CN109777096A

CN109777096A - 一种聚酰胺复合材料及其制备方法

Info

Publication number: CN109777096A
Application number: CN201910055879.2A
Authority: CN
Inventors: 蒋晓东; 赵义仁; 刘艳国
Original assignee: Jiangsu Boyun Plastic Industry Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Boyun Plastic Industry Co Ltd
Priority date: 2019-01-22
Filing date: 2019-01-22
Publication date: 2019-05-21

Abstract

本发明公开了一种聚酰胺复合材料，该材料包括以下组分及重量百分比含量：聚酰胺60‑98份，填充材料0.5‑40份；其他助剂0.5‑10份。本发明还提供了一种聚酰胺复合材料的制备方法，其按照上述组分及重量百分比含量选择原料，将聚酰胺和其他助剂通过混料机混合均匀，加入到双螺杆挤出机中进行混炼，通过侧向喂料加入填充材料，挤出料条经过水槽冷却、切粒机切粒、烘干机烘干，包装即得成品，所得成品在满足材料长期使用的前提下表现出优异的耐低温性能，在各种复杂环境中均可使用，解决了现有技术中的聚酰胺复合材料及其制成的塑料管件受环境温度影响较大，特别是低温时，温度越低韧性越差，极易脆化破裂损坏的问题。

Description

一种聚酰胺复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种树脂复合材料及其制备方法，尤其是涉及一种聚酰胺复合材料及其制备方法。

背景技术

水是生命之源，生活饮用水水质的好坏与人们的身体健康密切相关。经过多年饮水与健康知识的宣传和普及，人们已逐步了解水质对人体健康的影响，更重视饮水安全，这为净水机产品提供了很大的市场前景。

净水机一旦开启使用，其内部便会积聚水，而且积聚的水不会排出：这样在寒冷季节，净水机往往处于0℃以下环境，随着温度的降低，滤瓶以及其他塑料管件内的水逐渐结冰膨胀，膨胀到一定程度会胀破净水机的关键配件，引起漏水事故。

同时，净水机所用塑料管件一般为PP，这样的塑料受环境温度影响较大，特别是低温时，温度越低韧性越差，极易脆化破裂引起漏水事故。PP塑料通常强度、刚性较低，国内水压不稳定，这样的塑料使用起来会有胀大、破裂的风险。

综上所述，如何提高聚酰胺复合材料强度、刚性，防止由聚酰胺复合材料制成的塑料部件韧性降低，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的之一为提供一种聚酰胺复合材料，通过聚酰胺和不同填料和助剂之间的配合，克服了现有使用中存在的缺陷，具体解决了现有技术中的聚酰胺复合材料及其制成的塑料管件受环境温度影响较大，特别是低温时，温度越低韧性越差，极易脆化破裂损坏的问题。

本发明的目的之二为提供一种聚酰胺复合材料的制备方法。

为达到上述目的之一，本发明采用以下技术方案：

一种聚酰胺复合材料，该材料包括以下组分及重量百分比含量：

聚酰胺 60-98；

填充材料 0.5-40；

其他助剂 0.5-10。

根据本发明的一个实施例，其中，所述的聚酰胺为PA66，PA56，PA510，PA610，PA612中的一种。

根据本发明的一个实施例，其中，优选的，所述的聚酰胺为PA66。

根据本发明的一个实施例，其中，所述的填充材料为颗粒填料或纤维填料。

根据本发明的一个实施例，其中，所述的颗粒填料选自滑石粉、碳酸钙、云母、硅灰石、玻璃微珠中的一种。

根据本发明的一个实施例，其中，所述的纤维填料选自玻璃纤维、碳纤维、矿物纤维中的一种。

根据本发明的一个实施例，其中，优选的，所述的填充材料为玻璃纤维。

根据本发明的一个实施例，其中，所述的其他助剂包括抗氧剂、相容剂、润滑剂、增韧剂、光稳剂、色母。

根据本发明的一个实施例，其中，所述的抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1098一种或多种复配。

根据本发明的一个实施例，其中，优选的，所述的抗氧剂为抗氧剂1098。

根据本发明的一个实施例，其中，所述的相容剂为马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸的接枝物或共聚物中的一种。

根据本发明的一个实施例，其中，所述的润滑剂包括硅酮粉、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、酰胺蜡、硬脂酸盐、N,N-乙撑双硬脂酸酰胺。

根据本发明的一个实施例，其中，所述的增韧剂为POE、EPDM、乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种。

