CN107778852A - 一种lcp和尼龙6共混复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种LCP和尼龙6共混复合材料及其制备方法，包括以下按重量份数计的原料：PA6 70‑90、LCP 2‑20、相容剂0.1‑5、增韧剂2‑10、成核剂0.1‑3、抗氧剂0.1‑0.5。制备时，将LCP和PA6在真空烘箱中干燥，然后各原料共混均匀，用单螺杆挤出机进行共混挤出造粒。本发明中，LCP微纤具有高的强度和模量,能象短切玻纤一样起到增强作用，共混时添加适当的增溶相容剂，相容剂与尼龙发生反应，产生氢键，便于LCP与PA6共混体系中形成LCP微球，增强两者的相容性，从而达到增韧聚合物基体PA6的目的，使体系相容性得到改善、界面粘结增强,LCP微球在保持了体系拉伸强度的同时提高了材料的拉伸断裂吸收能，使之具有良好的综合力学性能。

Description

一种LCP和尼龙6共混复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种尼龙6改性材料，尤其是指一种LCP和尼龙6共混复合材料及其制备方法。
背景技术
尼龙简称PA是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称，是世界上出现的第一种合成纤维。由于尼龙材料的特性，往往其制品的拉伸强度高，但拉伸断裂吸收能却低，即硬而不韧，满足不了产品的使用需求。于是尼龙的改性品种数量繁多，，尼龙与其他聚合物共混物和合金等，满足不同特殊要求，广泛用作金属，木材等传统材料代用品，作为各种结构材料。尼龙是最重要的工程塑料，产量在五大通用工程塑料中居首位。
LCP是英文Liquid Crystal Polymer 的缩写，在国内称之为液晶聚合物，是一种具有优异的耐热性能和成型加工性能新型的高分子材料，由于其大分子链是取向的，使其具有异常规整的纤维状结构，性能特殊，制品强度很高，并不亚于金属和陶瓷，其拉伸强度和弯曲模量可超过近年来发展起来的各种热塑性工程塑料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种借助LCP对尼龙6改性的复合材料及其制备方法，该复合包装材料具有优越的强度及韧性。
本发明提供了一种LCP和尼龙6共混复合材料，包括以下原料组份组成，所述各原料按重量份数计：
PA6 70-90份、LCP 2-20份、相容剂0.1-5份、增韧剂2-10份、成核剂0.1-3份、抗氧剂0.1-0.5份。
其中，所述的PA6为聚酰胺，该聚酰胺的相对粘度范围为 3.0-4.5 P•S，优选粘度范围3.50-4.0 P•S。所述LCP为热致性液晶聚合物，该热致性液晶聚合物的高分子是聚酯一类的刚性棒状的主链型热致液晶聚合物，所述热致性液晶高分子的液晶相范围为220℃-260℃；优选液晶相范围240℃-260℃。
所述抗氧剂为受阻酚型类抗氧剂、硫代酯类或亚磷酸酯类抗氧剂，由抗氧剂1010、1076、1098、168、412s等复配而成。所述相容剂为聚苯乙烯-丙烯腈-GMA 共聚物SAG、聚苯乙烯-马来酸酐共聚物SMA或聚乙烯-丙烯酸甲酯共聚物EMA、轻度磺化的苯乙烯盐类中的一种或几种的混合物。所述的增韧剂为马来酸酐接枝乙烯/丙烯/二烯共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、POE 接枝马来酸酐POE-g-MAH、SEBS接枝马来酸酐或甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物MBS中一种或几种的混合物。所述的成核剂为滑石粉。滑石粉的粒径为5000~7000目。
本发明还提供了一种LCP和尼龙6共混复合材料的制备方法，按需要及比例取各原料后，先将LCP和PA6在90℃下真空烘箱中干燥24h，然后各原料在搅拌桶内共混均匀，用单螺杆挤出机进行共混挤出造粒。挤出时，单螺杆撞出机的转子温度和机头温度均为250~280℃ ,螺杆转速为120 ~150r/min；挤出条经空气冷却后切粒。
