CN108034240B - 用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料，包括下述原料：尼龙树脂、增强填料、三元乙丙橡胶、氢氧化镁、热稳定剂、焊接助剂、抗氧剂1010。本发明用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料，具有良好的力学性能，耐热性能和焊接性能，能满足建筑、电子电器、交通运输、生活日用品等各行业对聚酰胺材料的焊接要求，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于焊接部件的聚酰胺材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
塑料的焊接方法一般分为两大类：一类是内部加热法(通过材料的机械运动、内部摩擦发热)，比如振动焊、旋转焊、超声波焊；另一类是外部加热法，如热气焊、热工具焊、高频焊、激光焊等。由于塑料焊接技术具有低成本、高速度、加工方便、原材料适用范围广、接合性和工艺性好、有利于大型复杂结构制造等综合优势，所以应用越来越广泛，技术越来越成熟。
聚酰胺(Polyamide，简称PA)，俗称为尼龙，作为半结晶型热塑性聚合物的典型代表，是五大工程塑料(聚酰胺，聚甲醛，聚碳酸酯，改性聚苯酸，热塑性聚酯)中产量最大、品种最多、用途最广的聚合物材料。
尼龙作为工程材料被广泛应用于各个工程领域，它可以应用于汽车、电子电气、机械、包装、兵器、通讯、航空航天、办公机器、家电、建筑、日用品、体育用品等领域，特别是汽车、电子电气、包装等行业的用量一直呈上升趋势，在工程塑料中一直占首位，并且可以被加工成各式各样的产品，如齿轮、轴承、摩擦带、滑轮及插头等。尼龙由于具有优异均衡的机械性能、耐热性、润滑性、耐疲劳蠕变和耐有机溶剂性能而在各种领域中倍广泛应用，尤其是随着尼龙材料在汽车、电子、电器、家电、工业设备中大规模普及应用与技术革新，以及在使用激光焊接代替传统焊接工艺的发展趋势下，可供焊接的尼龙材料成为备受青睐的材料之一。
如何改善增强聚酰胺材料的可焊接性，提高材料的耐热温度，提升焊接强度，改善焊接外观，以扩展其在各种行业中的应用，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料，得到的用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的力学性能、耐热性能和焊接性能好。
本发明提供了一种用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料，所述用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料包括下述原料：尼龙树脂、增强填料、三元乙丙橡胶、氢氧化镁、热稳定剂、焊接助剂、抗氧剂1010。
优选地，所述用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料包括下述重量份的原料：尼龙树脂60-80份、增强填料15-35份、三元乙丙橡胶1-5份、氢氧化镁1-3份、热稳定剂0.1-2份、焊接助剂0.1-1份、抗氧剂10100.01-1份。
优选地，所述热稳定剂为N,N’-二苯基对苯二胺、无毒钙锌热稳定剂中的一种或两种。
更优选地，所述热稳定剂为N,N’-二苯基对苯二胺和无毒钙锌热稳定剂的混合物，所述N,N’-二苯基对苯二胺和无毒钙锌热稳定剂的质量比为1：(3-5)。
在本发明中，所述无毒钙锌热稳定剂参照申请号为2011103445592.5中实施例5的方法制备得到。
所述焊接助剂为石墨、炭黑、碳纳米管、改性碳纳米管中的一种。
优选地，所述焊接助剂为改性碳纳米管。
所述增强填料为玻璃纤维或改性玻璃纤维。
优选地，所述增强填料为改性玻璃纤维。
所述改性碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
(1)纯化：将碳纳米管放入坩埚内，在380-420℃灼烧3-5小时，自然冷却至室温后取出，得到纯化碳纳米管；
