CN110330789A - 一种长效耐光老化阻燃增强pa6复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料领域，公开了一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料及其制备方法。本发明的长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料中除PA6外，还包含改性玻纤、耐光老化剂、改性剂、阻燃剂和润滑剂，其中，所述改性玻纤的改性方法为：将玻纤烘干，置于硅烷偶联剂水溶液中搅拌进行偶联处理，再干燥即得。该复合材料以受阻胺类光稳定剂为耐光老化剂，在挤出的过程中耐光老化剂和阻燃剂上的反应性基团与改性剂中的马来酸酐、异氰酸酯等活性基团反应，使PA6基体直接接枝上耐光老化剂与阻燃剂，且在此过程中偶联改性过的长切玻璃纤维从侧料口加入到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，不仅提高了PA6基体的耐光老化性，而且其拉伸和冲击性能也得到了保证。

Description

一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体是涉及一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料及其制备方法。
背景技术
尼龙6(PA6)是一种重要的热塑性工程塑料，因其具有韧性好、比强度高、耐油、耐磨、耐化学性能和易于加工成型等诸多优良性能，而被广泛应用于国防、汽车、机械零部件和包装等领域。近年来，随着尼龙6的发展和新标准的实施，对尼龙6的拉伸强度和韧性提出了更高的要求。此外，PA6主链含有酰胺基团(-NHCO-)，亲水性较强，且极易受到活性自由基、氧、催化剂残余物等影响发生断链反应，其耐候性及耐光老化性能较差，尤其是含水率较高情况下，在热加工和使用过程中易受到光氧、热氧等环境因素的影响发生降解，老化变色、力学性能下降，尤其对于色泽要求严格的浅色制品而言，无法满足其对耐老化性能的要求，极大地降低了使用寿命，浪费资源，增加了环境垃圾。因此，增强PA6的耐老化性能具有重要的实际意义。同时由于PA6属于可燃材料，燃烧会释放出大量的热量，同时产生带着火焰的熔滴，伴随着大量浓烟并容易引起火焰的蔓延，在汽车以及电子电器行业中需要提高PA6的阻燃性能。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供了一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料。本发明的长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料以受阻胺类光稳定剂为耐光老化剂，通过与改性剂进行复配，在挤出的过程中耐光老化剂和阻燃剂上的反应性基团与改性剂中的马来酸酐、异氰酸酯等活性基团反应，使PA6基体直接接枝上耐光老化剂与阻燃剂，且在此过程中偶联改性过的长切玻璃纤维从侧料口加入到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，如此不仅提高了PA6基体的耐光老化性，而且其拉伸和冲击性能也得到了保证。
为达到本发明的目的，本发明的长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料中除PA6外，还包含改性玻纤、耐光老化剂、改性剂、阻燃剂和润滑剂，其中，所述改性玻纤的改性方法为：将玻纤烘干，置于硅烷偶联剂水溶液中搅拌进行偶联处理，再干燥即得。
玻纤由于产量大，价格适中，一般被广泛用于增强PA6，玻纤的加入能有效地传递应力，使PA6的力学性能如冲击性能、弹性模量、耐疲劳、耐蠕变性能、刚性得到明显的提升，同时还可以使制品的尺寸稳定，成型收缩率降低。本发明中，通过对玻纤进行改性得到改性玻纤，提高了其在基体中的相容性，赋予了PA6体系良好的力学性能。
优选地，所述改性玻纤的改性方法中偶联剂水溶液中偶联剂体积浓度为0.1～3％，例如0.1％、0.5％、1％、2％、3％。
优选地，所述改性玻纤的改性方法中搅拌速度为60～300rpm，例如60rpm、100rpm、140rpm、180rpm、220rpm、260rpm、300rpm；所述改性玻纤的改性方法中搅拌在25～105℃条件下进行，例如25℃、45℃、65℃、85℃、105℃；所述搅拌时间为1.5～3h。
优选地，所述偶联剂为KH550、KH560、KH570、KH792、DL602中的任意一种。
优选地，所述改性玻纤中玻纤的型号为560A，560H，PA6型号为B3EG5，B3M6，1013B，CM1017。
