CN109722021A - 一种钢琴黑、耐划伤尼龙材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢琴黑、耐划伤尼龙材料及其制备方法,材料由如下重量百分比的组分组成:尼龙95~100%;玻纤:0~50%,耐划痕助剂:0~2%,苯胺黑色母:0~3%,抗氧剂0~0.5%。本发明的有益效果为:随着消费者对产品视觉效果的要求逐渐增加,对于汽车、家电等一些具有钢琴黑效果的外观件逐渐受到人们的青睐,但是高亮黑的外观件容易被划伤,如何获得耐划伤并且具有高亮黑效果的材料具有重要的意义。本发明采用苯胺黑与炭黑复配的方式,利用苯胺黑良好的染色效果和炭黑的黑毒获得高亮黑的尼龙材料,并且引入一种表面经过特殊处理的有机粘土,可以显著增加尼龙材料的耐划伤性能,并且该成分与尼龙相容性较好,不易析出,通过本发明制得的高亮黑、低摩擦系数尼龙材料满足了其作为外观件的要求,对于在汽车、家电等领域的应用具有非常重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及到一种钢琴黑、耐划伤尼龙材料的制备,通过配方设计赋予尼龙材料在获得钢琴黑效果的同时,有足够耐划伤性能,实现了其作为外观件的抗划伤的要求。
背景技术
随着汽车工业迅速发展,近年来汽车的产量、销量不断增长,同时市场竞争也将更趋激烈,汽车材料相关的技术创新会不断加快。PA作为一种工程塑料,具有耐热、耐油、机械性能高、耐化学好等特点,尼龙是目前应用最多的工程塑料,在所有的尼龙材料中PA6和PA66用量占总量的90%以上,在汽车上的应用比例也是如此,用于汽车的尼龙材料大多需要经过改性,其中传统的材料改性方面增韧改性、填充改性、增强改性占的比重最多,但是随着汽车工业的要求不断提高,最近几年的改性趋势在流动性、耐热性、无卤阻燃、高亮黑等方面不断需求新的突破。1.高流动性,高流动性尼龙在提高生产效率和降低加工成本的同时,可以提高汽车部件的外观质量。提高性能,降低成本是材料改进的方向;2.高耐热尼龙,尼龙作为工程塑料,其高耐热是尼龙的主要的特点之一,尼龙通常用于一些使用温度较高的环境中,高耐热是衡量尼龙材料是否满足这些使用环境的重要指标之一;3.无卤阻燃尼龙,随着新能源汽车的兴起,电池周边对尼龙材料的需求逐渐增多,无卤阻燃尼龙材料在新能源汽车的需求会逐渐增多;4.其它PA纳米复合材料、高亮黑尼龙材料也是各汽车材料改性厂家逐渐青睐。
外饰件对外观要求比较高,针对尼龙材料作为一种外饰件,在追求良好的美学效果的同时,表面耐划伤性能也是关注的重点,如何获得钢琴黑效果的尼龙材料表面又具有耐划伤性能对尼龙材料作为外观件应用具有非常重要的意义。
发明内容
本发明提供了一种钢琴黑、低摩擦系数尼龙材料的制备方法,通过特殊的是,色母组合实现了其钢琴黑的美学效果,通过引入一种表面经过特殊处理的有机粘土实现其良好的耐划伤性能,满足了外观件对于材料美学效果和耐划伤性能的要求。
本发明为解决所提出的技术问题,采用的技术方案为:
一种钢琴黑、耐划伤尼龙材料,其包括以下按重量百分比计的原料:
所述尼龙可以是PA66、PA6、PA66和PA6的共聚物、PA610、PA612、PPA等的一种。
所述的玻纤是直径是10μm,长度3mm表面经过硅烷偶联剂处理的短切玻璃纤维。
所述的抗划伤助剂是一种经过特殊表面处理的有机粘土。
所述的色母是一种PA6载体的耐高温苯胺黑色母,苯胺黑含量40%。。
所述的复合材料中还可包括抗氧剂等功能性助剂。
本发明提供一种钢琴黑、耐划伤尼龙材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按配方比例称取干澡后的各原料;通过高速搅拌机混合均匀,备用;
(2)将上述混合原料通过双螺杆挤出机的主喂料口加入,玻纤通过侧喂料加入,经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到所述的一种钢琴黑、低摩擦系数尼龙材料。
与现有技术相比,本发明的优势在于:本发明通过色母复配,利用苯胺黑色母良好的染色效果和高色素炭黑的黑度实现了尼龙材料钢琴黑的美学效果,并且通过引入一种表面经过特殊处理了有机粘土,赋予尼龙材料良好的耐划伤性能,解决了目前市场身上钢琴黑易刮伤的缺点,并且该成份与尼龙材料的相容性好,不析出,不会影响力学性能,该发明对于实现尼龙材料作为对外观要求较高的零部件具有重要意义。
具体实施方式
为了使本方法要解决的技术问题、技术方案及有益效果表述的更加清楚,下面将结合具体的实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明的具体实施例选用下列物料:
尼龙:PA66-EPR27D,平顶山神马工程塑料有限责任公司;
尼龙:PA6-YH800,岳阳石化;
抗氧剂;受阻酚类抗氧剂1098,市售;
抗氧剂:亚磷酸酯类抗氧剂:168,德国布吕格曼公司;
钛白粉:R-2219无锡豪普钛业有限公司;
炭黑色母粒:PA6-2015,市售;
苯胺黑色母粒,N54/1033,英国高莱公司
耐划伤助剂:Solid-TT,TER公司
产品性能测试方法:
密度:按ISO 1183方法,样条尺寸:10*10*4mm。
拉伸性能:按ISO527-2方法,样条尺寸:170*10*4mm,试验速度5mm/min。
弯曲性能:按ISO178-1方法,样条尺寸:80*10*4mm,试验速度2mm/min。
缺口冲击性能:按ISO 180方法,样条尺寸:80*10*4mm。
光泽度:按VW50190方法,设备:BYK,样条要求:高光板;
L值:按VW50190方法,设备:美能达3600a SCI,高光板
耐划痕实验:测试标准:ISO 4586-2。
实施例1:
称取PA66-FYR27D 9.65kg,于100℃下烘干4h,备用。
称取抗氧剂1098 25g;抗氧剂168 25g;苯胺黑色母粒:100g,炭黑色母粒:100g;耐划痕助剂100g,在高速搅拌机中混合均匀,得到助剂混合物;
