CN110144117A - 一种聚酰胺复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种聚酰胺复合材料及其制备工艺。所述聚酰胺复合材料包括以下重量份的组分：高粘聚酰胺78.4～13％；低粘聚酰胺10～20％；热稳定剂0.2～2％；相容剂1～6％；玻璃纤维10～35％；滑石粉0～10％；晶须0～10％；无机色粉0.2～2％；其他助剂0.2～2％。本发明采用高粘聚酰胺与低粘度聚酰胺复配，加入合适的玻璃纤维、滑石粉、晶须、相容剂、助剂和无机色粉，使制备得到的聚酰胺复合材料能够耐高低温，保持了良好的机械性能，同时得到较好的表面外观，并改善材料的刚性和韧性，使材料可以长期保持材料的力学性能，降低材料颜色的改变，更有利于广泛地应用。

Description

一种聚酰胺复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料领域，尤其涉及一种聚酰胺复合材料及其制备方法。

背景技术

聚酰胺俗称聚酰胺(Nylon)，英文名称Polyamide(简称PA)，密度1.15g/cm³，是分子主链上含有重复酰胺基团-[NHCO]-的热塑性树脂总称，包括脂肪族PA，脂肪—芳香族PA和芳香族PA。其中脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛。根据二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子数的不同，可制得多种不同的聚酰胺，聚酰胺品种多达几十种，其中以聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的应用最广泛。

聚酰胺6材料是工程塑料中应用最普遍的材料，具有良好的力学性能与耐化学品性能，广泛应用于汽车、建筑、航空航天、电子电器、运动器材和家电等行业。聚酰胺6树脂经玻璃纤维增强改性后，能显著提高其强度、刚性和韧性，可以应用于办公家具、汽车内外饰件、电动工具、以及其他运动器材等。由于外观使用的要求，这些制品需要具有光滑的表面。然而，玻璃纤维增强聚酰胺PA6复合材料注塑出来的制品表面不光滑，浮纤严重，不能在一些外观要求高的部件上使用，特别是在使用过程中聚酰胺产品易发生色变，性能不稳定，不能广泛地应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚酰胺复合材料，旨在解决聚酰胺玻璃纤维增强复合材料在使用过程中制品表面不光滑，浮纤严重，长期高温条件下机械性能不稳定，外观容易变色的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种聚酰胺复合材料，包括如下重量份的组分：

以及，一种聚酰胺复合材料的制备方法，包括如下步骤：

按上述的一种耐高低温、性能稳定聚酰胺的复合材料分别称取各组分；

将称取的所述高粘聚酰胺、低粘聚酰胺、热稳定剂、助剂、相容剂、滑石粉、晶须和无机色粉混匀共同投入混料机主喂料口得到第一混合物，经过双螺杆挤出机中进行熔融混合及分散；

将称取的所述玻璃纤维投入混料机侧喂料口进行混合得到第二混合物，所述混合速度为300转/分钟，所述混合时间为5分钟；

将所述第二混合物牵引出料，经冷却、风干、切粒、混匀得到耐高低温、性能稳定的聚酰胺复合材料。

与现有技术相比，上述耐高低温、性能稳定的聚酰胺复合材料选择了高粘度聚酰胺与低粘度聚酰胺的复配使用，高粘度聚酰胺分子量较大，保证了材料具有较高的力学性能，如拉伸、弯曲、冲击等性能；低粘度聚酰胺的分子量较小，且分子量分布较窄，可以提高复合材料的流动性，从而达到表面高光泽的效果，两者的复配，使制备得到的聚酰胺复合材料保持了良好的机械性能，同时得到较好的表面外观。在此基础上，添加相容剂，对玻璃纤维表面进行包覆，进而增强聚酰胺在玻璃纤维表面的包覆效果，提高玻璃纤维和聚酰胺的结合能力。加入适量的热稳定剂和其他助剂，能够更好地抑制高温高湿环境中聚酰胺材料的降解。成型过程中玻璃纤维向表面迁移的机会较少，从而保证复合材料的稳定性及表面光滑性。此外，结合无机色粉进行使用，使材料可以在长期高温条件下保持材料的力学性能，降低材料颜色的改变，更有利于材料广泛地应用。