根据本发明的一个实施例，其中，所述的光稳剂为二苯甲酮、苯并三唑或受阻胺。

根据本发明的一个实施例，其中，优选的，所述的润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酸酰胺。

根据本发明的一个实施例，其中，优选的，所述的增韧剂为POE。

一种由聚酰胺复合材料制成的塑料管件。

一种由聚酰胺复合材料制成的塑料管件制成的净水机。

为达到上述目的之二，本发明采用以下技术方案：

一种聚酰胺复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)按照以下组分及重量百分比含量备料：

聚酰胺 60-98；

填充材料 0.5-40；

其他助剂 0.5-10。

(2)将聚酰胺和其他助剂通过混料机混合均匀，加入到双螺杆挤出机中进行混炼，通过侧向喂料加入填充材料，挤出料条经过水槽冷却，冷却水温度为15-20℃，通过切粒机切粒，切粒机转速400-800rpm，烘干机烘干，包装即得成品。

根据本发明的一个实施例，其中，进一步地，双螺杆挤出机转速为300-600rpm，挤出温度设定240-280℃。

有益效果：

与现有技术相比，本发明制备得到的聚酰胺复合材料及其制成的塑料管件具有更好的综合性能，克服了现有使用中存在的缺陷，具体解决了现有技术中的聚酰胺复合材料及其制成的塑料管件受环境温度影响较大，特别是低温时，温度越低韧性越差，极易脆化破裂损坏的问题。同时，在满足材料长期使用的前提下表现出优异的耐低温性能，在各种复杂环境中均可使用。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明实施例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仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例。

实施例1、2、3、4、5的用于净水机塑料管件的聚酰胺复合材料，其组分及重量百分比含量如表1所示。

表1：

实施例1、2、3、4、5的用于净水机塑料管件的聚酰胺复合材料制备过程如下：

首先将上述各组分按配比称重后加入一定量的相容剂马来酸酐，混合均匀；然后加入到双螺杆挤出机中进行混炼，挤出机转速设定400rpm，挤出温度设定为240-280℃，通过侧向喂料加入填充材料，挤出料条经过水槽冷却，冷却水温度为15-20℃，通过切粒机切粒，切粒机转速500rpm，再经均化罐均化，烘干机烘干。

对实施例1-5制备所得的材料进行性能测试，结果如表2所示。

表2：

由表2中各个数据比对可知，抗氧剂优选的，所述的抗氧剂为抗氧剂1098。

实施例6、7、8、9的用于净水机塑料管件的聚酰胺复合材料，其组分及重量百分比含量如表3所示。

表3：

实施例6、7、8、9的用于净水机塑料管件的聚酰胺复合材料制备过程如下：

对实施例6-9制备所得的材料进行性能测试，结果如表4所示。

表4：

实施例10、11、12、13的用于净水机塑料管件的聚酰胺复合材料，其组分及重量份数如表5所示。

表5：

实施例10、11、12、13的用于净水机塑料管件的聚酰胺复合材料制备过程如下：

首先将上述各组分按配比称重后加入一定量的相容剂甲基丙烯酸缩水甘油酯，混合均匀；然后加入到双螺杆挤出机中进行混炼，挤出机转速350rpm，挤出机温度设定250-280℃，通过侧向喂料加入填充材料，挤出料条经过水槽冷却，冷却水温度15-20℃，通过切粒机切粒，切粒机转速500rpm，再经均化罐均化，烘干机烘干。

对实施例10-13制备所得的材料进行性能测试，结果如表6所示。

表6：

实施例14、15、16、17的用于净水机塑料管件的聚酰胺复合材料，其组分及重量份数如表7所示。

表7：

实施例14、15、16、17的用于净水机塑料管件的聚酰胺复合材料制备过程如下：

首先将上述各组分按配比称重后加入一定量的相容剂丙烯酸的接枝物，混合均匀；然后加入到双螺杆挤出机中进行混炼，挤出机转速350rpm，挤出机温度设定250-280℃，通过侧向喂料加入填充材料，挤出料条经过水槽冷却，冷却水温度15-20℃，通过切粒机切粒，切粒机转速500rpm，再经均化罐均化，烘干机烘干。

对实施例14-17制备所得的材料进行性能测试，结果如表8所示。

表8：

对比例1：

聚丙烯塑料的配方中各成分的重量配比范围为：

对比例1聚丙烯塑料的制备过程如下：

首先将上述各组分按配比称重后混合均匀；然后加入到双螺杆挤出机中进行混炼，挤出机转速设定400rpm，挤出温度设定为240-280℃，通过侧向喂料加入填充材料，挤出料条经过水槽冷却，冷却水温度为15-20℃，通过切粒机切粒，切粒机转速500rpm，再经均化罐均化，烘干机烘干。