进一步地，所述长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料中改性玻纤质量分数为20％-30％，耐光老化剂质量分数为1-10％，改性剂质量分数为1-9％，阻燃剂质量分数为1-10％，润滑剂质量分数为0.1-0.5％。
优选地，所述耐光老化剂为LuchemH A R100、GW-608、ADK Stab LA-82、ADK StabLA-87中的一种或多种。
受阻胺类光稳定剂是一类新型高效稳定剂，是上世纪70年代中期开发的一类用于防止高分子聚合物材料光老化的光稳定剂。本发明以受阻胺类光稳定剂为耐光老化剂，所述受阻胺类光稳定剂中的仲氨基在光、高温、氧气等条件下氧化，转变为成可长时间稳定存在的氮氧自由基，这些氮氧自由基能够有效的捕获聚合物所产生自由基并使之失活，生成相应的酯及过氧化酯。这些生成的酯可以与聚合物中产生的过氧自由基反应，并且在此过程中氮氧自由基得到再生，又重新和材料中其他自由基反应，如此循环往复不已，使得受阻胺光稳定剂具有高效的光稳定性能，大大降低了聚合物材料光氧老化速度。而且受阻胺可以破坏氢过氧化物，不使其积累，这对自动氧化的抑制起到了很大的作用。受阻胺通过分解氢过氧化物，使之转化为相对稳定的醇、酮化物，同时生成稳定的氮氧自由基，而生产的氮氧自由基又可参与到捕获自由基的过程中去。但是受阻胺类光稳定剂具有小分子易迁出的特性，所以往往随着时间的推移，在复合材料的使用过程中会析出部分，造成产品的耐光老化性能不达标。为此，本发明在材料中加入了改性剂增加了耐光老化剂在基体中的相容性，起到了更好地分散作用。
本发明中，所述阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐。
三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)包含了磷系阻燃体系与氮系阻燃体系，磷酸基团在受热分解时生成磷酸，在高温下容易产生焦磷酸盐和水，水可以起到吸收热量、隔绝氧气和稀释可燃气体的作用，此外，磷酸和焦磷酸催化末端醇的脱水反应，在高温下导致交联和碳化结构的生成，限制新自由基和氧气的扩散。含氮基团受热产生氮气能够阻隔氧气并且三聚氰胺在高温下发生多种缩聚反应，促进材料碳化，起到较好的阻燃效果。同时由于磷系阻燃体系与氮系阻燃体系一起使用时，能够表现出明显的协同作用，燃烧过程中会产生协同作用的(PNO)x物质。
优选地，所述耐光老化剂和阻燃剂有效氮含量总和占耐光老化剂和阻燃剂总质量的10-20wt％。
优选地，所述润滑剂为硬脂酸酞胺、石蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡中的一种或多种。
优选地，所述改性剂为钛白粉、炭黑、碳酸钙、蒙脱土、氧化锌、2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、亚磷酸酯、邻苯二甲酸酐、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中多种的混合物。
上述改性剂中亚磷酸酯或者2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)可作为辅助光稳定剂，邻苯二甲酸酐、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或者几种的混合物能有效的与耐光老化剂、阻燃剂和PA6基体反应，钛白粉、炭黑、碳酸钙、蒙脱土、氧化锌可作为消光剂。
进一步优选地，所述改性剂为2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)/亚磷酸酯和六亚甲基二异氰酸酯/邻苯二甲酸酐以及钛白粉的混合物。
另一方面，本发明还提供了一种所述长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(1)将PA6、耐光老化剂、阻燃剂、改性剂、润滑剂在搅拌机中搅拌，进行预混合处理，得预混料；
(2)将预混料加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，加工温度为200-260℃，并在侧加料口加入改性玻纤，得到长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料粒料；
(3)将步骤(2)所得到的粒料注塑成注塑样条，得到所述复合材料。
优选地，所述步骤(1)中将PA6、耐光老化剂、阻燃剂、改性剂、润滑剂在搅拌机中以1100～1300rpm的速度搅拌7～13min进行预混合处理。
优选地，所述步骤(2)中所得粒料置于真空干燥箱75～90℃干燥20～28h。
作为优选，所述步骤(2)中挤出机的双螺杆参数为一区温度为210±10℃,二区温度为230±10℃,三区温度为245±10℃,四区温度为245±10℃,五区温度为230±10℃,机头温度为220±10℃,双螺杆转速为80r/min,喂料机转速为6r/min,切粒机转速为300r/min。