上述用于聚酰胺复合材料的制备方法只需要将各组分按照配比进行混料处理即可，该制备方法能够使各组分分散均匀，在实现本发明耐高低温、性能稳定的聚酰胺复合材料上述有益效果的同时，赋予其优异的稳定性能。此外，此制备方法工艺简单，条件可控，设备要求低，可用于工业化生产。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和技术效果更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。结合本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实例提供一种聚酰胺复合材料，包括如下重量份的组分：

具体的，所述聚酰胺为该材料的基体材料，聚酰胺是一种大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称，其一般由内酸胺进行开环聚合制备得到，也可由二元胺和二元酸缩聚得到，主链含有极性酰胺基团(-CO-NH-)的聚酰胺韧性好，性质稳定，应用领域广泛。聚酰胺的种类繁多，根据其所使用的领域不同，而选择不同类型的聚酰胺。本发明优选的，所述高粘聚酰胺为高粘聚酰胺-6，所述低粘聚酰胺为低粘聚酰胺-6。聚酰胺-6熔点较低而且工艺温度范围很宽，抗冲击性和抗溶解性较好，因此，选择聚酰胺-6为主体材料得到的聚酰胺复合材料具有优异的力学性能。优选的，所述高粘聚酰胺的粘度范围为2.6～3.4，同时，所述低粘聚酰胺的粘度范围为1.8～2.4。同时，当高粘聚酰胺粘度选择为2.8时，低粘聚酰胺的粘度的选择为为2.0-2.4，选择粘度范围为2.6～3.4的高粘聚酰胺作为主体材料，高粘度聚酰胺分子量较大，可以保证材料良好的稳定性。具体的，所述高粘聚酰胺的添加量为13.0％～78.4％，若高粘聚酰胺的添加量太少，则制备得到的材料稳定性较差，若高粘聚酰胺的添加量太多，则制备得到的材料成型度不好。制备该复合材料过程中，还加入粘度范围为1.8～2.4的低粘聚酰胺。低粘度的聚酰胺分子量较小，而且分子量分布较窄，因此与高粘度聚酰胺复配时，可以调节复合材料的流动性，避免仅使用高粘度聚酰胺导致粘度过高，加工性能差的问题。具体的，所述低粘聚酰胺的添加量为10.0％～20.0％，若低粘聚酰胺的添加过少，则达不到与高粘度聚酰胺复配的效果，材料的机械性能较差，且表面光泽效果不好；若添加量过多，则会影响复合材料的稳定性，使复合材料的性能受到影响，效果不好。优选的，所述低粘聚酰胺的热水可萃取物含量在0.6％以下。选择热水可萃取物含量较低的低粘聚酰胺，保证低粘聚酰胺树脂中的有机小分子杂质较少，保证复合材料性能稳定。

优选的，所述热稳定剂为亚铜热稳定剂，亚铜类的热稳定剂能与聚酰胺中的酰胺基团的氮原子形成稳定的络合物结构，防止氮氢键受热脱氢，避免热氧化降解产生黄变，防止聚酰胺脱水形成亚胺结构，有效地提高了聚酰胺复合材料的热稳定性，提高了复合材料长期耐热耐老化的性能。具体的，所述热稳定剂的添加量为0.2％～2.0％。若添加量太少，则无法很好地提高聚酰胺复合材料的热稳定性，若添加量太多，由于添加过量造成浪费同时也提高了复合材料的制备成本。

优选的，所述助剂选自润滑剂、抗氧剂、耐候剂和成核剂的一种或几种。在聚酰胺复合材料中添加润滑剂，在复合材料制作过程中，制品和模具制件容易形成润滑层，润滑层可以改善复合材料的表面的润滑度，减少摩擦，同时也更利于脱模，提高了复合材料表面的完整性，使其保持有良好的表面；润滑剂选自酰胺蜡。抗氧剂的加入可以在加工过程中防止材料发生氧化而降解，高效能的抗氧剂不仅能够提高聚酰胺材料的外观品质，还能强化稳定其各性质，使复合材料应用更广泛。聚酰胺-6的专用的抗氧剂为3、5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺-己二胺，俗称抗氧剂1098，通常情况下，使用抗氧剂1098与抗氧剂168复配使用，能够提高复合材料的抗氧化效果。耐候剂的加入可以在长期使用过程中降低材料的降解老化，保持制件的良好表面，耐候剂选自紫外光吸收剂。成核剂的加入可以细化聚酰胺树脂基体的晶粒，提高聚酰胺树脂基体与玻璃纤维表面的结合力，进而减少复合材料成型过程中玻璃纤维向聚酰胺表面迁移的机会，保持复合聚酰胺材料表面光滑。成核剂选自二氧化硅。具体的，所述助剂的添加量为0.2％～2.0％，若助剂添加量太少，制备得到的聚酰胺复合材料无法保持良好的性能，若添加量太多，会影响聚酰胺复合材料中其他有效成分的添加比例，使复合材料的性质发生改变，影响了复合材料的使用。