(2)酸化：称取0.1-1g纯化碳纳米管，置于500mL的三口烧瓶中，三口烧瓶中加入150-200mL的浓硫酸和50-70mL的浓硝酸，将三口烧瓶在超声功率为100W的条件下处理2-5小时，超声频率15-25KHz，再将200mL水加入到三口烧瓶中，静置18-22小时，弃去上清液，以转速为4000-8000r/min离心分离15-25min，固体用水洗涤至洗液pH值为7，然后将洗涤后的固体在60-80℃真空干燥20-30小时，得到酸化碳纳米管；
(3)改性：将酸化碳纳米管置于250mL的三口烧瓶中，再加入60-70mL的乙醇和0.05-0.15g的N,N’-二环己基碳二亚胺，将三口烧瓶在超声功率为100W的条件下处理30-40分钟，超声频率15-25KHz，再加入70-90mL质量分数为6％的对氨基苯磺酸的水溶液，将三口烧瓶在60-70℃以200-400转/分搅拌6-10小时，以转速为4000-8000r/min离心分离15-25min，固体用水洗涤至洗液pH值为7，然后将洗涤后的固体在60-80℃真空干燥20-30小时，得到改性碳纳米管。
所述改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)将玻璃纤维置于工作气体为氮气，工作压强为10-20Pa，放电功率为80-110W的低温等离子体装置中处理100-120秒，得到预处理玻璃纤维；
(2)将聚乙烯醇和水按固液比(2-6)g：100mL混合，在80-90℃以200-400转/分搅拌20-40分钟，得到聚乙烯醇溶液；
(3)将预处理玻璃纤维和聚乙烯醇溶液按固液比(8-12)g:100mL混合，在80-90℃以200-400转/分搅拌40-60分钟，采用300目滤布过滤，得到的固体在80-90℃真空干燥12-18小时，得到改性玻璃纤维。
本发明还提供了一种用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取尼龙树脂、三元乙丙橡胶、氢氧化镁、热稳定剂、焊接助剂、抗氧剂1010，放入搅拌机中，以300-500转/分搅拌3-8分钟，得到混合料；
(2)将混合料经双螺杆挤出机的主进料口通入挤出机中，将玻璃纤维经双螺杆挤出机的侧进料口通入挤出机中，利用双螺杆挤出机挤出造粒，得到用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料。
本发明用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料，具有良好的力学性能、耐热性能和焊接性能好，能满足建筑、电子电器、交通运输、生活日用品等各行业对聚酰胺材料的焊接要求，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
尼龙树脂，采用德国巴斯夫产的牌号为A3HG5的PA66。
三元乙丙橡胶，美国陶氏公司生产的型号为3722P的三元乙丙橡胶。
氢氧化镁，采用济宁华凯树脂有限公司生产的氢氧化镁，目数1250目。
N,N’-二苯基对苯二胺，采用营口天元化工研究所股份有限公司生产的N,N’-二苯基对苯二胺。
无毒钙锌热稳定剂，参照申请号为2011103445592.5中实施例5的方法制备得到。
石墨，采用青岛恒润达石墨制品有限公司生产的膨胀石墨蠕虫精磨粉，目数1500目。
炭黑，采用天津亿博瑞化工有限公司生产的型号为F900A的导电炭黑。
碳纳米管，直径10-30纳米，长度5-15μm，纯度95％，深圳市纳米港生产的多壁碳纳米管。
玻璃纤维，灵寿县华硕矿产品加工厂生产的无碱玻璃纤维，纤维直径11-13μm，玻璃纤维数均长度6-9mm。
浓硫酸，纯度98wt％，天津市迪博化工有公司生产。
浓硝酸，纯度68wt％，天津市迪博化工有公司生产。
抗氧剂1010，采用巴斯夫生产的型号为Irganox 1010。
N,N’-二环己基碳二亚胺，采用阿法埃莎(中国)化学有限公司生产的N,N’-二环己基碳二亚胺。
对氨基苯磺酸，CAS号：121-57-3，采用上海阿拉丁生化科技股份有限公司生产的对氨基苯磺酸，产品编号：S108756。本发明中质量分数为6％的对氨基苯磺酸的溶液的制备方法：将6g对氨基苯磺酸加入到94g65℃的水中，以200转/分搅拌5-10分钟，得到质量分数为6％的对氨基苯磺酸的溶液。
