CN107722614A - 一种复合树脂材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种复合树脂材料,按照重量份数计,包括如下组份:PA66树脂20‑40份、PA6树脂25‑45份、抗氧剂0.1‑0.4份、无碱玻璃纤维20‑40份、润滑剂0.2‑1份、热稳定剂0.1‑0.6份、玻璃微珠1‑6份,其中无碱玻璃纤维通过镁类偶联剂进行处理。本发明的无碱玻璃纤维通过镁类偶联剂进行处理能有效改善无碱玻璃纤维与其他组分,尤其是与树脂间的界面性能,提高复合树脂材料的弯曲强度和弯曲模量。本申请还提供了一种复合树脂材料的制备方法。
Description
技术领域
本申请涉及高分子材料技术领域,具体涉及一种复合树脂材料及其制备方法。
背景技术
人们消费能力的提高带来汽车产业的迅速发展,其中以代步轿车的增长尤为迅速,小车的设计以及各部件的选材既要经济美观,又要安全环保,使行驶在道路上的小车既要能抵御极寒极热天气,又要能保护驾驶者和乘客的安全。汽车后视镜位于汽车头部的左右两侧,及汽车内部的前方。汽车后视镜反映汽车后方、侧方和下方的情况,使驾驶者可以间接看清楚这些位置的情况,它起着“第二只眼睛”的作用,扩大了驾驶者的视野范围,因此,汽车后视镜属于重要安全件。汽车后视镜由塑胶料和反光镜组成,在长时间的使用过程中,塑胶料的变形不能过大,否则将导致观察到的实际路况出现偏差,目前,采用一般的塑胶料生产汽车后视镜,其变形范围在4.00mm左右,塑胶料变形与塑胶料的弯曲强度和弯曲模量有关,弯曲强度和弯曲模量越大说明塑胶料变形的程度越小,由于汽车后视镜发生变形,会导致驾驶者观察不准确,后果非常严重,对此为了减少汽车后视镜中塑胶料的变形,急需开发一种弯曲强度和弯曲模量较佳的复合材料。
申请内容
鉴于背景技术存在的问题,本申请的目的在于提供一种复合树脂材料及其制备方法,该复合树脂材料既具有良好的弯曲强度和弯曲模量。
本申请第一方面提供了一种复合树脂材料,按照重量份数计,包括如下组份:
其中,所述无碱玻璃纤维通过镁类偶联剂进行处理。
其中,更具体地,PA66树脂可以为20份、25份、30份、35份、40份;PA6树脂可以为25份、30份、35份、40份、45份;抗氧剂可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份;无碱玻璃纤维可以为20份、25份、30份、35份、40份;润滑剂可以为0.2份、0.4份、0.6份、0.8份、1份;热稳定剂可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份;玻璃微珠可以为1份、2份、3份、4份、5份、6份。
与现有技术相比,本发明的复合树脂材料中以PA66树脂和PA6树脂两种树脂作为树脂基体,而不是单一的树脂类型,且通过无碱玻璃纤维增强PA66树脂和PA6树脂,提高树脂基体的机械性能和降低收缩率,尤其是采用通过镁类偶联剂对无碱玻璃纤维进行处理,不仅可以促进不同物质之间的粘合,还能有效改善无碱玻璃纤维与其他组分,尤其是与树脂间的界面性能,可以提高复合材料体系的弯曲强度和弯曲模量。此外,利用抗氧化剂有效地抑制聚合物热氧降解,还采用了玻璃微作为填充材料,使得复合树脂材料具有质轻、低导热、较高的强度等优点,并利用润滑剂有效地促进树脂塑化。总之,以PA66树脂和PA6树脂两种树脂作为树脂基体,添加抗氧剂、无碱玻璃纤维、润滑剂、热稳定剂、玻璃微珠,通过抗氧剂、无碱玻璃纤维、润滑剂、热稳定剂、玻璃微珠的综合作用对树脂基体进行改性,使得复合树脂材料获得优良的弯曲强度和弯曲模量。
较佳地,本发明的抗氧剂为三(壬基苯基)亚磷酸酯和硫代二丙酸二硬脂醇酯的混合物,三(壬基苯基)亚磷酸酯和硫代二丙酸二硬脂醇酯均属于氢过氧化物分解剂型抗氧化剂,两者混合之后通过协同作用将聚合物氢化氧化物还原为醇而降低其自由基反应活性,能提高复合树脂材料的抗氧化性和机械性能。
较佳地,本发明的热稳定剂选硬脂酸锌、硬脂酸镉或硬脂酸钡中的一种或多种,更为优选地,热稳定剂为硬脂酸锌和硬脂酸钡的混合物或硬脂酸镉和硬脂酸钡的混合物,当采用三(壬基苯基)亚磷酸酯做抗氧化剂时,三(壬基苯基)亚磷酸酯与钡-镉或钡-锌体系并用时,可以螯合金属离子,防止金属氧化物催化降解,从而提高塑料制品的耐热、着色、透明等性能及机械性能。