优选的，所述相容剂优选为马来酸酐接枝接枝的乙烯-辛烯共聚物。马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物是聚酰胺的增韧剂，能够大幅度地提高聚酰胺的冲击强度，尤其是对改善聚酰胺的低温抗冲击性能有突出的作用。经过马来酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物包覆处理的玻璃纤维可以与聚酰胺6的端氨基发生反应，增加树脂在玻璃纤维的表面的包覆，并提高了玻纤表面和树脂基体的结合能力，具体的，所述相容剂的添加量为1.0％～6.0％，若添加量太少，则对提高聚酰胺的冲击强度没有良好的改善作用，若添加量太多，则影响了其他添加物质的添加量，使各物质之间协同作用效果较差，不利于复合材料的制备。

优选的，在聚酰胺复合材料中添加所述玻璃纤维，能够明显提高复合材料的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性。优选的，所述玻璃纤维的直径为8～16微米，若添加的玻璃纤维直径太小，则无法明显改善复合材料的力学性能、尺寸稳定性等性能；若添加的玻璃纤维直径太大，则会影响制备得到的材料的表面稳定性。优选的，所述玻璃纤维为相容剂包覆处理的短切无碱玻璃纤维，目的是保证了聚酰胺树脂与玻璃纤维之间的表面结合力，有利于改性复合材料力学性能的提升和注塑产品外观的改善。具体的，所述玻璃纤维的添加量为10.0％～35.0％，若添加量太少，则对复合材料的力学性能、稳定性的改善较弱，而添加量过多也会影响聚酰胺复合材料的材料性能，使材料性能较差。

在本发明优选实施例中，可以优选添加滑石粉及晶须。所述滑石粉的粒径大小为1250～10000目。所述滑石粉需复配所述晶须的使用，可以有效弥补玻璃纤维增强聚酰胺的不足，可与玻璃纤维产生协同作用，改善复合材料的刚性和韧性，提高复合材料表面的光泽度，玻璃纤维、滑石粉、晶须的复配使用有效限制了聚酰胺分子链的构象，降低复合材料成型收缩率及翘曲倾向，提高复合材料的尺寸稳定性。具体的，所述滑石粉的添加量为0％～10.0％，所述晶须的添加量为0％～10.0％。优选的，所述晶须为表面处理后的硫酸钙晶须，为了保证聚酰胺树脂与晶须之间表面结合力，有利于改性复合材料力学性能的提升和注塑产品外观的改善。所述滑石粉和晶须的添加量均按照聚酰胺和玻璃纤维的添加量为比例进行添加，确保能够有效弥补玻璃纤维增强聚酰胺的不足，可与玻璃纤维产生协同作用，改善复合材料的刚性和韧性，提高复合材料的性能。若添加量过少或过多，均无法与聚酰胺和玻璃纤维协同作用，影响复合材料的性能稳定。

优选的，所述无机色粉优选为钛黄与硫化锌的混合物，混合比例为1:1，使钛黄与硫化锌不会受长期热老化而分解或变色，同时硫化锌在复合材料体系中起到一定的遮盖作用，更有利于产品的着色，改善产品外观。具体的，在实际配色中也可选择其他颜色的无机色粉进行配色。添加无机色粉，能够使材料可以在长期高温条件下保持材料的力学性能，降低材料颜色的改变。具体的，所述无机色粉的添加量为0.2％～2.0％。添加量过少，则对材料保护效果不明显；若添加量过量，则容易造成浪费，导致成本增加。