本发明公开了的LCP和尼龙6共混复合材料及其制备方法，LCP（液晶聚合物）自身具有高的强度和模量, LCP微纤在复合材料中能象短切玻纤一样起到增强作用，共混时加入LCP的同时添加适当分量的相容剂，相容剂与尼龙发生反应，产生氢键，便于LCP与PA6共混体系中形成LCP微球，增强两者的相容性，从而达到增韧聚合物基体PA6的目的——使体系相容性得到改善、界面粘结增强, LCP微纤在保持了体系拉伸强度的同时提高了材料的拉伸断裂吸收能，使材料整体具有良好的综合力学性能。
具体实施方式
本发明公开了一种LCP和尼龙6共混复合材料，包括以下原料组份组成，所述各原料按重量份数计：
PA6 70-90份、LCP 2-20份、相容剂0.1-5份、增韧剂2-10份、成核剂0.1-3份、抗氧剂0.1-0.5份
下面结合具体实施例对本发明作进一步详述。
实施例1
备料
取PA6 80份、LCP 10份、相容剂2份、增韧剂8份、成核剂0.5份、抗氧剂0.3份
所述的聚酰胺为PA6，所述的聚酰胺的相对粘度为3.5 P•S。
所述的相容剂为聚苯乙烯-丙烯腈-GMA 共聚物SAG。
所述的增韧剂为POE 接枝马来酸酐POE-g-MAH和PE 接枝马来酸酐PE-g-MAH的混合物。
所述的成核剂为粒径为5000目的滑石粉。
所述的抗氧剂为由质量比为1:2的抗氧剂1010或1076和抗氧剂168复配后的抗氧剂。
制备
先将上述原料中的LCP和PA6在90℃下真空烘箱中干燥24h，然后各原料在搅拌桶内共混均匀，用单螺杆挤出机进行共混挤出造粒。挤出时，单螺杆撞出机的转子温度和机头温度均为250~280℃ ,螺杆转速为120 ~150r/min；挤出条经空气冷却后切粒。
实施例2
备料
取PA6 70份、LCP 15份、相容剂5份、增韧剂10份、成核剂1.5份、抗氧剂0.6份
所述的聚酰胺为PA6，所述的聚酰胺的相对为3.65 P•S。
所述的相容剂为聚苯乙烯-丙烯腈-GMA 共聚物SAG和聚苯乙烯-马来酸酐共聚物SMA混合物。
所述的增韧剂为SEBS 接枝马来酸酐和MBS甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物的混合物。
所述的成核剂为粒径为6000目的滑石粉。
所述的抗氧剂为由质量比为1:1的抗氧剂1010或1076和抗氧剂412S复配后的抗氧剂。
制备
先将上述原料中的LCP和PA6在90℃下真空烘箱中干燥24h，然后各原料在搅拌桶内共混均匀，用单螺杆挤出机进行共混挤出造粒。挤出时，单螺杆撞出机的转子温度和机头温度均为250~280℃ ,螺杆转速为120 ~150r/min；挤出条经空气冷却后切粒。
实施例3
备料
取PA6 90份、LCP 5份、相容剂2份、增韧剂3份、成核剂0.8份、抗氧剂0.5份。
所述的聚酰胺为PA6，所述的聚酰胺的相对粘度为3.70 P•S。
所述的相容剂为Zn-SPS(磺化聚苯醚乙烯锌盐)、SMA（苯乙烯——马来酸酐共聚物）的混合物。
所述的增韧剂为马来酸酐接枝乙烯/丙烯/二烯共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯的混合物。
所述的成核剂为粒径为6000目的滑石粉。
所述的抗氧剂为由质量比为2:1的抗氧剂1010或1098和抗氧剂168复配后的抗氧剂。
制备
先将上述原料中的LCP和PA6在90℃下真空烘箱中干燥24h，然后各原料在搅拌桶内共混均匀，用单螺杆挤出机进行共混挤出造粒。挤出时，单螺杆撞出机的转子温度和机头温度均为250~280℃ ,螺杆转速为120 ~150r/min；挤出条经空气冷却后切粒。
实施例4
备料
取PA6 70份、LCP 20份、相容剂5份、增韧剂5份、成核剂1.2份、抗氧剂0.3份
所述的聚酰胺为PA6，所述的聚酰胺的相对粘度为3.8 P•S。
所述的相容剂为SMA（苯乙烯——马来酸酐共聚物）和EMA（聚乙烯-丙烯酸甲酯共聚物）的混合物。
所述的增韧剂为马来酸酐接枝乙烯/丙烯/二烯共聚物和PE 接枝马来酸酐PE-g-MAH的混合物。
所述的成核剂为粒径为6500目的滑石粉。
所述的抗氧剂为由质量比为1:2的抗氧剂1010或1098和抗氧剂168复配后的抗氧剂。
制备
先将上述原料中的LCP和PA6在90℃下真空烘箱中干燥24h，然后各原料在搅拌桶内共混均匀，用单螺杆挤出机进行共混挤出造粒。挤出时，单螺杆撞出机的转子温度和机头温度均为250~280℃ ,螺杆转速为120 ~150r/min；挤出条经空气冷却后切粒。
