CN109467920A - 汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物及其制备方法 - Google Patents

汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物及其制备方法，其中，汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，包括以下重量份的各组分：高粘度聚酰胺6 25‑83份，冲击改性剂5‑20份，短切玻璃纤维10‑40份，扩链剂1‑10份，其他助剂1‑5份；所述高粘度聚酰胺6在25℃，98wt％浓硫酸中的相对粘度为3.4‑4.0。本发明所述的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，具有高熔体强度、高机械性能、优异的耐老化性以及良好的三维吹塑成型性能。

Description

汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料及其成型加工领域，尤其是涉及一种用于汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物及其制备方法。
背景技术
聚酰胺材料以优异的机械强度、耐化学品性、耐高温性能，成为最适合应用于发动机周边的工程塑料。随着汽车轻量化快速发展，汽车发动机周边更多金属件由聚酰胺材料代替，如中冷器进气管、空滤出气管等传统金属管材更换为聚酰胺材料。类似管材加工成型有几种工艺：注塑成型再焊接成管材；二维吹塑成型，复杂结构管材需要搭配管接头等附件；三维一体吹塑成型。
新兴发展的三维吹塑工艺较传统工艺相比具有优势：制成的零件无焊接缝或分型线，强度更高；制件无飞边，低材料回收量及减少后续工序；制件壁厚更均匀；可吹塑形状复杂零件，一体化成型减少零件数量，降低成本。
针对优势更多的三维吹塑工艺，对聚酰胺材料或其组合物熔体强度要求更高，否则容易导致吹塑管体壁厚不均匀或达不到壁厚要求。此类制件同时要求耐高温性能，160℃长期使用，对于传统耐冲击改性尼龙材料难度较大。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，以克服现有技术的缺陷，具有高熔体强度、高机械性能、优异的耐老化性以及良好的三维吹塑成型性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，包括以下重量份的各组分：高粘度聚酰胺6 25-83份，冲击改性剂5-20份，短切玻璃纤维10-40份，扩链剂1-10份，其他助剂1-5份；所述高粘度聚酰胺6在25℃，98wt％浓硫酸中的相对粘度为3.4-4.0。
优选的，所述的冲击改性剂为马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝乙烯-辛稀共聚物、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛稀共聚物、氯化聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯及有机硅聚合物中的一种或两种以上的混合物。
优选的，所述的短切玻璃纤维为直径11um-17um的无碱短切玻璃纤维。
优选的，所述的扩链剂为含有环氧官能团、噁唑啉基官能团、碳酸酯官能团中一种或两种以上的化合物。
优选的，其他助剂包括抗氧剂、润滑剂、成核剂、光稳定剂以及着色剂中的两种或两种以上。
优选的，其他助剂包括主剂和助剂；助剂为抗氧剂和润滑剂，助剂包括成核剂、光稳定剂以及着色剂中的一种或两种以上。
优选的，所述抗氧剂选自铜盐、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类和环芳烃类的一种或两种以上；所述润滑剂选自蒙旦酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类的一种或两种以上；所述成核剂为滑石粉和/或苯甲酸锂类；所述光稳定剂为受阻胺类和/或苯并三唑类；优选的，抗氧剂为铜盐组合物抗氧剂；润滑剂为蒙旦酯类润滑剂或酰胺类润滑剂。
本发明的另一目的在于提出一种制备如上所述的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物的方法，以制备上述汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物的制备方法，将高粘度聚酰胺6、冲击改性剂、扩链剂、其他助剂由失重式计量秤从主喂料口加入同向双螺杆挤出机中，进行熔融共混之后，再将短切玻璃纤维由失重式计量秤经侧喂料口加入螺杆挤出机中，不同组分经螺杆剪切熔融共混后挤出造粒，得到所述汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物。
优选的，加工条件为温度230-250℃，螺杆转速400-600r/min。
相对于现有技术，本发明所述的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物具有以下优势：
本发明所述的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，制备简单，复配超高粘PA6树脂，冲击改性剂及扩链剂，制备得到熔体强度适中且稳定的材料，吹塑过程熔体不易断裂，且吹塑制品厚度均匀，外观良好。简而言之，扩链剂增加树脂粘度，降低对原材料粘度的依赖性；冲击改性剂增强复合材料的熔体强度及均匀性；微量加工助剂同时可以保证吹塑制件外观光滑且黑亮。
本发明所述的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，适用于三维吹塑成型汽车用中冷进气管、空滤出气管等产品，此类三维吹塑产品较传统吹塑产品有以下优势：制成的零件无分型线，强度更高；无飞边，减少后续工序；提高中空吹塑部件的壁厚均匀性；可吹塑形状复杂零件，一体化减少零件数量，降低成本。本发明制备的增强聚酰胺6组合物具有高强度、抗冲击、耐疲劳、耐腐蚀、耐压力脉冲及耐老化特性，特别适合三维吹塑。
所述汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物的制备方法与上述汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
制备方法：将高粘度聚酰胺6、冲击改性剂、扩链剂、其他助剂由失重式计量秤从主喂料口加入同向双螺杆挤出机中，进行熔融共混之后，再将短切玻璃纤维由失重式计量秤经侧喂料口加入螺杆挤出机中，不同组分经螺杆剪切熔融共混后挤出造粒，得到所述汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物。其中，加工条件为温度230-250℃，螺杆转速400-600r/min。
按照上述制备方法分别制备实施例1-4及对比例1-4的吹塑用聚酰胺6组合物，实施例1-4和对比例1-4的配方组如下：
实施例1
一种汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，包括以下含量的各组分：
其中，粘度为4.0的聚酰胺6为BASF集团的B 40LN 01；马来酸酐接枝三元乙丙橡胶为陶氏的4785HM；短切纤维为巨石集团的560A；环氧聚合型扩链剂为BASF集团的4385；铜盐组合抗氧剂为布吕格曼的TP-P-H8017；蒙旦酯类润滑剂为科莱恩的LICOWAX E；滑石粉为IMIFABI的HTPUltra5L。
