CN110183847A - 一种增强增韧尼龙复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种增强增韧尼龙复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种增强增韧尼龙复合材料，属于高分子复合材料技术领域，所述增强增韧尼龙复合材料包括以下原料：18重量份的玻璃纤维增强PA66粒子、18重量份的PA66粒子、6.4重量份的PA66增韧粒子、9重量份的PA6 M2400粒子、9重量份的PA6 F132‑C粒子、2.7重量份的相容剂、2重量份的色沙、0.6重量份的润滑剂和40重量份的玻璃纤维。本发明还公开了一种增强增韧尼龙复合材料的制备方法。本发明提供的增强增韧尼龙复合材料，通过改变原料类型与配比提高了不同PA66和PA6粒子之间的相容性和粘结力，得到的增强增韧尼龙复合材料刚性强度提高，外观较好表观质量佳，弯曲性能整体提升。

Description

一种增强增韧尼龙复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种增强增韧尼龙复合材料及其制备方法。
背景技术
尼龙是聚酰胺(PA)的俗称，是世界上第一种合成纤维，PA具有良好的综合性能，如良好的力学性能、耐热性、耐磨损性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工。随着不断的开发，现在PA的品种多达几十种，有PA6、PA66、PAll、PAl2、PA46、PA610、PA612等，其中PA6和PA66是应为较为广泛的品种。随着国内外尼龙生产规模的增长，生产技术的不断提高，出现了很多针对不同应用场景的复合材料，这类复合材料在特定的方向具有更突出的优异性能。如，通过将PA与玻璃纤维和其它填料混用可对其进行增强改性。
目前通过玻璃纤维改性的增强增韧尼龙复合材料，存在材料收缩大，表观质量差、弯曲性能较低的问题，为了增强韧性加入较多的增韧剂，如申请号为201210129480.2的中国发明专利，公开了一种复合增韧增强尼龙及其制备方法，其组成及各组成的重量百分比如下：尼龙66树脂58％-74％、增韧剂10％-25％、玻璃纤维15％-27％、加工助剂1％-2％，上述各组成的配比之和为100％，其中增韧剂的含量达到了10％-25％，虽然这种增加增韧剂的方法有助于一定程度上提升韧性，但也使得成品强度降低。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种表观质量佳的增强增韧的尼龙复合材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种增强增韧尼龙复合材料，包括以下原料：18重量份的玻璃纤维增强PA66粒子、18重量份的PA66粒子、6.4重量份的PA66增韧粒子、9重量份的PA6M2400粒子、9重量份的PA6F132-C粒子、2.7重量份的相容剂、2重量份的色沙、0.6重量份的润滑剂和40重量份的玻璃纤维。
本发明还提供一种增强增韧尼龙复合材料的制备方法，将18重量份的玻璃纤维增强PA66粒子、18重量份的PA66粒子、6.4重量份的PA66增韧粒子、9重量份的PA6M2400粒子和9重量份的PA6F132-C粒子在25-30℃的条件下干燥，然后与2.7重量份的XY-401相容剂、2重量份的色沙、0.3重量份的硅酮润滑剂GM-100A、0.3重量份的润滑剂TAF和40重量份的玻璃纤维混合均匀，将混合后的物料加入双螺杆挤出机，共混熔融挤出，经冷却切粒，其中，挤出温度为230-330℃，喂料转速为40rpm，注射压力为90-100MPa。
本发明的有益效果在于：本发明提供的增强增韧尼龙复合材料，通过提升玻璃纤维增强PA66粒子、PA66粒子的使用量，减少PA6M2400粒子的使用量，提高不同PA66和PA6粒子之间的相容性和粘结力，使得所得增强增韧尼龙复合材料的弯曲性能整体提升，其拉伸强度、弯曲强度等都有所增加，即其刚性强度有所提高，且成品的外观较好、表观质量佳，达到了增强增韧的效果。本发明提供的制备方法简单，便于操作，使用现有双螺杆挤出机即可制备得到。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
本发明最关键的构思在于：调整玻璃纤维增强PA66粒子、PA66粒子、PA6M2400粒子的配比，配合PA66增韧粒子来增强复合材料的韧性和刚性强度。
