，双螺杆挤出机的转速为200-600转/分，得到增强改性PA6复合材料。
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