实施例5
备料
取PA6 85份、LCP 5.5份、相容剂0.5份、增韧剂8份、成核剂0.3份、抗氧剂0.2份
所述的聚酰胺为PA6，所述的聚酰胺的相对粘度为3.85 P•S。
所述的相容剂为聚苯乙烯-丙烯腈-GMA 共聚物SAG和Zn-SPS(磺化聚苯醚乙烯锌盐)。
所述的增韧剂为EMA（聚乙烯-丙烯酸甲酯共聚物）和马来酸酐接枝乙烯/丙烯/二烯共聚物的混合物。
所述的成核剂为粒径为7000目的滑石粉。
所述的抗氧剂为由质量比为1:2的抗氧剂1010或1076和抗氧剂168复配后的抗氧剂。
制备
先将上述原料中的LCP和PA6在90℃下真空烘箱中干燥24h，然后各原料在搅拌桶内共混均匀，用单螺杆挤出机进行共混挤出造粒。挤出时，单螺杆撞出机的转子温度和机头温度均为250~280℃ ,螺杆转速为120 ~150r/min；挤出条经空气冷却后切粒。
实施例1-5的测试标准如下，测试所得的性能结果如表1。
冲击实验按GB/T 184-89 进行测试，测试设备为承德试验机有限责任公司的XJU-22 冲击试验机。
拉伸实验按GB/T 1040-92 进行测试，测试设备为深圳市新三思材料检验有限公司的CMT6104 微机控制电子万能实验机。
弯曲实验按GB/T 9341-2000 进行测试，测试设备为深圳市新三思材料检验有限公司的CMT6104 微机控制电子万能实验机。
表1：实施例1-5的测试结果
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书所述和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种LCP和尼龙6共混复合材料，包括以下原料组份组成，所述各原料按重量份数计：
PA6 70-90份、LCP 2-20份、相容剂0.1-5份、增韧剂2-10份、成核剂0.1-3份、抗氧剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的LCP和尼龙6共混复合材料，其特征在于：所述PA6为聚酰胺，该聚酰胺的相对粘度范围为3.0-4.5 P•S。
3.根据权利要求1所述的LCP和尼龙6共混复合材料，其特征在于：所述LCP即热致性液晶聚合物，该热致性液晶聚合物的液晶相范围为220℃-260℃。
4.根据权利要求1所述的LCP和尼龙6共混复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚型类抗氧剂、硫代酯类或亚磷酸酯类抗氧剂，由抗氧剂1010、1076、1098、168、412s复配而成。
5.根据权利要求1所述的LCP和尼龙6共混复合材料，其特征在于：所述的相容剂为聚苯乙烯-丙烯腈-GMA 共聚物SAG、聚苯乙烯-马来酸酐共聚物SMA 或聚乙烯-丙烯酸甲酯共聚物EMA、轻度磺化的苯乙烯盐类中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的LCP和尼龙6共混复合材料，其特征在于：所述的增韧剂为马来酸酐接枝乙烯/丙烯/二烯共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、POE接枝马来酸酐POE-g-MAH、SEBS接枝马来酸酐或MBS中一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的LCP和尼龙6共混复合材料，其特征在于：所述的成核剂为滑石粉，该滑石粉的粒径为5000~7000目。
8.一种LCP和尼龙6共混复合材料的制备方法，其特征是，按需要及比例取各原料后，先将LCP和PA6在90℃下真空烘箱中干燥24h，然后各原料在搅拌桶内共混均匀，用单螺杆挤出机进行共混挤出造粒。
9.根据权利要求8所述的LCP和尼龙6共混复合材料的制备方法，其特征在于：单螺杆撞出机的转子温度和机头温度均为250~280℃ ,螺杆转速为120 ~150r/min；挤出条经空气冷却后切粒。
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