CN109021561A - 耐候玻纤增强pa66普铁轨道轨距块材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料及其制备方法。本发明提供的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料，包括以下组分及其重量百分数：PA66树脂39.0‑52.8％，PA6T树脂5.0‑10.0％，抗氧剂0.6‑1.0％，润滑剂0.3‑0.5％，无机填充剂5.0‑10.0％，增韧剂1.0‑2.0％，耐候剂0.3‑0.5％，玻璃纤维35‑37％。本发明提供的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料成本低，综合性能优异，满足轨道轨距块的高标准要求。本发明提供的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料吸水率低，耐水性好，且具有优良的尺寸稳定性，提高了制品寿命。

Description

耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料及其制备方法。

背景技术

社会的发展与铁路的诞生密不可分。中国是世界人口大国，随着经济的快速发展和对外交流的加强，国内外流动人员的日趋增加，火车已成为大众化重要的交通工具之一。方便快捷而又经济实惠的出行方式受到越来越多人的欢迎。铁路的发展日新月异，方便了人们的出行，但是这一贡献不仅仅是归功于铁路，其中许多零部件也起到了很大的作用，如：轨距块，轨距块是用来连接钢轨与轨枕的重要扣件。轨距块即实现了其可靠性和稳定性，又能够保证轨道正常运行的弹性和刚性。轨距块是铁路扣件系统的关键部件之一。具有质轻、高强度、耐腐蚀、易成型的高分子材料，愈来愈广泛地用于现代交通业。中国的高速铁路建设不仅仅给新材料企业带来了发展机会，同时也给新材料产业提出了更高的要求。

中国专利CN102952373B公开了一种改性热固性超高分子环氧树脂铁路轨道用弹条绝缘轨距块，该轨道用弹条绝缘轨距块含有12-18％重量份的改性热固性环氧树脂，4-6％重量份的超支化固化交联剂，60-86％重量份的纤维状增强材料，5.5-8.5％重量份的粉体增强材料添加剂，上述组分用量之和为100％。虽然其耐腐蚀、耐候性好，强度高，性能可达低碳素钢(如GB/T700-1988 Q235规定的Q235钢工件强度要求)，但是，其韧性低。

尼龙学名聚酰胺树脂(PA)，它的酰胺基团具有极性，分子结构中存在牢固的氢键，使得尼龙的熔点较高，具有优异的机械性能、良好的耐磨性和自润滑性，以及优良的耐腐蚀性，因此尼龙作为一种重要的工程塑料被广泛地应用于汽车、机械、电子电器、通信等领域。尼龙材料作为一种力学性能优良，且比重小的工程塑料已被大量应用于国内外铁路轨道轨距块中。但是，现有的用于普铁轨道轨距块的尼龙材料成本高，吸水性大、尺寸稳定性差，耐水性、耐候性等性能有待进一步提高，因此迫切需要对尼龙材料进行适应性改性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料及其制备方法。本发明提供的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料成本低，具有优异的机械性能，韧性好、强度高，抗冲击性好，耐候耐温，综合性能优异，满足轨道轨距块的高标准要求。另外，本发明提供的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料吸水率低，耐水性好，且具有优良的尺寸稳定性，提高了制品寿命。

本发明的技术方案是：

一种耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料，包括以下组分及其重量百分数：PA66树脂39.0-52.8％，PA6T树脂5.0-10.0％，抗氧剂0.6-1.0％，润滑剂0.3-0.5％，无机填充剂5.0-10.0％，增韧剂1.0-2.0％，耐候剂0.3-0.5％，玻璃纤维35-37％。

进一步地，所述的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料由以下组分及其重量百分数组成：PA66树脂46.1％，PA6T树脂7.0％，抗氧剂0.7％，润滑剂0.3％，无机填充剂8.0％，增韧剂1.6％，耐候剂0.3％，玻璃纤维36％。