聚乙烯醇，采用上海汇沪实业有限公司生产的型号为PVA 1799。
低温等离子体装置，采用常州世泰等离子体技术开发有限公司的HD-1A型等离子体处理仪。
完成造粒的材料在100℃的鼓风烘箱中干燥6小时，然后将干燥好的材料在注射成型机上进行注射成型制样，注射成型模温控制在100℃。拉伸强度测试按ASTM D638标准进行，试样尺寸为180×12.7×3.2mm，拉伸速度为50mm/min；弯曲性能测试按ASTM D790标准进行，试样尺寸为128×13×3.2，弯曲速度为3mm/min，跨距为64mm；悬臂梁冲击强度按ASTMD256标准进行，试样尺寸为63.5×12.7×4.2mm，缺口尺寸为试样厚度的五分之一。
热变型温度测试按ASTM D648标准进行，试样尺寸为128×13×6.4mm。焊接拉伸强度测试按ASTM C1147-2001标准进行，试样尺寸为150×12.7×2mm，焊接距离为1.5mm。
实施例1
用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的原料(重量份)：尼龙树脂70份、增强填料25份、三元乙丙橡胶3份、氢氧化镁2份、热稳定剂1份、焊接助剂0.5份、抗氧剂10100.1份。
所述焊接助剂为石墨。
所述增强填料为玻璃纤维。
所述热稳定剂为无毒钙锌热稳定剂。
用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取尼龙树脂、三元乙丙橡胶、氢氧化镁、热稳定剂、焊接助剂、抗氧剂1010，放入搅拌机中，以400转/分搅拌6分钟，得到混合料；(2)将混合料经双螺杆挤出机的主进料口通入挤出机中，将玻璃纤维经双螺杆挤出机的侧进料口通入挤出机中，利用双螺杆挤出机挤出造粒，得到用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料，其中双螺杆挤出机的加工温度：一区温度220℃，二区温度为225℃，三区温度为255℃，四区温度为235℃，五区温度为235℃，六区温度为240℃，七区温度为245℃，八区温度为245℃，九区温度235℃，主机转速为350转/min。
实施例2
与实施例1基本相同，区别仅在于，所述焊接助剂为炭黑。
实施例3
与实施例1基本相同，区别仅在于，所述焊接助剂为碳纳米管。
实施例4
与实施例1基本相同，区别仅在于，所述焊接助剂为改性碳纳米管。
所述改性碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
(1)纯化：将碳纳米管放入坩埚内，在400℃灼烧4小时，自然冷却至室温后取出，得到纯化碳纳米管；
(2)酸化：称取0.5g纯化碳纳米管，置于500mL的三口烧瓶中，三口烧瓶中加入180mL的浓硫酸和60mL的浓硝酸，将三口烧瓶在超声功率为100W的条件下处理3小时，超声频率20KHz，再将200mL水加入到三口烧瓶中，静置20小时，弃去上清液，以转速为6000r/min离心分离20min，固体用水洗涤至洗液pH值为7，然后将洗涤后的固体在70℃、真空度为60Pa的条件下真空干燥25小时，得到酸化碳纳米管；
(3)改性：将酸化碳纳米管置于250mL的三口烧瓶中，再加入65mL的乙醇和0.1g的N,N’-二环己基碳二亚胺，将三口烧瓶在超声功率为100W的条件下处理35分钟，超声频率20KHz，再加入80mL质量分数为6％的对氨基苯磺酸的水溶液，将三口烧瓶在65℃以300转/分搅拌8小时，以转速为6000r/min离心分离20min，固体用水洗涤至洗液pH值为7，然后将洗涤后的固体在70℃、真空度为60Pa的条件下真空干燥25小时，得到改性碳纳米管。
实施例5
用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的原料(重量份)：尼龙树脂70份、增强填料25份、三元乙丙橡胶3份、氢氧化镁2份、热稳定剂1份、焊接助剂0.5份、抗氧剂10100.1份。
所述焊接助剂为改性碳纳米管。