将干燥后的尼龙树脂与助剂混合物通过高速搅拌机混合均匀,然后通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比为L/D=44)中,双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为230℃、240℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃,双螺杆挤出机转速为450r/min,挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥剂干燥后切粒得到产品。
将上述材料在鼓风干燥箱中于110℃干燥4h后在275℃的温度下注塑成标准色板样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50%RH),放置24h进行状态调节后进行测试力学性能、耐划伤数据、光泽及颜色数据,以上测试结果见表1。
实施例2:
称取PA6-YH800 9.65kg,于100℃下烘干4h,备用。
称取抗氧剂1098 25g;抗氧剂168 25g;炭黑色母粒:100g;苯胺黑色母粒:100g;耐划痕助剂100g,在高速搅拌机中混合均匀,得到助剂混合物;
将干燥后的尼龙树脂与助剂混合物通过高速搅拌机混合均匀,然后通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比为L/D=44)中,双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为1800℃、210℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃,双螺杆挤出机转速为450r/min,挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥剂干燥后切粒得到产品。
将上述材料在鼓风干燥箱中于110℃干燥4h后在255℃的温度下注塑成标准色板样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50%RH),放置24h进行状态调节后进行测试力学性能、耐划伤数据、光泽及颜色数据,以上测试结果见表1。
实施例3:
称取PA66-FYR27D 6.65kg,于100℃下烘干4h,备用。
称取玻纤3kg,备用。
称取抗氧剂1098 25g;抗氧剂168 25g;苯胺黑色母粒:100g,炭黑色母粒:100g;耐划痕助剂100g,在高速搅拌机中混合均匀,得到助剂混合物;
将干燥后的尼龙树脂与助剂混合物通过高速搅拌机混合均匀,然后通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比为L/D=44)中,双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为230℃、240℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃,双螺杆挤出机转速为450r/min,挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥剂干燥后切粒得到产品。
将上述材料在鼓风干燥箱中于110℃干燥4h后在275℃的温度下注塑成标准色板样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50%RH),放置24h进行状态调节后进行测试力学性能、耐划伤数据、光泽及颜色数据,以上测试结果见表1。
实施例4:
称取PA6-YH800 6.65kg,于100℃下烘干4h,备用。
称取玻纤3kg,备用。
称取抗氧剂1098 25g;抗氧剂168 25g;炭黑色母粒:100g;苯胺黑色母粒:100g;耐划痕助剂100g,在高速搅拌机中混合均匀,得到助剂混合物;
将干燥后的尼龙树脂与助剂混合物通过高速搅拌机混合均匀,然后通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比为L/D=44)中,双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为1800℃、210℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃,双螺杆挤出机转速为450r/min,挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥剂干燥后切粒得到产品。
将上述材料在鼓风干燥箱中于110℃干燥4h后在255℃的温度下注塑成标准色板样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50%RH),放置24h进行状态调节后进行测试力学性能、耐划伤数据、光泽及颜色数据,以上测试结果见表1。
实施例5:
称取PA66-FYR27D 9.75kg,于100℃下烘干4h,备用。
称取抗氧剂1098 25g;抗氧剂168 25g;炭黑色母粒:100g;耐划痕助剂100g,在高速搅拌机中混合均匀,得到助剂混合物;
将干燥后的尼龙树脂与助剂混合物通过高速搅拌机混合均匀,然后通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比为L/D=44)中,双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为230℃、240℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃,双螺杆挤出机转速为450r/min,挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥剂干燥后切粒得到产品。
将上述材料在鼓风干燥箱中于110℃干燥4h后在275℃的温度下注塑成标准色板样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50%RH),放置24h进行状态调节后进行测试力学性能、耐划伤数据、光泽及颜色数据,以上测试结果见表1。
实施例6:
称取PA6-YH800 9.75kg,于100℃下烘干4h,备用。