综上，上述聚酰胺复合材料选择了高粘度聚酰胺与低粘度聚酰胺的复配使用，高粘度聚酰胺分子量较大，保证了材料的性能，低粘度聚酰胺的分子量较小，且分子量分布较窄，可以提高复合材料的流动性，从而达到表面高光泽的效果，两者的复配，使制备得到的聚酰胺复合材料保持了良好的机械性能，同时得到较好的表面外观。添加相容剂能够增强聚酰胺在玻璃纤维表面的包覆效果，并且进一步的提高了玻璃纤维和聚酰胺的结合能力，加入适量的热稳定剂和助剂，能够更好地抑制技工过程中材料的降解，防止高温高湿环境对材料的破坏，同时进一步聚集聚酰胺与玻璃纤维的结合，较少成型过程中玻璃纤维向表面迁移的机会，从而保证复合材料的稳定性及表面光滑性。此外，还添加了滑石粉与晶须复配进行使用，可以有效弥补玻璃纤维增强聚酰胺的不足，可与玻璃纤维产生协同作用，改善材料的刚性和韧性，提高材料表面的光泽度，提高材料的稳定性；并结合无机色粉进行使用，使材料可以在长期高温条件下保持材料的力学性能，降低材料颜色的改变，更有利于广泛地应用。

本发明实施例提供的聚酰胺复合材料，可以通过下述方法制备获得。

相应的，本发明实施例还提供了一种聚酰胺复合材料的制备方法。该方法包括如下步骤：

S01.按上述的一种耐高低温、性能稳定聚酰胺的复合材料分别称取各组分；

S02.将称取的所述高粘聚酰胺、低粘聚酰胺、热稳定剂、助剂、相容剂、滑石粉、晶须和无机色粉混匀共同投入混料机主喂料口得到第一混合物；

S03.将称取的所述玻璃纤维投入混料机侧喂料口进行混合得到第二混合物；

S04.将所述第二混合物经过双螺杆挤出机中进行熔融混合后经冷却、风干、切粒、混匀得到耐高低温、性能稳定的聚酰胺复合材料。

具体的，上述步骤S01中的耐高低温、性能稳定聚酰胺的复合材料以及其各组分优选含量和种类如上文所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。

具体的，在上述步骤S02中，将称取的所述高粘聚酰胺、低粘聚酰胺、热稳定剂、助剂、相容剂、滑石粉、晶须和无机色粉混匀共同投入混料机主喂料口得到第一混合物，所述混料机的混合速度是混合速度是300转/min，混合时间为5min。

具体的，在上述步骤S03中，将称取的所述玻璃纤维投入混料机侧喂料口进行混合得到第二混合物，所述混料机的混合速度是混合速度是300转/min，混合时间为5min。

具体的，在上述步骤S04中，将所述第二混合物经过双螺杆挤出机中进行熔融混合后经冷却、风干、切粒、混匀得到耐高低温、性能稳定的聚酰胺复合材料。具体的，所述双螺杆挤出机的加工温度为230℃～260℃，主机转速为200rpm～400rpm，真空度≤-0.07MPa，机头的温度为240℃～260℃。

本发明用于耐高低温、性能稳定的聚酰胺复合材料的制备方法只需要将各组分按照配比进行混料处理即可，该制备方法能够使各组分分散均匀，在实现本发明耐高低温、性能稳定的聚酰胺复合材料上述有益效果的同时，赋予其优异的稳定性能。此外，此制备方法工艺简单，条件可控，设备要求低，可用于工业化生产。

实施例1

一种聚酰胺复合材料，所述聚酰胺复合材料的组分如下：其中，所述高粘度聚酰胺PA6的粘度为2.8，低粘度聚酰胺PA6的粘度为2.4，助剂包含成核剂、润滑剂、抗氧剂、耐候剂。无机色粉包含钛黄和硫化锌。所述玻璃纤维为经马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物包覆处理的短切玻璃纤维。

所述聚酰胺复合材料的制备方法为：从主喂料口加入47％高粘度聚酰胺、10％低粘度聚酰胺，5％相容剂、10％滑石粉、5％晶须、0.5％热稳定剂、1.5％助剂和1％无机色粉，从侧喂料口加入经包覆处理的20％短切玻璃纤维。在双螺杆挤出机中熔融共混后经冷却、风干、切粒、均化得到粒子。将粒料注塑成标准力学测试样条和色板进行测试。

实施例2

一种聚酰胺复合材料，所述聚酰胺复合材料的组分如下：其中，所述高粘度聚酰胺PA6的粘度为2.8，低粘度聚酰胺PA6的粘度为2.0，助剂包含成核剂、润滑剂、抗氧剂、耐候剂。无机色粉包含钛黄和硫化锌。所述玻璃纤维为经马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物包覆处理的短切玻璃纤维。