较佳地,本发明的玻璃微珠为空心玻璃微珠,通过空心玻璃微珠改性树脂基体,使其具有更好的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和弯曲模量,进一步的优选为经硅烷偶联剂处理之后的空心玻璃珠,其经处理之后具有亲油憎水性能,非常容易分散于树脂基体中。
较佳地,本发明的无碱玻璃纤维中碱金属氧化物含量范围为0~0.03%,比如可以为0.01%、0.02%、0.03%;断裂强度≥0.25N,比如可以为0.25N、0.3N、0.35N、0.4N;单丝直径为3um-8um,比如可以为3um、5um、8um,其中无碱玻璃纤维中碱金属氧化物含量低,碱金属的影响较少,应用到树脂基体中能够使得复合材料化学稳定性、电绝缘型好和机械强度高。
较佳地,本发明的复合树脂材料还包括色母粒,其含量可以为1-6份,比如可以为1份、2份、3份、4份、5份和6份,用来对复合树脂材料着色,充分满足消费者的需求,优选地,色母粒为卡博特黑母粒,卡博特黑母粒含有一种可完全溶解于尼龙里面的特殊黑色有机染料及以尼龙为载体的黑色母料,黑色有机染料可完全溶解于尼龙,使其达到极佳的分散性能,有效避免一般色料和偶联剂产生的不良反应,还可提高机械性能和电性性能,保存良好的外观。
较佳地,本发明的润滑剂为硬脂酸,相应地,采用热稳定剂选硬脂酸锌、硬脂酸镉或硬脂酸钡中的一种作为热稳定剂,实际上,硬脂酸锌、硬脂酸镉或硬脂酸钡也兼具辅助的润滑剂的功能,硬脂酸与硬脂酸锌、硬脂酸镉或硬脂酸钡组合使用,可以将树脂粒子进行包覆,均匀的固定在树脂粒子表面,提高润滑剂的效果,保持润滑膜的完整性,有效地延迟了塑化时间,并降低了塑化扭矩,提高弯曲强度。
本申请第二方面还提供了一种复合树脂材料的制备方法,包括下述步骤:
a.将配方量的PA66树脂、PA6树脂、抗氧剂、无碱玻璃纤维、润滑剂、
热稳定剂、玻璃微珠进行充分混合获得混合料;
b.将混合料通过注塑机进行螺杆高温挤出,造粒,获得复合树脂材料。
其中,制备过程中,注塑机的料桶设有三段区域,分别为后段、中段和前段,其料桶温度分别为265-295℃、265-295℃、255-275℃,采用多段式加温,以获得性能优异的复合树脂材料。
本申请的复合树脂材料的制备方法所得到的复合树脂材料具有良好的弯曲强度和弯曲模量。
本申请发明的复合树脂材料可用于汽车后视镜,通过该复合树脂材料制备的汽车后视镜,其变形范围为2mm左右,与现有技术相比,大大的减小汽车后视镜的变形范围,提高安全性。
具体实施方式
为了进一步了解本申请,下面结合实施例对本申请的优选方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本申请的特征和优点而不是对本申请专利要求的限制。
本发明所用原料:
PA66树脂 美国杜邦
PA6树脂 日本宇都
三(壬基苯基)亚磷酸酯 巴斯夫
硫代二丙酸二硬脂醇酯 巴斯夫
硬脂酸 德国科华思
硬脂酸镉、硬脂酸钡、硬脂酸锌 德国布吕格曼
空心玻璃微珠(GB) 法国索菲迪克
色母 卡博特黑母粒
无碱玻璃纤维(GF) 重庆国际
实施例1
一种复合树脂材料,按照重量份数计,主要由如下原料制备得到:
其中,无碱玻璃纤维是通过镁类偶联剂进行处理,其处理为本领域技术人员熟知的技术手段,通过其处理的无碱玻璃纤维,可以改善无碱玻璃纤维与其他组分,尤其是与树脂间的界面性能,提高复合材料体系的弯曲强度和弯曲模量。
其中,无碱玻璃纤维中碱金属氧化物含量为0.03%。
上述复合树脂材料的制备方法,包括下述步骤:
a.将配方量各组分在高速混合机中混合10-30分钟获得混合料,
b.将混合料通过注塑机进行螺杆高温挤出,造粒,干燥,获得复合树脂材料。
其中,制备过程中,注塑机的料桶设有三段区域,分别为后段、中段和前段,其料桶温度范围分别为280℃、265℃、255℃,采用多段式加温,以获得性能优异的复合树脂材料。
实施例2
实施例2与实施例1的物质、含量及制备工艺基本相同,区别在于:实施例2中还含有卡博特黑母粒1份,而实施例1中没有卡博特黑母粒,除了上述的区别外,其它与实施例1的相同,故在此不再赘述。