所述增强填料为改性玻璃纤维。
所述热稳定剂为无毒钙锌热稳定剂。
所述改性碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
(1)纯化：将碳纳米管放入坩埚内，在400℃灼烧4小时，自然冷却至室温后取出，得到纯化碳纳米管；
(2)酸化：称取0.5g纯化碳纳米管，置于500mL的三口烧瓶中，三口烧瓶中加入180mL的浓硫酸和60mL的浓硝酸，将三口烧瓶在超声功率为100W的条件下处理3小时，超声频率20KHz，再将200mL水加入到三口烧瓶中，静置20小时，弃去上清液，以转速为6000r/min离心分离20min，固体用水洗涤至洗液pH值为7，然后将洗涤后的固体在70℃、真空度为60Pa的条件下真空干燥25小时，得到酸化碳纳米管；
(3)改性：将酸化碳纳米管置于250mL的三口烧瓶中，再加入65mL的乙醇和0.1g的N,N’-二环己基碳二亚胺，将三口烧瓶在超声功率为100W的条件下处理35分钟，超声频率20KHz，再加入80mL质量分数为6％的对氨基苯磺酸的水溶液，将三口烧瓶在65℃以300转/分搅拌8小时，以转速为6000r/min离心分离20min，固体用水洗涤至洗液pH值为7，然后将洗涤后的固体在70℃、真空度为60Pa的条件下真空干燥25小时，得到改性碳纳米管。
所述改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)将玻璃纤维置于工作气体为氮气，工作压强为15Pa，放电功率为100W的低温等离子体装置中处理110秒，得到预处理玻璃纤维；
(2)将聚乙烯醇和水按固液比4g：100mL混合，在85℃以300转/分搅拌30分钟，得到聚乙烯醇溶液；
(3)将预处理玻璃纤维和聚乙烯醇溶液按固液比10g:100mL混合，在85℃以300转/分搅拌50分钟，采用300目滤布过滤，得到的固体在85℃真空干燥14小时，真空度60Pa，得到改性玻璃纤维。
用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取尼龙树脂、三元乙丙橡胶、氢氧化镁、热稳定剂、焊接助剂、抗氧剂1010，放入搅拌机中，以400转/分搅拌6分钟，得到混合料；
(2)将混合料经双螺杆挤出机的主进料口通入挤出机中，将改性玻璃纤维经双螺杆挤出机的侧进料口通入挤出机中，利用双螺杆挤出机挤出造粒，得到用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料，其中双螺杆挤出机的加工温度：一区温度220℃，二区温度为225℃，三区温度为255℃，四区温度为235℃，五区温度为235℃，六区温度为240℃，七区温度为245℃，八区温度为245℃，九区温度235℃，主机转速为350转/min。
对比例1
与实施例5基本相同，区别仅在于：
所述改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：将玻璃纤维置于工作气体为氮气，工作压强为15Pa，放电功率为100W的低温等离子体装置中处理110秒，得到改性玻璃纤维。
对比例2
与实施例5基本相同，区别仅在于：
所述改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯醇和水按固液比4g：100mL混合，在85℃以300转/分搅拌30分钟，得到聚乙烯醇溶液；
(2)将玻璃纤维和聚乙烯醇溶液按固液比10g:100mL混合，在85℃以300转/分搅拌50分钟，采用300目滤布过滤，得到的固体在85℃真空干燥14小时，真空度60Pa，得到改性玻璃纤维。
实施例6
用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的原料(重量份)：尼龙树脂70份、增强填料25份、三元乙丙橡胶3份、氢氧化镁2份、热稳定剂1份、焊接助剂0.5份、抗氧剂10100.1份。
所述焊接助剂为改性碳纳米管。
所述增强填料为改性玻璃纤维。
所述热稳定剂为N,N’-二苯基对苯二胺。
所述改性碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