本发明提供一种增强增韧尼龙复合材料，包括以下原料：18重量份的玻璃纤维增强PA66粒子、18重量份的PA66粒子、6.4重量份的PA66增韧粒子、9重量份的PA6M2400粒子、9重量份的PA6F132-C粒子、2.7重量份的相容剂、2重量份的色沙、0.6重量份的润滑剂和40重量份的玻璃纤维。
本发明还提供了一种增强增韧尼龙复合材料的制备方法，将18重量份的玻璃纤维增强PA66粒子、18重量份的PA66粒子、6.4重量份的PA66增韧粒子、9重量份的PA6M2400粒子和9重量份的PA6F132-C粒子在25-30℃的条件下干燥，然后与2.7重量份的XY-401相容剂、2重量份的色沙、0.3重量份的硅酮润滑剂GM-100A、0.3重量份的润滑剂TAF和40重量份的玻璃纤维混合均匀，将混合后的物料加入双螺杆挤出机，共混熔融挤出，经冷却切粒，其中，挤出温度为230-330℃，喂料转速为40rpm，注射压力为90-100MPa。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明提供的增强增韧尼龙复合材料，通过提升玻璃纤维增强PA66粒子、PA66粒子的使用量，减少PA6M2400粒子的使用量，提高不同PA66和PA6粒子之间的相容性和粘结力，使得所得增强增韧尼龙复合材料的弯曲性能整体提升，其拉伸强度、弯曲强度等都有所增加，即刚性强度有所提高，且成品的外观较好、表观质量佳，达到了增强增韧的效果。本发明提供的制备方法简单，便于操作，使用现有双螺杆挤出机即可制备得到。
进一步的，所述玻璃纤维的直径为13-31μm，所述玻璃纤维的含水率小于0.15％。
进一步的，所述相容剂为长亚科技XY-401相容剂。
从上述描述可知，通过选择XY-401相容剂，相较于传统PA6或PA66相容剂，能够更好的降低表面张力，提高本申请中不同类型PA6粒子和PA66粒子之间的向同性和粘结力。
进一步的，所述润滑剂为硅酮润滑剂GM-100A和润滑剂TAF，所述硅酮润滑剂GM-100A和润滑剂TAF的重量比为1:1。
从上述描述可知，通过共同使用硅酮润滑剂GM-100A和润滑剂TAF能够有效改善玻璃纤维与PA6、PA66的粘结状态，提升了玻璃纤维的分散性，提高了成品材料的表观质量。
进一步的，所述PA66增韧粒子的拉伸强度为103-145MPa。
进一步的，所述玻璃纤维增强PA66粒子中玻璃纤维含量为15-30％。
本发明的实施例一为：
一种增强增韧尼龙复合材料，包括以下原料：18kg的玻璃纤维增强PA66粒子、18kgPA66粒子、6.4kg的PA66增韧粒子、9kg的PA6M2400粒子、9kg的PA6F132-C粒子、2.7kg的XY-401相容剂、2kg的色沙、0.3kg的硅酮润滑剂GM-100A、0.3kg的润滑剂TAF和40kg的玻璃纤维；
所述玻璃纤维的直径为13-31μm，所述玻璃纤维的含水率小于0.15％；
所述PA66增韧粒子的拉伸强度为103；
所述玻璃纤维增强PA66粒子中玻璃纤维含量为30％；
将上述的玻璃纤维增强PA66粒子、PA66粒子、PA66增韧粒子、PA6M2400粒子和PA6F132-C粒子在25-30℃的条件下干燥，然后与XY-401相容剂、色沙、硅酮润滑剂GM-100A、润滑剂TAF和玻璃纤维混合均匀，将混合后的物料加入双螺杆挤出机，共混熔融挤出，经冷却切粒，得到增强增韧尼龙复合材料A；其中，挤出温度为230-330℃，喂料转速为40rpm，注射压力为90-100MPa。
所得增强增韧尼龙复合材料A表面光滑，没有玻璃纤维外露。
本发明的实施例二为：
一种增强增韧尼龙复合材料，包括以下原料：27kg的玻璃纤维增强PA66粒子、27kgPA66粒子、9.6kg的PA66增韧粒子、13.5kg的PA6M2400粒子、13.5kg的PA6F132-C粒子、4.05kg的XY-401相容剂、3kg的色沙、0.45kg的硅酮润滑剂GM-100A、0.45kg的润滑剂TAF和60kg的玻璃纤维；
所述玻璃纤维的直径为16μm，所述玻璃纤维的含水率为0.08％；
所述PA66增韧粒子的拉伸强度为105-145MPa；
所述玻璃纤维增强PA66粒子中玻璃纤维含量为15％；
将上述的玻璃纤维增强PA66粒子、PA66粒子、PA66增韧粒子、PA6M2400粒子和PA6F132-C粒子在25-30℃的条件下干燥，然后与XY-401相容剂、色沙、硅酮润滑剂GM-100A、润滑剂TAF和玻璃纤维混合均匀，将混合后的物料加入双螺杆挤出机，共混熔融挤出，经冷却切粒，其中，挤出温度为230-330℃，喂料转速为40rpm，注射压力为95MPa。
