CN107141782A - 高光泽玻纤增强改性尼龙 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高光泽玻纤增强改性尼龙，由以下重量份的原料组成：PA6树脂55‑85份；短玻纤8‑14份；纳米TiO28‑25份；偶联剂0.1‑1份；润滑分散剂0.2‑0.5份；气味吸收剂0.05‑1份。本发明是短玻纤增强改性的尼龙流动性好，玻纤不外漏，光泽度优，更环保，同时兼顾优良的机械和力学性能。

Description

高光泽玻纤增强改性尼龙
技术领域
本发明涉及复合材料的技术领域，具体涉及一种高光泽玻纤增强改性尼龙。
背景技术
经玻璃纤维增强改性后的尼龙6(PA6)，具有高强度、高耐热、高抗疲劳、低成型收缩等良好的性能，而被广泛的应用于汽车、机械、家电、航空以及军工等领域，并被发展为当今世界第一大工程塑料。但是玻纤和PA6树脂材质的差异，容易产生相容性问题，在成型过程中出现玻纤外露(俗称浮纤) 等表面质量不良现象,从而造成光泽较低。
在实际生产中，提高玻纤增强尼龙材料的光泽，最主要的就是改善其浮纤现象。比较传统的方法是在成型材料中加入增容剂、分散剂、润滑剂和防玻纤外露剂等添加剂来改进玻纤和树脂之间的界面相容性，提高分散相和连续相的均匀性，增加界面粘结强度，减少玻纤与树脂的分离，从而改善浮纤现象。其中有的添加剂使用效果较好，但是大多价格不菲，不仅增加了生产成本，而且对材料的力学性能也会有影响，而且为了减少力学性能变劣，增加机械强度一般在复合材料中添加长玻纤，但是长玻纤的使用却降低流动性和最终产品的抗疲劳性。
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，提供一种高光泽玻纤增强改性尼龙，本发明是短玻纤增强改性的尼龙流动性好，玻纤不外漏，光泽度优，更环保，同时兼顾优良的机械和力学性能。
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：
提供一种高光泽玻纤增强改性尼龙，由以下重量份的原料组成：
作为优选，高光泽玻纤增强改性尼龙是由以下重量份的原料组成：PA6 树脂60-75份；短玻纤10-12份；纳米TiO2 10-15份；偶联剂0.1-0.5份；润滑分散剂0.2-0.5份；气味吸收剂0.05-0.08份。
作为优选，所述气味吸收剂为有机锌盐PY 88 TQ。
作为优选，所述润滑分散剂为改性乙撑双脂肪酸酰胺。
作为优选，所述短玻纤的长度小于5mm。
作为优选，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
作为优选，所述纳米TiO2为金红石型纳米TiO2。
本发明高光泽玻纤增强改性尼龙的有益效果是：
(1)本发明采取低粘度PA6加入短纤的方法，利用小尺寸的短纤具有较好流动性和分散性、与PA6树脂之间易于形成稳定界面相容性的特点，实现改善浮纤的目的；
(2)本发明还在注塑过程中，添加少量的润滑分散剂(TAF)，该润滑分散剂极性基团与硅烷偶联剂的长链末端通过范得华产生很强的吸引力，该吸引力足以使两物相界面消失，而形成一相，TAF溶剂化链与基体树脂PA6有一定的相溶性，TAF起了相溶剂作用。这样，在短玻纤、基体树脂PA6之间形成了类似锚固结点，即交联点，改善了短玻纤与树脂PA6的粘结状态。由于短玻纤的表面与基体树脂PA6之间的力学作用层厚度增加，使处于短玻纤表面附近的基体更易于发生剪切屈服，增加对冲击能的吸收和耗散效果，促使短玻纤对基体树脂PA6之间的增韧效果，由于短玻纤在树脂PA6中得到很好地包覆，在加工过程中短玻纤与树脂PA6同步流动，不易扯开，大大地减少外露的短玻纤，实现了材料的高光泽性；
(3)在现有长玻纤增强聚丙烯的配方基础上，在其中加入一定量的有机锌盐PY 88TQ(一般为有机锌盐浓缩料)，它能与氨基氮和硫化氢类功能团的小分子活性基团直接螯合，使其不再挥发至周围环境中，而且从而达到降低气味和总碳的目的；
(4)本发明的配方中添加少量的超分散剂改性乙撑双脂肪酸酰胺，该超分散剂极性基团与硅烷偶联剂的长链末端通过范得华产生很强的吸引力，该吸引力足以使两物相界面消失，而形成一相，TAF(改性乙撑双脂肪酸酰胺) 溶剂化的一相与PP树脂、短纤维均具有一定的相溶性，TAF起了相溶剂作用，节省偶联剂的使用，防止因为其他辅助剂的加入增加挥发性气体的释放；