所述聚酰胺复合材料的制备方法为：从主喂料口加入47％高粘度聚酰胺、10％低粘度聚酰胺，5％相容剂、10％滑石粉、5％晶须、0.5％热稳定剂、1.5％助剂和1％无机色粉，从侧喂料口加入经包覆处理的20％短切玻璃纤维。在双螺杆挤出机中熔融共混后经冷却、风干、切粒、均化得到粒子。将粒料注塑成标准力学测试样条和色板进行测试。

实施例3

一种聚酰胺复合材料，所述聚酰胺复合材料的组分如下：其中，所述高粘度聚酰胺PA6的粘度为2.8，低粘度聚酰胺PA6的粘度为2.4，助剂包含成核剂、润滑剂、抗氧剂、耐候剂。无机色粉包含钛黄和硫化锌。所述玻璃纤维为经马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物包覆处理的短切玻璃纤维。

所述聚酰胺复合材料的制备方法为：从主喂料口加入37％高粘度聚酰胺、20％低粘度聚酰胺，5％相容剂、10％滑石粉、5％晶须、0.5％热稳定剂、1.5％助剂和1％无机色粉，从侧喂料口加入经包覆处理的20％短切玻璃纤维。在双螺杆挤出机中熔融共混后经冷却、风干、切粒、均化得到粒子。将粒料注塑成标准力学测试样条和色板进行测试。

实施例4

一种聚酰胺复合材料，所述聚酰胺复合材料的组分含如下：其中，所述高粘度聚酰胺PA6的粘度为2.8，低粘度聚酰胺PA6的粘度为2.0，助剂包含成核剂、润滑剂、抗氧剂、耐候剂。无机色粉包含钛黄和硫化锌。所述玻璃纤维为经马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物包覆处理的短切玻璃纤维。

所述聚酰胺复合材料的制备方法为：从主喂料口加入37％高粘度聚酰胺、20％低粘度聚酰胺，5％相容剂、10％滑石粉、5％晶须、0.5％热稳定剂、1.5％助剂和1％无机色粉，从侧喂料口加入经包覆处理的20％短切玻璃纤维。在双螺杆挤出机中熔融共混后经冷却、风干、切粒、均化得到粒子。将粒料注塑成标准力学测试样条和色板进行测试。

实施例5

一种聚酰胺复合材料，所述聚酰胺复合材料的组分含如下：其中，所述高粘度聚酰胺PA6的粘度为2.8，低粘度聚酰胺PA6的粘度为2.4，助剂包含成核剂、润滑剂、抗氧剂、耐候剂。无机色粉包含钛黄和硫化锌。所述玻璃纤维为经马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物包覆处理的短切玻璃纤维。

所述聚酰胺的制备方法为：从主喂料口加入47％高粘度聚酰胺、10％低粘度聚酰胺，5％相容剂、10％滑石粉、5％晶须、0.5％热稳定剂、1.5％助剂和1％无机色粉，从侧喂料口加入经包覆处理的20％短切玻璃纤维。在双螺杆挤出机中熔融共混后经冷却、风干、切粒、均化得到粒子。将粒料注塑成标准力学测试样条和色板进行测试。

实施例6

一种聚酰胺复合材料，所述聚酰胺复合材料的组分含如下：其中，所述高粘度聚酰胺PA6的粘度为2.8，低粘度聚酰胺PA6的粘度为2.4，助剂包含成核剂、润滑剂、抗氧剂、耐候剂。无机色粉包含钛黄和硫化锌。所述玻璃纤维为经马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物包覆处理的短切玻璃纤维。

所述聚酰胺复合材料的制备方法为：从主喂料口加入57％高粘度聚酰胺、10％低粘度聚酰胺，5％相容剂、10％滑石粉、5％晶须、0.5％热稳定剂、1.5％助剂和1％无机色粉，从侧喂料口加入经包覆处理的10％短切玻璃纤维。在双螺杆挤出机中熔融共混后经冷却、风干、切粒、均化得到粒子。将粒料注塑成标准力学测试样条和色板进行测试。

实施例7

一种聚酰胺复合材料，所述聚酰胺复合材料的组分含如下：其中，所述高粘度聚酰胺PA6的粘度为2.8，低粘度聚酰胺PA6的粘度为2.0，助剂包含成核剂、润滑剂、抗氧剂、耐候剂。无机色粉包含钛黄和硫化锌。所述玻璃纤维为经马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物包覆处理的短切玻璃纤维。