对比例1：
一种市售增强增韧尼龙复合材料，包括以下原料：11.8kg的玻璃纤维增强PA66粒子、13.6kgPA66粒子、5.5kg的PA66增韧粒子、5.5kg的玻璃纤维增强PA6/66粒子、PA6/66粒子、5.9kg的PA6F132-C粒子、15.4kg的PA6M2400粒子、2.7kg的PA相容剂、2kg的色纱、0.3kg的硅酮润滑剂GM-100A、0.3kg的润滑剂TAF和37.5kg的玻璃纤维。
将上述原料混合均匀，将混合后的物料加入双螺杆挤出机，共混熔融挤出，经冷却切粒，得到增强增韧尼龙复合材料B，其中，挤出温度为230-280℃。
所得增强增韧尼龙复合材料B表面一般，有极少的玻璃纤维外露。
实验例
测试实施例一的增强增韧尼龙复合材料A和对比例一的增强增韧尼龙复合材料B的拉伸强度、弯曲强度等性能指标，测试环境温度为23±2℃，湿度50±5％，结果如表1所示。
表1
测试项目 测试标准 单位 A的检测结果 B的检测结果
拉伸强度 ISO-527 Mpa 187.6 172
断裂伸长率 ISO-527 ％ 3.3 3.5
弯曲强度 ISO-178 Mpa 275 262
弯曲模量 ISO-178 Mpa 10653 9765
悬臂梁缺口冲击强度 ISO-180 KJ/m<sup>2</sup> 25.4 23.4
密度 ISO-1183 g/cm<sup>3</sup> 1.41 1.43
灰分含量 ISO-1172 ％ 45 45
综上所述，本发明提供的增强增韧尼龙复合材料，能够减少整体原材料的使用量，降低生产成本，通过提升玻璃纤维增强PA66粒子、PA66粒子的使用量，减少PA6M2400粒子的使用量，提高不同PA66和PA6粒子之间的相容性和粘结力，使得所得增强增韧尼龙复合材料的弯曲性能整体提升，其拉伸强度、弯曲强度等都有所增加，即刚性强度有所提高，且成品的外观较好、表观质量佳，达到了增强增韧的效果。本发明提供的制备方法简单，便于操作，使用现有双螺杆挤出机即可制备得到。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种增强增韧尼龙复合材料，其特征在于，包括以下原料：
18重量份的玻璃纤维增强PA66粒子、18重量份的PA66粒子、6.4重量份的PA66增韧粒子、9重量份的PA6 M2400粒子、9重量份的PA6 F132-C粒子、2.7重量份的相容剂、2重量份的色沙、0.6重量份的润滑剂和40重量份的玻璃纤维。
2.根据权利要求1所述的增强增韧尼龙复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维的直径为13-31μm，所述玻璃纤维的含水率小于0.15％。
3.根据权利要求1所述的增强增韧尼龙复合材料，其特征在于，所述相容剂为XY-401相容剂。
4.根据权利要求1所述的增强增韧尼龙复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硅酮润滑剂GM-100A和润滑剂TAF，所述硅酮润滑剂GM-100A和润滑剂TAF的重量比为1:1。
5.根据权利要求1所述的增强增韧尼龙复合材料，其特征在于，所述PA66增韧粒子的拉伸强度为103-145MPa。
6.根据权利要求1所述的增强增韧尼龙复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维增强PA66粒子中玻璃纤维含量为15-30％。
7.一种增强增韧尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，将18重量份的玻璃纤维增强PA66粒子、18重量份的PA66粒子、6.4重量份的PA66增韧粒子、9重量份的PA6 M2400粒子和9重量份的PA6 F132-C粒子在25-30℃的条件下干燥，然后与2.7重量份的XY-401相容剂、2重量份的色沙、0.3重量份的硅酮润滑剂GM-100A、0.3重量份的润滑剂TAF和40重量份的玻璃纤维混合均匀，将混合后的物料加入双螺杆挤出机，共混熔融挤出，经冷却切粒，其中，挤出温度为230-330℃，喂料转速为40rpm，注射压力为90-100MPa。
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