(5)添加金红石型纳米TiO2作为一种光稳定剂，其具有长效屏蔽紫外线的优异性能，并且相对于苯并三唑类紫外线吸收剂及受阻胺型光稳定剂等传统抗老化改性剂更具有环保优势；
(6)本发明的仪表板骨架用长玻纤改性聚丙烯复合材料能够同时兼顾较强的抗光老化性能、环保、抗高温变形以及兼顾优良的机械性能。
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短，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。
按照下表1中各实施例的配方量称量原材料，将所称取的样品加入高混机中，转速800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190℃，双螺杆挤出机的挤出转速为600转/分，挤出造粒，得到高光泽玻纤增强改性尼龙。
表1各实例中高光泽玻纤增强改性尼龙的重量份
(备注：普通纳米TiO2不包括金红石型纳米TiO2)
对各个实施例制备的高光泽玻纤增强改性尼龙，进行结果验证试验，按表2标准进行测试，结果见表3。
表2验证试验结果
编号 项目 指标 测试方法
1 拉伸强度 ≥70MPa ISO 527
2 冲击强度 ≥24kJ/m2 ISO 179
3 热老化时间 ≥1000h 150℃
4 气味 ≤3.5 PV3900
5 总碳 ≤50μgC/g PV3341
表3验证试验结果
实施例1-7配方制备的短玻纤增强改性尼龙，综合性能高于对比例1-6。而且从实施例4与实施例7之间进行对比可知，在TAF的添加量一致的情况下，增加偶联剂的使用并没有明显增加技术效果，只需添加较少的硅烷偶联剂就可以达到很好的技术效果，这是因为TAF起了相溶剂作用，具有节省偶联剂使用的作用，TAF与硅烷偶联剂的长链末端通过范得华产生很强的吸引力的作用是具有一定的平衡作用的，超过平衡点，作用便不再明显，但是不适用其中任何一个原料(对比例1中未使用TAF，对比例2中未使用硅烷偶联剂)均却明显降低了力学性能，由此得出TAF与硅烷偶联剂之间起到了协同增效的作用，互相关联、互相作用。
再者，与实施例4相比，对比例3中使用的是普通纳米TiO2，力学性能略有变差，热老化时间变短。与实施例4相比，对比例4中纳米TiO2的使用量较高，虽然气味和总碳变化不大，但是力学性能明显降低，说明纳米TiO2加入量过多，更容易团聚，不利于其作用的发挥。
从对比例5与实施例4进行比较，可以得知，有机锌盐PY 88 TQ的添加与否对其气味和总碳的影响较为明显，进一步证明加入一定量的有机锌盐PY 88 TQ能够达到降低气味和总碳的目的。对比例6与实施例4对比，也即使用短玻纤与长玻纤之间的技术效果进行的对比，尽管气味和总碳的符合标准，但是力学性能却明显变差，综合性能不佳，因此本发明中使用了较为优良的短玻纤。
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 (7)

1.一种高光泽玻纤增强改性尼龙，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所述的高光泽玻纤增强改性尼龙，其特征在于：是由以下重量份的原料组成：
3.根据权利要求1或2所述的高光泽玻纤增强改性尼龙，其特征在于：所述气味吸收剂为有机锌盐PY 88TQ。
4.根据权利要求1或2所述的高光泽玻纤增强改性尼龙，其特征在于：所述润滑分散剂为改性乙撑双脂肪酸酰胺。
5.根据权利要求1或2所述的高光泽玻纤增强改性尼龙，其特征在于：所述短玻纤的长度小于5mm。
6.根据权利要求1或2所述的高光泽玻纤增强改性尼龙，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂。
7.根据权利要求1或2所述的高光泽玻纤增强改性尼龙，其特征在于：所述纳米TiO2为金红石型纳米TiO2。
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