优选地，所述抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂1098按重量比3-5:3-5组成。

更加优选地，所述抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂1098按重量比3:4组成。

优选地，所述润滑剂为硅酮或OP蜡；所述增韧剂为增韧剂POE。

进一步地，所述无机填充剂为玻璃微珠。

优选地，所述玻璃微珠的粒度为600-3000目。

更加优选地，所述玻璃微珠的粒度为1500目。

优选地，所述耐候剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑或2-(2′-羟基-3′,5′-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑。

另外，本发明还提供了耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料的制备方法，步骤如下：

S1将PA66树脂、PA6T树脂、抗氧剂、润滑剂、无机填充剂、增韧剂和耐候剂在转速为700-900r/min的条件下混合3-6min，得混合料；

S2向步骤S1所得混合料中加入玻璃纤维，在245-265℃下熔融挤出、冷却、切粒，即得。

抗氧剂1010，CAS号：6683-19-8，分子式：C₇₃H₁₀₈O₁₂，化学名为：四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，为白色结晶粉末，化学性状稳定。

抗氧剂1098，CAS号：23128-74-7，分子式：C₄₀H₆₄N₂O₄，中文别名：N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。

本发明将PA66树脂和PA6T树脂复配，使得材料具有较好的加工性能和机械强度，抗水解性强，综合性能优异，提高了制品寿命。本发明采用玻璃纤维增强PA66，降低了成本，兼顾加工性能和机械强度，且使得材料具有优异的耐候性和耐温性。本发明中加入的抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂1098按一定重量比组成，通过抗氧剂1010和抗氧剂1098的协同作用，可以使材料的尺寸整体变得更小，极大提高了所得材料的抗冲击性、韧性、耐高热性能，同时耐候性也大幅度提高；同时抗氧剂与耐候剂协同作用，使材料的耐老化、耐候性能大大增加，延长了制品的使用寿命。本发明采用一定粒度的玻璃微珠作为无机填充剂，不仅保持了原来被填充材料的各种机械性能，使制得的材料具有优异的流变加工和抗冲击性能等优点，降低制品收缩变形率，克服制品后翘曲现象，提高制品的耐温性及耐磨性，还可以降低材料的吸水性，且可以大大降低生产成本。

本发明提供的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料由PA66树脂、PA6T树脂、玻璃纤维、抗氧剂和耐候剂等制备而成，具有优异的机械性能，韧性好、强度高，抗冲击性好，耐候耐温，综合性能优异，满足轨道轨距块的高标准要求。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

(1)本发明提供的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料具有优异的机械性能，韧性好、强度高，抗冲击性好，耐候耐温，综合性优异，满足轨道轨距块的高标准要求。

(2)本发明提供的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料吸水率低，耐水性好，且具有优良的尺寸稳定性，提高了制品寿命。

(3)本发明提供的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料易于成型，生产成本低廉。

(4)氙灯老化一个月，本发明制得的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料不变色，性能保持率大于90％。

具体实施方式

以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。

本发明中，PA66树脂可购自东莞市金甲塑胶有限公司，牌号：70G30HSLR；PA6T树脂可购自苏州鑫丹霞塑化有限公司，牌号：C430N；硅酮可购自东莞市成硕塑料材料有限公司，型号：CS-001；OP蜡可购自深圳市先致化工科技有限公司，牌号：OP，品牌：licowax；增韧剂POE可购自苏州升鼎吉塑化有限公司，品名：POE，牌号：6102。

实施例1、一种耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料

所述耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料由以下组分及其重量百分数组成：PA66树脂39.0％，PA6T树脂10.0％，抗氧剂1.0％，润滑剂0.5％，无机填充剂10.0％，增韧剂2.0％，耐候剂0.5％，玻璃纤维37％；所述抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂1098按重量比3:5组成；所述润滑剂为硅酮；所述增韧剂为增韧剂POE；所述无机填充剂为粒度为600目的玻璃微珠；所述耐候剂为2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑。