(1)纯化：将碳纳米管放入坩埚内，在400℃灼烧4小时，自然冷却至室温后取出，得到纯化碳纳米管；
(2)酸化：称取0.5g纯化碳纳米管，置于500mL的三口烧瓶中，三口烧瓶中加入180mL的浓硫酸和60mL的浓硝酸，将三口烧瓶在超声功率为100W的条件下处理3小时，超声频率20KHz，再将200mL水加入到三口烧瓶中，静置20小时，弃去上清液，以转速为6000r/min离心分离20min，固体用水洗涤至洗液pH值为7，然后将洗涤后的固体在70℃、真空度为60Pa的条件下真空干燥25小时，得到酸化碳纳米管；
(3)改性：将酸化碳纳米管置于250mL的三口烧瓶中，再加入65mL的乙醇和0.1g的N,N’-二环己基碳二亚胺，将三口烧瓶在超声功率为100W的条件下处理35分钟，超声频率20KHz，再加入80mL质量分数为6％的对氨基苯磺酸的水溶液，将三口烧瓶在65℃以300转/分搅拌8小时，以转速为6000r/min离心分离20min，固体用水洗涤至洗液pH值为7，然后将洗涤后的固体在70℃、真空度为60Pa的条件下真空干燥25小时，得到改性碳纳米管。
所述改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)将玻璃纤维置于工作气体为氮气，工作压强为15Pa，放电功率为100W的低温等离子体装置中处理110秒，得到预处理玻璃纤维；
(2)将聚乙烯醇和水按固液比4g：100mL混合，在85℃以300转/分搅拌30分钟，得到聚乙烯醇溶液；
(3)将预处理玻璃纤维和聚乙烯醇溶液按固液比10g:100mL混合，在85℃以300转/分搅拌50分钟，采用300目滤布过滤，得到的固体在85℃真空干燥14小时，真空度60Pa，得到改性玻璃纤维。
用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取尼龙树脂、三元乙丙橡胶、氢氧化镁、热稳定剂、焊接助剂、抗氧剂1010，放入搅拌机中，以400转/分搅拌6分钟，得到混合料；
(2)将混合料经双螺杆挤出机的主进料口通入挤出机中，将改性玻璃纤维经双螺杆挤出机的侧进料口通入挤出机中，利用双螺杆挤出机挤出造粒，得到用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料，其中双螺杆挤出机的加工温度：一区温度220℃，二区温度为225℃，三区温度为255℃，四区温度为235℃，五区温度为235℃，六区温度为240℃，七区温度为245℃，八区温度为245℃，九区温度235℃，主机转速为350转/min。
得到的用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的常规力学性能测试结果：拉伸强度186MPa，断裂伸长率4.0％，弯曲强度285MPa，缺口冲击强度，136J/m。
得到的用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的热变形温度和焊接拉伸强度测试结果：1.82MPa条件下的热变形温度244℃，焊接拉伸强度135MPa。
实施例7
用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的原料(重量份)：尼龙树脂70份、增强填料25份、三元乙丙橡胶3份、氢氧化镁2份、热稳定剂1份、焊接助剂0.5份、抗氧剂10100.1份。
所述焊接助剂为改性碳纳米管。
所述增强填料为改性玻璃纤维。
所述热稳定剂为N,N’-二苯基对苯二胺和无毒钙锌热稳定剂的混合物，所述N,N’-二苯基对苯二胺和无毒钙锌热稳定剂的质量比为1：4。
所述改性碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
(1)纯化：将碳纳米管放入坩埚内，在400℃灼烧4小时，自然冷却至室温后取出，得到纯化碳纳米管；