所述聚酰胺复合材料的制备方法为：从主喂料口加入27％高粘度聚酰胺、20％低粘度聚酰胺，5％相容剂、10％滑石粉、5％晶须、0.5％热稳定剂、1.5％助剂和1％无机色粉，从侧喂料口加入经包覆处理的30％短切玻璃纤维。在双螺杆挤出机中熔融共混后经冷却、风干、切粒、均化得到粒子。将粒料注塑成标准力学测试样条和色板进行测试。

对比例1

对比例的一种聚酰胺复合材料，所述聚酰胺复合材料的组分含如下：其中，所述高粘度聚酰胺PA6的粘度为2.8，助剂包含成核剂、润滑剂、抗氧剂、耐候剂。无机色粉包含钛黄和硫化锌。所述玻璃纤维为经马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物包覆处理的短切玻璃纤维。

所述对比例的聚酰胺复合材料的制备方法为：从主喂料口加入57％高粘度聚酰胺、5％相容剂、10％滑石粉、5％晶须、0.5％热稳定剂、1.5％助剂和1％无机色粉，从侧喂料口加入经包覆处理的20％短切玻璃纤维。在双螺杆挤出机中熔融共混后经冷却、风干、切粒、均化得到粒子。将粒料注塑成标准力学测试样条和色板进行测试。

对比例2

对比例的一种聚酰胺复合材料，所述聚酰胺复合材料的组分含如下：其中，所述低粘度聚酰胺PA6的粘度为2.4，助剂包含成核剂、润滑剂、抗氧剂、耐候剂。无机色粉包含钛黄和硫化锌。所述玻璃纤维为经马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物包覆处理的短切玻璃纤维。

所述对比例的聚酰胺复合材料的制备方法为：从主喂料口加入57％低粘度聚酰胺、5％相容剂、10％滑石粉、5％晶须、0.5％热稳定剂、1.5％助剂和1％无机色粉，从侧喂料口加入经包覆处理的20％短切玻璃纤维。在双螺杆挤出机中熔融共混后经冷却、风干、切粒、均化得到粒子。将粒料注塑成标准力学测试样条和色板进行测试。

对比例3

对比例的一种聚酰胺复合材料，所述聚酰胺复合材料的组分含如下：其中，所述高粘度聚酰胺PA6的粘度为2.8，低粘度聚酰胺PA6的粘度为2.4，助剂包含成核剂、润滑剂、抗氧剂、耐候剂。无机色粉包含钛黄和硫化锌。所述玻璃纤维为经马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物包覆处理的短切玻璃纤维。

所述对比例的聚酰胺复合材料的制备方法为：从主喂料口加入47％高粘度聚酰胺、10％低粘度聚酰胺，5％相容剂、0.5％热稳定剂、1.5％助剂和1％无机色粉，从侧喂料口加入经包覆处理的35％短切玻璃纤维。在双螺杆挤出机中熔融共混后经冷却、风干、切粒、均化得到粒子。将粒料注塑成标准力学测试样条和色板进行测试。

对比例4

对比例的一种聚酰胺复合材料，所述聚酰胺复合材料的组分含如下：其中，所述高粘度聚酰胺PA6的粘度为2.8，低粘度聚酰胺PA6的粘度为2.4，助剂包含成核剂、润滑剂、抗氧剂、耐候剂。无机色粉包含钛黄和硫化锌。所述玻璃纤维为经马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物包覆处理的短切玻璃纤维。

所述对比例的聚酰胺复合材料的制备方法为：从主喂料口加入57％高粘度聚酰胺、10％低粘度聚酰胺，5％相容剂、0.5％热稳定剂、1.5％助剂和1％无机色粉，从侧喂料口加入经包覆处理的25％短切玻璃纤维。在双螺杆挤出机中熔融共混后经冷却、风干、切粒、均化得到粒子。将粒料注塑成标准力学测试样条和色板进行测试。

对比例5

对比例的一种聚酰胺复合材料，所述聚酰胺复合材料的组分含如下：其中，所述高粘度聚酰胺PA6的粘度为2.8，低粘度聚酰胺PA6的粘度为2.4，助剂包含成核剂、润滑剂、抗氧剂、耐候剂。无机色粉包含钛黄和硫化锌。其中，低粘度聚酰胺PA6的粘度为2.4，热水可抽提物含量为0.8％的聚酰胺6树脂。所述玻璃纤维为经马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物包覆处理的短切玻璃纤维。