制备方法：

S1将PA66树脂、PA6T树脂、抗氧剂、润滑剂、无机填充剂、增韧剂和耐候剂在转速为700r/min的条件下混合3min，得混合料；

S2向步骤S1所得混合料中加入玻璃纤维，在245℃下熔融挤出、冷却、切粒，即得。

实施例2、一种耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料

所述耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料由以下组分及其重量百分数组成：PA66树脂52.8％，PA6T树脂5.0％，抗氧剂0.6％，润滑剂0.3％，无机填充剂5.0％，增韧剂1.0％，耐候剂0.3％，玻璃纤维35％；所述抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂1098按重量比5:3组成；所述润滑剂为OP蜡；所述增韧剂为增韧剂POE；所述无机填充剂为粒度为3000目的玻璃微珠；所述耐候剂为2-(2′-羟基-3′,5′-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑。

制备方法：

S1将PA66树脂、PA6T树脂、抗氧剂、润滑剂、无机填充剂、增韧剂和耐候剂在转速为900r/min的条件下混合6min，得混合料；

S2向步骤S1所得混合料中加入玻璃纤维，在265℃下熔融挤出、冷却、切粒，即得。

实施例3、一种耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料

所述耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料由以下组分及其重量百分数组成：PA66树脂46.1％，PA6T树脂7.0％，抗氧剂0.7％，润滑剂0.3％，无机填充剂8.0％，增韧剂1.6％，耐候剂0.3％，玻璃纤维36％；所述抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂1098按重量比3:4组成；所述润滑剂为硅酮；所述增韧剂为增韧剂POE；所述无机填充剂为粒度为1500目的玻璃微珠；所述耐候剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。

制备方法：

S1将PA66树脂、PA6T树脂、抗氧剂、润滑剂、无机填充剂、增韧剂和耐候剂在转速为800r/min的条件下混合5min，得混合料；

S2向步骤S1所得混合料中加入玻璃纤维，在250℃下熔融挤出、冷却、切粒，即得。

对比例1、一种耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料

所述耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料由以下组分及其重量百分数组成：PA66树脂42.1％，PA6T树脂11％，抗氧剂0.7％，润滑剂0.3％，无机填充剂8.0％，增韧剂1.6％，耐候剂0.3％，玻璃纤维36％；所述抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂1098按重量比3:4组成；所述润滑剂为硅酮；所述增韧剂为增韧剂POE；所述无机填充剂为粒度为1500目的玻璃微珠；所述耐候剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。

所述耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料的制备方法与实施例3类似。

与实施例3的区别在于，将PA66树脂的重量百分数由46.1％修改为42.1％，将PA6T树脂的重量百分数由7.0％修改为11％。

对比例2、一种耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料

所述耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料由以下组分及其重量百分数组成：PA66树脂46.1％，PA6T树脂7.0％，抗氧剂0.7％，润滑剂0.3％，无机填充剂8.0％，增韧剂1.6％，耐候剂0.3％，玻璃纤维36％；所述抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂1098按重量比1:1组成；所述润滑剂为硅酮；所述增韧剂为增韧剂POE；所述无机填充剂为粒度为1500目的玻璃微珠；所述耐候剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。

所述耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料的制备方法与实施例3类似。

与实施例3的区别在于，所述抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂1098按重量比1:1组成。

对比例3、一种耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料

所述耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料由以下组分及其重量百分数组成：PA66树脂46.1％，PA6T树脂7.0％，抗氧剂0.7％，润滑剂0.3％，无机填充剂8.0％，增韧剂1.6％，耐候剂0.3％，玻璃纤维36％；所述抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂1098按重量比3:4组成；所述润滑剂为硅酮；所述增韧剂为增韧剂POE；所述无机填充剂为粒度为400目的玻璃微珠；所述耐候剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。