实施例3
一种复合树脂材料,按照重量份数计,主要由如下原料制备得到:
其中,无碱玻璃纤维是通过镁类偶联剂进行处理,无碱玻璃纤维中碱金属氧化物含量为0.03%。
复合树脂材料的制备方法与实施例1的相同。
实施例4
一种复合树脂材料,按照重量份数计,主要由如下原料制备得到:
其中,无碱玻璃纤维是通过镁类偶联剂进行处理,无碱玻璃纤维中碱金属氧化物含量为0.02%。
复合树脂材料的制备方法与实施例1的相同。
实施例5
一种复合树脂材料,按照重量份数计,主要由如下原料制备得到:
其中,无碱玻璃纤维是通过镁类偶联剂进行处理,无碱玻璃纤维中碱金属氧化物含量为0.03%。
复合树脂材料的制备方法与实施例1的相同。
实施例6
一种复合树脂材料,按照重量份数计,主要由如下原料制备得到:
其中,无碱玻璃纤维是通过镁类偶联剂进行处理,无碱玻璃纤维中碱金属氧化物含量为0.03%。
复合树脂材料的制备方法与实施例1的相同。
实施例7
实施例7中复合树脂材料各物质及含量与实施例1相同,区别在于实施例7中,无碱玻璃纤维中碱金属氧化物含量为0.05%,而实施例1中,无碱玻璃纤维中碱金属氧化物含量为0.03%,除了上述的区别外,其它与实施例1的相同,故在此不再赘述。
实施例8
一种复合树脂材料,按照重量份数计,主要由如下原料制备得到:
其中,无碱玻璃纤维是通过镁类偶联剂进行处理,无碱玻璃纤维中碱金属氧化物含量为0.03%。
复合树脂材料的制备方法与实施例1的相同。
实施例9
一种复合树脂材料,按照重量份数计,主要由如下原料制备得到:
其中,无碱玻璃纤维是通过镁类偶联剂进行处理,无碱玻璃纤维中碱金属氧化物含量为0.03%。
复合树脂材料的制备方法与实施例1的相同。
实施例10
一种复合树脂材料,按照重量份数计,主要由如下原料制备得到:
其中,无碱玻璃纤维是通过镁类偶联剂进行处理,无碱玻璃纤维中碱金属氧化物含量为0.03%。
复合树脂材料的制备方法与实施例1的基本相同,区别在于,实施例10中,在制备复合树脂材料的过程中,注塑机的料桶中三个区域的料桶温度相同,均为280℃。
对比例1
对比例1中复合树脂材料各物质及含量与实施例3相同,区别在于对比例1中,无碱玻璃纤维未经镁类偶联剂进行处理,而实施例3中,无碱玻璃纤维经过镁类偶联剂进行处理,除了上述的区别外,其它与实施例1的相同,故在此不再赘述。
对比例2
一种复合树脂材料,按照重量份数计,主要由如下原料制备得到:
其中,无碱玻璃纤维是通过镁类偶联剂进行处理,无碱玻璃纤维中碱金属氧化物含量为0.03%。
复合树脂材料的制备方法与实施例1的相同。
对比例3
一种复合树脂材料,按照重量份数计,主要由如下原料制备得到:
其中,无碱玻璃纤维是通过镁类偶联剂进行处理,无碱玻璃纤维中碱金属氧化物含量为0.03%。
复合树脂材料的制备方法与实施例1的相同。
将实施例1-10、对比例1-3所制备的复合树脂材料进行测试,测试按照表1的各项标准进行,其测试结果如表2所示。
表1:
表2:
从表2可以看出,实施例1-10的复合树脂材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击强度及热变形温度都优于对比例1-3,主要由于无碱玻璃纤维是通过镁类偶联剂进行处理,不仅可以促进不同物质之间的粘合,而且可以提高复合材料体系的弯曲强度和弯曲模量,同时,以PA66树脂和PA6树脂两种树脂作为树脂基体,而不是单一的树脂类型,还通过空心玻璃微珠改性树脂基体,使其具有更好的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和弯曲模量。
而对比例1中,无碱玻璃纤维未经镁类偶联剂进行处理,没有对无碱玻璃纤维改性,其不能促进不同物质之间的粘合,不能提高复合材料体系的弯曲强度和弯曲模量。对比例2和对比例3中均采用的是单一的树脂材料,其机械性能与两者组合使用时相比有所下降,可能是两者组合使用时具有增效作用。
对比实施例1与实施例2,可看出实施例2的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量及悬臂梁缺口冲击强度优于实施例1,可能是由于卡博特黑母粒具有极佳的分散性能有关。