本实施例的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物的性能测试结果见表1。
实施例2
一种汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，包括以下含量的各组分：
其中，粘度为4.0的聚酰胺6为BASF集团的B 40LN 01；马来酸酐接枝三元乙丙橡胶为陶氏的4785HM；短切纤维为巨石集团的560A；噁唑啉基扩链剂为日本触媒的RPS 1005；铜盐组合抗氧剂为布吕格曼的TP-P-H8017；酰胺类润滑剂为Struktol的TR016；苯甲酸锂类成核剂为广州呈和的NAA-325。
本实施例的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物的性能测试结果见表1。
实施例3
一种汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，包括以下含量的各组分：
其中，粘度为4.0的聚酰胺6为BASF集团的B 40LN 01；马来酸酐接枝POE为三井化学的DF110；短切纤维为巨石集团的560A；环氧官能团扩链剂为TDE 85(也即4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯)；铜盐组合抗氧剂为布吕格曼的TP-P-H8017；蒙旦酯类润滑剂为科莱恩的LICOWAX E；苯甲酸锂类成核剂为广州呈和的NAA-325；受阻胺光稳定剂为氰特的UV-3808PP5。
本实施例的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物的性能测试结果见表1。
实施例4
一种汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，包括以下含量的各组分：
其中，粘度为3.4的聚酰胺6采用新会美达的M3400；有机硅增韧剂采用佛山瑞山的MR-01；短切纤维为巨石集团的560A；环氧官能团扩链剂为TDE85(也即4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯)；铜盐组合抗氧剂为布吕格曼的TP-P-H8017；蒙旦酯类润滑剂为科莱恩的LICOWAX E；苯甲酸锂类成核剂为广州呈和的NAA-325。
本实施例的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物的性能测试结果见表1。
对比例1
配方与实施例1相当，但无添加扩链剂。测试得到的物理性能参数如表1所示。
对比例2
配方与实施例2相当，但无添加扩链剂。测试得到的物理性能参数如表1所示。
对比例3
配方与实施例3相当，但无添加马来酸酐接枝POE。测试得到的物理性能参数如表1所示。
对比例4
配方与实施例4相当，但无添加有机硅增韧剂。测试得到的物理性能参数如表1所示。
表1实施例1～4及对比例1～4吹塑用聚酰胺6组合物的性能测试结果
上述拉伸强度按照标准ISO 527进行测试；弯曲模量按照ISO 178进行测试；缺口冲击强度按照标准ISO 179进行测试；热氧老化外观是按照ISO188标准，150℃环境中老化1000H后目视观察；三维吹塑成型外观以目视为准。
上述实施案例为本发明的典型案例，可以满足不同结构的吹塑管材使用，且三维吹塑管壁厚度均匀，外观较光滑。
从表1可以看出，实施例1-4相对于其所对应的对比例，缺口冲击强度和三维吹塑成型外观，均具有明显的提高和改善。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，其特征在于：包括以下重量份的各组分：高粘度聚酰胺6 25-83份，冲击改性剂5-20份，短切玻璃纤维10-40份，扩链剂1-10份，其他助剂1-5份；所述高粘度聚酰胺6在25℃，98wt％浓硫酸中的相对粘度为3.4-4.0。
2.根据权利要求1所述的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，其特征在于：所述的冲击改性剂为马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝乙烯-辛稀共聚物、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛稀共聚物、氯化聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯及有机硅聚合物中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，其特征在于：所述的短切玻璃纤维为直径11um-17um的无碱短切玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，其特征在于：所述的扩链剂为含有环氧官能团、噁唑啉基官能团、碳酸酯官能团中一种或两种以上的化合物。
5.根据权利要求1所述的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，其特征在于：其他助剂包括抗氧剂、润滑剂、成核剂、光稳定剂以及着色剂中的两种或两种以上。
6.根据权利要求1所述的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，其特征在于：其他助剂包括主剂和助剂；助剂为抗氧剂和润滑剂，助剂包括成核剂、光稳定剂以及着色剂中的一种或两种以上。
7.根据权利要求6所述的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，其特征在于：所述抗氧剂选自铜盐、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类和环芳烃类的一种或两种以上；所述润滑剂选自蒙旦酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类的一种或两种以上；所述成核剂为滑石粉和/或苯甲酸锂类；所述光稳定剂为受阻胺类和/或苯并三唑类。
8.根据权利要求7所述的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物，其特征在于：抗氧剂为铜盐组合物抗氧剂；润滑剂为蒙旦酯类润滑剂或酰胺类润滑剂。
9.一种制备如权利要求1至8任意一项所述的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物的方法，其特征在于：将高粘度聚酰胺6、冲击改性剂、扩链剂、其他助剂由失重式计量秤从主喂料口加入同向双螺杆挤出机中，进行熔融共混之后，再将短切玻璃纤维由失重式计量秤经侧喂料口加入螺杆挤出机中，不同组分经螺杆剪切熔融共混后挤出造粒，得到所述汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物。
10.根据权利要求9所述的汽车管路三维吹塑玻纤增强聚酰胺6组合物的制备方法，其特征在于：加工条件为温度230-250℃，螺杆转速400-600r/min。
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