所述耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料的制备方法与实施例3类似。

与实施例3的区别在于，所述无机填充剂为粒度为400目的玻璃微珠。

对比例4、一种耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料

所述耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料由以下组分及其重量百分数组成：PA66树脂46.1％，PA6T树脂7.0％，抗氧剂0.5％，润滑剂0.3％，无机填充剂8.0％，增韧剂1.6％，耐候剂0.5％，玻璃纤维36％；所述抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂1098按重量比3:4组成；所述润滑剂为硅酮；所述增韧剂为增韧剂POE；所述无机填充剂为粒度为1500目的玻璃微珠；所述耐候剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。

所述耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料的制备方法与实施例3类似。

与实施例3的区别在于，将抗氧剂的重量百分数由0.7％修改为0.5％，将耐候剂的重量百分数由0.3％修改为0.5％。

试验例一、性能测试

1、试验材料：对实施例1-3、以及对比例1-4制备的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料进行性能测试。

2、试验方法：

参照GB/T1040对试验材料的拉伸强度进行检测，参照GB/T1042对试验材料的弯曲强度和弯曲模量进行检测，参照GB/T1043对试验材料的缺口冲击强度和无缺口冲击强度进行检测，参照GB/T1410对试验材料的电阻率进行检测。

采用氙灯人工加速老化方法测试试验材料一个月后有无变色，以及性能保持率。

3、试验结果：

试验结果如表1、表2所示。

表1：性能测试结果

由表1可以看出，本发明制得的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料具有优异的机械性能，韧性好、强度高，抗冲击性好，其中实施例3的性能最佳，为本发明的最佳实施例；与对比例1-4相比，本发明耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料的性能更为优异。

表2：氙灯老化试验结果

由表2可以看出，本发明制得的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料经氙灯人工加速老化一个月后仍不变色，且性能保持率大于90％，其中实施例3的性能保持率最好，为本发明的最佳实施例；与对比例1-4相比，本发明耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料的性能保持率更好，这说明，本发明耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料具有良好的耐候性。

Claims (10)

1.一种耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料，其特征在于，包括以下组分及其重量百分数：PA66树脂39.0-52.8％，PA6T树脂5.0-10.0％，抗氧剂0.6-1.0％，润滑剂0.3-0.5％，无机填充剂5.0-10.0％，增韧剂1.0-2.0％，耐候剂0.3-0.5％，玻璃纤维35-37％。

2.如权利要求1所述的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料，其特征在于，由以下组分及其重量百分数组成：PA66树脂46.1％，PA6T树脂7.0％，抗氧剂0.7％，润滑剂0.3％，无机填充剂8.0％，增韧剂1.6％，耐候剂0.3％，玻璃纤维36％。

3.如权利要求1或2所述的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料，其特征在于，所述抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂1098按重量比3-5:3-5组成。

4.如权利要求3所述的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料，其特征在于，所述抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂1098按重量比3:4组成。

5.如权利要求1或2所述的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料，其特征在于，所述润滑剂为硅酮或OP蜡；所述增韧剂为增韧剂POE。

6.如权利要求1或2所述的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料，其特征在于，所述无机填充剂为玻璃微珠。

7.如权利要求6所述的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料，其特征在于，所述玻璃微珠的粒度为600-3000目。

8.如权利要求7所述的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料，其特征在于，所述玻璃微珠的粒度为1500目。

9.如权利要求1或2所述的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料，其特征在于，所述耐候剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑或2-(2′-羟基-3′,5′-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑。

10.如权利要求1-9任一项所述的耐候玻纤增强PA66普铁轨道轨距块材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1将PA66树脂、PA6T树脂、抗氧剂、润滑剂、无机填充剂、增韧剂和耐候剂在转速为700-900r/min的条件下混合3-6min，得混合料；

S2向步骤S1所得混合料中加入玻璃纤维，在245-265℃下熔融挤出、冷却、切粒，即得。