(2)酸化：称取0.5g纯化碳纳米管，置于500mL的三口烧瓶中，三口烧瓶中加入180mL的浓硫酸和60mL的浓硝酸，将三口烧瓶在超声功率为100W的条件下处理3小时，超声频率20KHz，再将200mL水加入到三口烧瓶中，静置20小时，弃去上清液，以转速为6000r/min离心分离20min，固体用水洗涤至洗液pH值为7，然后将洗涤后的固体在70℃、真空度为60Pa的条件下真空干燥25小时，得到酸化碳纳米管；
(3)改性：将酸化碳纳米管置于250mL的三口烧瓶中，再加入65mL的乙醇和0.1g的N,N’-二环己基碳二亚胺，将三口烧瓶在超声功率为100W的条件下处理35分钟，超声频率20KHz，再加入80mL质量分数为6％的对氨基苯磺酸的水溶液，将三口烧瓶在65℃以300转/分搅拌8小时，以转速为6000r/min离心分离20min，固体用水洗涤至洗液pH值为7，然后将洗涤后的固体在70℃、真空度为60Pa的条件下真空干燥25小时，得到改性碳纳米管。
所述改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)将玻璃纤维置于工作气体为氮气，工作压强为15Pa，放电功率为100W的低温等离子体装置中处理110秒，得到预处理玻璃纤维；
(2)将聚乙烯醇和水按固液比4g：100mL混合，在85℃以300转/分搅拌30分钟，得到聚乙烯醇溶液；
(3)将预处理玻璃纤维和聚乙烯醇溶液按固液比10g:100mL混合，在85℃以300转/分搅拌50分钟，采用300目滤布过滤，得到的固体在85℃真空干燥14小时，真空度60Pa，得到改性玻璃纤维。
用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份称取尼龙树脂、三元乙丙橡胶、氢氧化镁、热稳定剂、焊接助剂、抗氧剂1010，放入搅拌机中，以400转/分搅拌6分钟，得到混合料；
(2)将混合料经双螺杆挤出机的主进料口通入挤出机中，将改性玻璃纤维经双螺杆挤出机的侧进料口通入挤出机中，利用双螺杆挤出机挤出造粒，得到用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料，其中双螺杆挤出机的加工温度：一区温度220℃，二区温度为225℃，三区温度为255℃，四区温度为235℃，五区温度为235℃，六区温度为240℃，七区温度为245℃，八区温度为245℃，九区温度235℃，主机转速为350转/min。
得到的用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的常规力学性能测试结果：拉伸强度196MPa，断裂伸长率5.0％，弯曲强度297MPa，缺口冲击强度，145J/m。
得到的用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的热变形温度和焊接拉伸强度测试结果：1.82MPa条件下的热变形温度253℃，焊接拉伸强度142MPa。
测试例1
对实施例1-5和对比例1-2得到的用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的常规力学性能进行测试，具体结果见表1。
表1常规力学性能测试结果表
实施例1-4采用不同的焊接助剂，实施例4采用改性的碳纳米管得到的用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的力学性能最优，这一方面是因为碳纳米管具有良好的力学性能，另一方面是因为改性的碳纳米管表面吸附了有机物，使对氨基苯磺酸以化学键的方式接枝到了碳纳米管表面，对碳纳米管表面起到修饰作用，从而提高了碳纳米管在聚合物树脂中的分散性能。
实施例5采用了改性玻璃纤维，力学性能优于实施例4。实施例5中先采用低温等离子体处理玻璃纤维，再聚乙烯醇溶液进行改性，得到的用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的力学性能优于对比例1和对比例2。这是因为等离子体对玻璃纤维的处理，通过对玻璃纤维表面进行侵蚀，增大比表面积，有利于后期改性进行，从而加大了聚合物树脂体对玻璃纤维的浸润，增强了界面粘结，提高聚合物树脂体对玻璃纤维的界面作用。
测试例2