称取抗氧剂1098 25g;抗氧剂168 25g;炭黑色母粒:100g;耐划痕助剂100g,在高速搅拌机中混合均匀,得到助剂混合物;
将干燥后的尼龙树脂与助剂混合物通过高速搅拌机混合均匀,然后通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比为L/D=44)中,双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为1800℃、210℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃,双螺杆挤出机转速为450r/min,挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥剂干燥后切粒得到产品。
将上述材料在鼓风干燥箱中于110℃干燥4h后在255℃的温度下注塑成标准色板样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50%RH),放置24h进行状态调节后进行测试力学性能、耐划伤数据、光泽及颜色数据,以上测试结果见表1。
比较例1:
称取PA66-FYR27D 9.75kg,于100℃下烘干4h,备用。
称取抗氧剂1098 25g;抗氧剂168 25g;炭黑色母粒:200g;耐划痕助剂100g,在高速搅拌机中混合均匀,得到助剂混合物;
将干燥后的尼龙树脂与助剂混合物通过高速搅拌机混合均匀,然后通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比为L/D=44)中,双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为230℃、240℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃,双螺杆挤出机转速为450r/min,挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥剂干燥后切粒得到产品。
将上述材料在鼓风干燥箱中于110℃干燥4h后在275℃的温度下注塑成标准色板样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50%RH),放置24h进行状态调节后进行测试力学性能、耐划伤数据、光泽及颜色数据,以上测试结果见表1。
比较例2:
称取PA6-YH800 9.75kg,于100℃下烘干4h,备用。
称取抗氧剂1098 25g;抗氧剂168 25g;炭黑色母粒:200g;耐划痕助剂100g,在高速搅拌机中混合均匀,得到助剂混合物;
将干燥后的尼龙树脂与助剂混合物通过高速搅拌机混合均匀,然后通过主喂料口加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比为L/D=44)中,双螺杆挤出机各段控制温度(从加料口到至机头出口)为1800℃、210℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃,双螺杆挤出机转速为450r/min,挤出的料条经过水槽冷却、鼓风干燥剂干燥后切粒得到产品。
将上述材料在鼓风干燥箱中于110℃干燥4h后在255℃的温度下注塑成标准色板样条。将注塑好的力学性能样条在实验室标准环境中(23℃、50%RH),放置24h进行状态调节后进行测试力学性能、耐划伤数据、光泽及颜色数据,以上测试结果见表1。
表1:性能测试结果。
通过实施例1和对比例1、实施例2和比较例2对比可以发现,加入苯胺黑可以显著降低L值得到钢琴黑的效果,加入耐划伤助剂对于耐划伤性能的提升效果显著,通过实施例3和实施例4可以发现,该发明不仅可以使纯尼龙材料获得较好的钢琴黑的美学效果,对于玻纤增强材料的效果同样显著,这是由于苯胺黑作为一种染色效果极佳的有机黑色母不仅可以对尼龙进行染色,对玻纤也可以进行染色,赋予玻纤增强尼龙材料良好的钢琴黑的效果,耐划伤助剂区别于传统的硅酮类的耐刮擦助剂,作为一种表面经过特殊处理的有机粘土,不仅可以赋予尼龙材料良好的耐划伤性能,同时与尼龙材料相容性极佳,不易析出,不会影响力学性能,该发明不仅赋予尼龙材料良好的美学效果,同时又避免了外观易划伤的风险,对于推广尼龙材料作为外观的应用具有重要意义。
Claims (8)
1.一一种钢琴黑、耐划伤尼龙材料,其特征在于:包括以下按重量百分比计的原料:
2.根据权利要求1所述的一种钢琴黑、耐划伤尼龙材料,其特征在于:所述尼龙材料包括:所述尼龙可以是PA66、PA6、PA66和PA6的共聚物、PA610、PA612、PPA等的一种。
3.根据权利要求1所述的一种钢琴黑、耐划伤尼龙材料,其特征在于:所述的玻纤是直径是10μm,长度3mm表面经过硅烷偶联剂处理的短切玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的一种钢琴黑、耐划伤尼龙材料,其特征在于:所述的抗氧剂受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂1:1的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种钢琴黑、耐划伤尼龙材料,其特征在于:所述的抗划伤助剂是一种经过特殊表面处理的有机粘土。
6.根据权利要求1所述的一种钢琴黑、耐划伤尼龙材料,其特征在于:所述的色母是一种PA6载体的耐高温苯胺黑色母,苯胺黑含量40%。
7.根据权利要求1所述的一种钢琴黑、耐划伤尼龙材料,其特征在于:所述的炭黑色母粒是一种PA6为载体的炭黑含量30%的色母粒。
8.权利要求1-7任意之一所述钢琴黑、耐划伤尼龙材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)按配方比例称取干澡后的各原料;通过高速搅拌机混合均匀,备用;
(2)将上述混合原料通过双螺杆挤出机的主喂料口加入,玻纤通过侧喂料加入,经过熔融挤出、造粒、干燥处理等工序后得到所述的一种钢琴黑、低摩擦系数尼龙材料。
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