所述对比例的聚酰胺复合材料的制备方法为：从主喂料口加入47％高粘度聚酰胺、10％低粘度聚酰胺，5％相容剂、10％滑石粉、5％晶须、0.5％热稳定剂、1.5％助剂和1％无机色粉，从侧喂料口加入经包覆处理的20％短切玻璃纤维。在双螺杆挤出机中熔融共混后经冷却、风干、切粒、均化得到粒子。将粒料注塑成标准力学测试样条和色板进行测试。

对比例6

对比例的一种聚酰胺复合材料，所述聚酰胺复合材料的组分含如下：其中，所述高粘度聚酰胺PA6的粘度为2.8，低粘度聚酰胺PA6的粘度为2.4，助剂包含成核剂、润滑剂、抗氧剂、耐候剂。无机色粉包含钛黄和硫化锌。其中，所添加的玻璃纤维为未经处理的短切玻璃纤维。

所述对比例的聚酰胺复合材料的制备方法为：从主喂料口加入47％高粘度聚酰胺、10％低粘度聚酰胺，5％相容剂、10％滑石粉、5％晶须、0.5％热稳定剂、1.5％助剂和1％无机色粉，从侧喂料口加入经包覆处理的20％短切玻璃纤维。在双螺杆挤出机中熔融共混后经冷却、风干、切粒、均化得到粒子。将粒料注塑成标准力学测试样条和色板进行测试。

对比例7

对比例的一种聚酰胺复合材料，所述聚酰胺复合材料的组分含如下：其中，所述高粘度聚酰胺PA6的粘度为2.8，低粘度聚酰胺PA6的粘度为2.4，无机色粉包含钛黄和硫化锌。所述玻璃纤维为经马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物包覆处理的短切玻璃纤维。

所述对比例的聚酰胺复合材料的制备方法为：从主喂料口加入47.5％高粘度聚酰胺、10％低粘度聚酰胺，5％相容剂、10％滑石粉、5％晶须、0.5％热稳定剂和1％无机色粉，从侧喂料口加入经包覆处理的20％短切玻璃纤维。在双螺杆挤出机中熔融共混后经冷却、风干、切粒、均化得到粒子。将粒料注塑成标准力学测试样条和色板进行测试。

对比例8

对比例的一种聚酰胺复合材料，所述聚酰胺复合材料的组分含如下：其中，所述高粘度聚酰胺PA6的粘度为2.8，低粘度聚酰胺PA6的粘度为2.4，助剂包含成核剂、润滑剂、抗氧剂、耐候剂。无机色粉包含钛黄和硫化锌。所述玻璃纤维为经马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物包覆处理的短切玻璃纤维。

所述对比例的聚酰胺复合材料的制备方法为：从主喂料口加入47.5％高粘度聚酰胺、10％低粘度聚酰胺，5％相容剂、10％滑石粉、5％晶须、1.5％助剂和1％无机色粉，从侧喂料口加入经包覆处理的20％短切玻璃纤维。在双螺杆挤出机中熔融共混后经冷却、风干、切粒、均化得到粒子。将粒料注塑成标准力学测试样条和色板进行测试。

将实施例1～7及对比例1～8进行性能评价，其中，拉伸性能按GB/T 1040-2进行测试，拉伸速率为10mm/min。弯曲性能按GB/T 9341进行测试，弯曲速度为2mm/min。悬臂梁冲击性能按照GB/T 1843A型缺口进行测试。熔体流动指数根据GB/T3682进行测试，温度选260℃，砝码为2.16KG。表面光滑情况根据同等注塑条件制成的色板，按照GB 8807测定60°角的镜面光泽度。测试结果如下：表1为本发明实施例1～7所制备得到的聚酰胺复合材料的基本物性测试结果，表2为本发明对比例1-8制得的复合材料的基本物性测试结果。