对实施例1-5和对比例1-2得到的用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的热变形温度和焊接拉伸强度进行测定。具体结果见表2。
表2热变形温度和焊接拉伸强度测试结果表
实施例1-4采用不同的焊接助剂，实施例4采用改性的碳纳米管得到的用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的热变形温度和焊接拉伸强度最优，这是因为碳纳米管具有良好的力学性能、导电性能和传热性能，从而使用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的热量分散更均匀，进而提高热变形温度和焊接拉伸强度。
Claims (1)
1.一种用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料，其特征在于，用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料包括下述重量份的原料组成：尼龙树脂70份、增强填料25份、三元乙丙橡胶3份、氢氧化镁2份、热稳定剂1份、焊接助剂0.5份、抗氧剂1010 0.1份；
所述焊接助剂为改性碳纳米管；
所述增强填料为改性玻璃纤维；
所述热稳定剂为N,N’-二苯基对苯二胺和无毒钙锌热稳定剂的混合物，所述N,N’-二苯基对苯二胺和无毒钙锌热稳定剂的质量比为1：4；
所述改性碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
（1）纯化：将碳纳米管放入坩埚内，在400℃灼烧4小时，自然冷却至室温后取出，得到纯化碳纳米管；
（2）酸化：称取0.5g纯化碳纳米管，置于500mL的三口烧瓶中，三口烧瓶中加入180mL的浓硫酸和60mL的浓硝酸，将三口烧瓶在超声功率为100W的条件下处理3小时，超声频率20KHz，再将200mL水加入到三口烧瓶中，静置20小时，弃去上清液，以转速为6000r/min离心分离20min，固体用水洗涤至洗液pH值为7，然后将洗涤后的固体在70℃、真空度为60Pa的条件下真空干燥25小时，得到酸化碳纳米管；
（3）改性：将酸化碳纳米管置于250mL的三口烧瓶中，再加入65mL的乙醇和0.1g的N,N’-二环己基碳二亚胺，将三口烧瓶在超声功率为100W的条件下处理35分钟，超声频率20KHz，再加入80mL质量分数为6%的对氨基苯磺酸的水溶液，将三口烧瓶在65℃以300转/分搅拌8小时，以转速为6000r/min离心分离20min，固体用水洗涤至洗液pH值为7，然后将洗涤后的固体在70℃、真空度为60Pa的条件下真空干燥25小时，得到改性碳纳米管；
所述改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
（1）将玻璃纤维置于工作气体为氮气，工作压强为15Pa，放电功率为100W的低温等离子体装置中处理110秒，得到预处理玻璃纤维；
（2）将聚乙烯醇和水按固液比4g：100mL混合，在85℃以300转/分搅拌30分钟，得到聚乙烯醇溶液；
（3）将预处理玻璃纤维和聚乙烯醇溶液按固液比10g:100mL混合，在85℃以300转/分搅拌50分钟，采用300目滤布过滤，得到的固体在85℃真空干燥14小时，真空度60Pa，得到改性玻璃纤维；
用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量份称取尼龙树脂、三元乙丙橡胶、氢氧化镁、热稳定剂、焊接助剂、抗氧剂1010，放入搅拌机中，以400转/分搅拌6分钟，得到混合料；
（2）将混合料经双螺杆挤出机的主进料口通入挤出机中，将改性玻璃纤维经双螺杆挤出机的侧进料口通入挤出机中，利用双螺杆挤出机挤出造粒，得到用于焊接部件的玻纤增强聚酰胺材料，其中双螺杆挤出机的加工温度：一区温度220℃，二区温度为225℃，三区温度为255℃，四区温度为235℃，五区温度为235℃，六区温度为240℃，七区温度为245℃，八区温度为245℃，九区温度235℃，主机转速为350转/min。
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