对比实施例3与实施例5和6,可看出实施例5和实施例6的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量及悬臂梁缺口冲击强度和热变形温度优于实施例1,这是由于三(壬基苯基)亚磷酸酯与钡-镉,钡-锌体系并用时,可以螯合金属离子,防止金属氧化物催化降解,从而提高塑料制品的耐热、着色、透明等性能及机械性能,同时实施例5中各性能略优于实施例6,可能是镉的分子量大于锌的分子量的缘故。
对比实施例1与实施例7,实施例7中无碱玻璃纤维中碱金属氧化物含量为0.05%,其中碱金属氧化物含量较高,与碱金属氧化物含量较低的无碱玻璃纤维相比,机械强度较弱。
对比实施例1与实施例8和实施例9,实施例8和实施例9均采用单一的抗氧化剂,三(壬基苯基)亚磷酸酯和硫代二丙酸二硬脂醇酯作为抗氧化剂单独使用时,抗氧化剂能较差,采用三(壬基苯基)亚磷酸酯和硫代二丙酸二硬脂醇酯的混合物作为抗氧剂,两者混合之后通过协同作用将聚合物氢化氧化物还原为醇而降低其自由基反应活性,能提高抗氧化性和机械性能。
对比实施例1与实施例10,由于采用相同的料桶温度,而复合树脂材料中各组分的熔融温度不同,后段、中段和前段的料桶温度逐级降低,而实施例10中采用单一的料桶温度,可能是采取相同的料桶温度使得复合树脂材料中各组分的熔融状态有差异,熔融效果较差,导致机械性能下降。
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申请。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申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请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相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种复合树脂材料,其特征在于,按照重量份数计,包括如下组份:
其中,所述无碱玻璃纤维通过镁类偶联剂进行处理。
2.根据权利要求1所述的复合树脂材料,其特征在于,所述抗氧剂为三(壬基苯基)亚磷酸酯和硫代二丙酸二硬脂醇酯的混合物。
3.根据权利要求1所述的复合树脂材料,其特征在于,所述热稳定剂选自硬脂酸锌、硬脂酸镉或硬脂酸钡中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的复合树脂材料,其特征在于,所述热稳定剂为硬脂酸锌和硬脂酸钡的混合物或硬脂酸镉和硬脂酸钡的混合物。
5.根据权利要求1所述的复合树脂材料,其特征在于,所述玻璃微珠为空心玻璃微珠。
6.根据权利要求1所述的复合树脂材料,其特征在于,所述无碱玻璃纤维中碱金属氧化物的含量为0~0.03%。
7.根据权利要求1所述的复合树脂材料,其特征在于,还包括色母粒。
8.根据权利要求7所述的复合树脂材料,其特征在于,所述色母粒为卡博特黑母粒。
9.根据权利要求1-8任一所述的复合树脂材料的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:
a.将配方量的PA66树脂、PA6树脂、抗氧剂、无碱玻璃纤维、润滑剂、热稳定剂、玻璃微珠进行充分混合获得混合料;
b.将所述混合料通过注塑机进行螺杆高温挤出,造粒,获得复合树脂材料。
10.根据权利要求9所述的复合树脂材料的制备方法,其特征在于,所述注塑机包括料桶后段、料桶中段和料桶前段,制备过程中,所述料桶后段温度为265-295℃,所述料桶中段温度为265-295℃,所述料桶前段温度为255-275℃。
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- 2017-10-26 CN CN201711029354.9A patent/CN107722614B/zh active Active
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