由测试结果可知，实施例1与对比例1对比，全部选用粘度较高(粘度2.8)的树脂，材料表面光泽度明显降低。

实施例1与对比例2对比，全部选用粘度较低(粘度2.0)的树脂，力学性能尤其是低温冲击性能下降明显。

实施例1与对比例3对比，实施例6与对比例4对比，填料全部选用玻纤后，材料的流动性明显降低，材料表面光泽度明显变差。

实施例1与对比例5对比，低粘度聚酰胺6(热水可抽提物含量＜0.6％)的树脂换成热水可抽提物含量大于0.6％的聚酰胺6树脂，材料的表面光泽度下降明显，材料的耐长期老化后的拉伸和冲击性能也明显下降，老化后的材料表面颜色明显变化。

实施例1与对比例6对比，说明经过马来酸酐接枝处理的短切玻璃纤维与树脂基体的结合能力更强，力学性能与表面光泽都要比使用未表面处理的短切玻纤材料的好，使用未表面处理的短切玻纤材料的耐长期老化后的拉伸和冲击性能也会出现明显下降，老化后的材料表面颜色明显变化。

实施例1与对比例7对比，助剂中去除润滑剂后，材料表面浮纤变差，光泽度会有所降低。

实施例1与对比例8对比，去除热稳定剂后，经过长期老化后，材料的力学性能快速下降，材料表面基础树脂粉化降解，玻纤外露，光泽度与颜色变差严重。

从实施例1到实施例7来看，低粘度聚酰胺6树脂的粘度越低，比例越高，材料的流动性提高，材料表面就越好，光泽度越高。填充物玻璃纤维含量越高，材料表面外观越差，填充物含有一定比例的滑石粉和晶须存在，也可以改善材料表面的外观和尺寸稳定性，使用滑石粉目数越高，可以进一步提高材料力学性能和改善材料表面外观。材料中热稳定剂与无机色粉的使用，使材料在长期老化后能够保持良好的力学性能、表面外观和颜色不变。总体来看实施例1到实施例7的表面光泽度一般在55以上，长期老化后色差值△E≤1以内，力学性能保持率≥70％，而对比例的光泽度大部分在55以下，个别材料的长期老化后色差值△E≥2，且力学性能保持率也≤50％。因此根据不同的力学性能要求，可通过本发明进行配方的复配和调整，做出表面光滑、力学性能优良且满足长期高温条件下使用的增强增韧聚酰胺6材料。

本发明以低粘度与高粘度的聚酰胺6树脂进行复配，通过添加滑石粉、晶须和表面包覆处理的短切玻璃纤维，提高了玻璃纤维与树脂基体的界面强度与结合力，配合润滑剂的使用，从而获得良好表面、力学性能优异的聚酰胺6复合材料，玻璃纤维、滑石粉、晶须的复配使用有效限制了聚酰胺分子链的构象，降低材料成型收缩率及翘曲倾向，提高材料的尺寸稳定性，热稳定剂、抗氧剂与无机色粉共同让材料在高低温条件下能够长期使用保持颜色不变。

表1实施例1～7试样测试结果

表2对比例1～8试样测试结果

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种聚酰胺复合材料，其特征在于，以所述聚酰胺复合材料的总重量为100％计，包括如下重量份的组分：

其中，所述高粘聚酰胺的粘度范围为2.6～3.4；所述低粘聚酰胺的粘度范围为1.8～2.2。

2.如权利要求1所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述热稳定剂为亚铜类稳定剂。

3.如权利要求1所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述助剂选自润滑剂、抗氧剂、耐候剂和成核剂的一种或几种。

4.如权利要求1至3任一项所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝接枝的乙烯-辛烯共聚物。

5.如权利要求1至3任一项所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维的直径为8～16μm。

6.如权利要求1至3任一项所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述滑石粉的粒径为1250～10000目。

7.如权利要求1至3任一项所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述无机色粉为钛黄与硫化锌的混合物。

8.如权利要求7所述的一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述钛黄与硫化锌的混合比例为1:1。

9.一种聚酰胺复合材料的制备方法，包括如下步骤：

按权利要求1～8任一一项所述的一种耐高低温、性能稳定聚酰胺的复合材料分别称取各组分；

将称取的所述高粘聚酰胺、低粘聚酰胺、热稳定剂、助剂、相容剂、滑石粉、晶须和无机色粉混匀共同投入混料机主喂料口得到第一混合物；

将称取的所述玻璃纤维投入混料机侧喂料口进行混合得到第二混合物；

将所述第二混合物经过双螺杆挤出机中进行熔融混合后经冷却、风干、切粒、混匀得到耐高低温、性能稳定的聚酰胺复合材料。