采用与上述实施例相同的测试方法，得到对比例1的聚酰胺复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、简支梁缺口冲击(23℃)、简支梁缺口冲击(-30℃)，见表9。

对比例2：

对比例2的聚酰胺复合材料的制备步骤如下：

(1)按照质量份数称取如下原料：

(2)将聚酰胺6、抗氧剂1098、无碱玻璃纤维、玻璃微珠、硅烷偶联剂KH-550及乙撑双硬脂酰胺于高速混合器中混合12分钟，得到混合物；其中，无碱玻璃纤维的直径为8～15微米，长径比为5～10，玻璃微珠的粒径为2微米。

(3)将混合物于双螺杆挤出机中，并设置螺杆转速为450转/分，设置双螺杆挤出机的一区温度为220℃，二区温度为225℃，三区温度为230℃，四区温度为240℃，五区温度为230℃，得到本实施例的聚酰胺复合材料。

采用与上述实施例相同的测试方法，得到对比例2的聚酰胺复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、简支梁缺口冲击(23℃)、简支梁缺口冲击(-30℃)，见表9。

对比例3：

对比例3的聚酰胺复合材料的制备步骤如下：

(1)按照质量份数称取如下原料：

(2)将聚酰胺6、聚乙烯、抗氧剂1098、马来酸酐接枝高密度聚乙烯及乙撑双硬脂酰胺于高速混合器中混合12分钟，得到混合物。

采用与上述实施例相同的测试方法，得到对比例3的聚酰胺复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、简支梁缺口冲击(23℃)、简支梁缺口冲击(-30℃)，见表9。

对比例4：

对比例4的聚酰胺复合材料的制备步骤如下：

(1)按照质量份数称取如下原料：

(2)将无碱玻璃纤维和玻璃微珠与硅烷偶联剂KH-550于转速为1800转/分钟的高速混合机中于65℃搅拌混合，得到预混物；将预混物与聚酰胺6、聚乙烯、马来酸酐接枝高密度聚乙烯、抗氧剂1076、抗氧剂168及聚烯烃类接枝共聚物于高速混合器中混合11分钟，得到混合物；其中，无碱玻璃纤维的直径为8～15微米，长径比为5～10，玻璃微珠的粒径为2微米；聚酰胺6的相对粘度为2.4；聚乙烯的数均分子量为400，密度为0.940g/cm3，聚乙烯的颗粒粒度为90目。

采用与上述实施例相同的测试方法，得到对比例4的聚酰胺复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、简支梁缺口冲击(23℃)、简支梁缺口冲击(-30℃)，见表9。

对对比例1-4制备所得的材料进行性能测试，结果如表9所示

表9：

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims

1.一种聚酰胺复合材料，其特征在于，该材料包括以下组分及重量百分比含量：

聚酰胺 60-98；

填充材料 0.5-40；

其他助剂 0.5-10。

2.根据权利要求1所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的聚酰胺为PA66，PA56，PA510，PA610，PA612中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的填充材料为颗粒填料或纤维填料。

4.根据权利要求3所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的颗粒填料选自滑石粉、碳酸钙、云母、硅灰石、玻璃微珠中的一种。

5.根据权利要求3所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的纤维填料选自玻璃纤维、碳纤维或矿物纤维中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的其他助剂包括抗氧剂、相容剂、润滑剂、增韧剂、光稳剂和色母。

7.根据权利要求6所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1098一种或多种复配。

8.根据权利要求6所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸的接枝物或共聚物中的一种。

9.根据权利要求6所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的润滑剂包括硅酮粉、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、酰胺蜡、硬脂酸盐、N,N-乙撑双硬脂酸酰胺。

10.根据权利要求6所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的增韧剂为POE、EPDM、乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物中中的一种。

11.根据权利要求6所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的光稳剂为二苯甲酮、苯并三唑或受阻胺。

12.根据权利要求1-11任一所述的一种聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)按照以下组分及重量百分比含量备料：

聚酰胺 60-98；

填充材料 0.5-40；

其他助剂 0.5-10。

13.根据权利要求12所述的一种聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，进一步地，双螺杆挤出机转速为300-600rpm，挤出温度设定240-280℃。

14.一种由权利要求1-11任一所述的聚酰胺复合材料制成的塑料管件。

15.一种由权利要求14所述的聚酰胺复合材料制成的塑料管件制成的净水机。