作为优选，所述步骤(4)中注塑温度为260℃，注塑压力为900kg/m2，背压10kg/m2，模具温度80℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明采用的耐光老化剂为受阻胺型光稳定剂，其侧链具有可与活性基团反应的官能团，在复合材料制备加工过程中，通过活性基团参与耐老化剂和基体的化学反应，生成共价键将耐光老化剂直接接枝到聚合物链上，不仅提高了耐光老化剂与聚合物的相容性，抑制了耐光老化剂的迁出，而且增强了聚合物的光稳定性。该类耐光老化剂在经过改性后在PA6基体中具有长效不易迁出，耐光老化性能优良等优点，并显示出良好的耐光老化效果。
(2)本发明中使用MPP无卤阻燃剂为氮磷复型阻燃剂，该类阻燃剂具有低毒、低发烟量和无熔滴等优点，本发明利用MPP上的活性氨基基团，通过与改性剂中间体反应，增加了阻燃剂与基体的反应相容性，并显示出良好的阻燃效果；
(3)本发明在玻纤增强PA6的基础上，通过加入偶联剂对玻纤进行改性，提高了其在基体中的相容性，赋予了PA6体系良好的力学性能。
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，对本发明进行进一步详细说明。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解，以下描述仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显只指单数形式。
而且，本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，制备方法如下：
(1)将玻纤在100℃下先进行烘干，加入体积为1L含1％体积分数的偶联剂水溶液以50rpm的速度搅拌2h，搅拌完成后在100℃下进行烘干。
(2)将54份PA6、5.8份耐光老化剂(GW-608)、6份阻燃剂、4.2份改性剂(2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、六亚甲基二异氰酸酯、钛白粉)在高速搅拌机中进行预混合处理。
(3)将步骤(2)所得到的粒料，经双螺杆挤出机共混挤出造粒，并在侧加料口加入30份GF，挤出机的中双螺杆参数为一区温度为220±10℃,二区温度为240±10℃,三区温度为255±10℃,四区温度为255±10℃,五区温度为240±10℃,机头温度为230±10℃,双螺杆转速为80r/min,喂料机转速为6r/min,切粒机转速为300r/min，得到长效耐光老化增强PA6复合材料粒料。粒料置于真空干燥箱80℃干燥24小时。
(4)使用注塑标准将步骤(3)所得到的粒料注塑成注塑样条，其中注塑机料桶温度设置为280±10℃，一区温度设置为240±10℃，二区温度设置为240±10℃，喷嘴温度设置为290±10℃，模具温度设置为80℃±10℃，注射压力900kg/m2，背压10kg/m2，冷却时间10s，保压5s。最终得到所述复合材料。
实施例2
一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，制备方法如下：
(1)将玻纤在100℃下先进行烘干，加入体积为1L含1％的偶联剂溶液以50rpm的速度搅拌2h，搅拌完成后在100℃下进行烘干。
(2)将54份PA6、5.8份耐光老化剂(ADK Stab LA-82)、6份阻燃剂、4.2份改性剂(2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、六亚甲基二异氰酸酯、钛白粉)在高速搅拌机中进行预混合处理。
(3)将步骤(2)所得到的粒料，经双螺杆挤出机共混挤出造粒，并在侧加料口加入30份GF，挤出机的中双螺杆参数为一区温度为220±10℃,二区温度为240±10℃,三区温度为255±10℃,四区温度为255±10℃,五区温度为240±10℃,机头温度为230±10℃,双螺杆转速为80r/min,喂料机转速为6r/min,切粒机转速为300r/min，得到长效耐光老化增强PA6复合材料粒料。粒料置于真空干燥箱80℃干燥24小时。
(4)使用注塑标准将步骤(3)所得到的粒料注塑成注塑样条，其中注塑机料桶温度设置为280±10℃，一区温度设置为240±10℃，二区温度设置为240±10℃，喷嘴温度设置为290±10℃，模具温度设置为80℃±10℃，注射压力900kg/m2，背压10kg/m2，冷却时间10s，保压5s。最终得到所述复合材料。
实施例3
一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，制备方法如下：
(1)将玻纤在100℃下先进行烘干，加入体积为1L含1％的偶联剂溶液以50rpm的速度搅拌2h，搅拌完成后在100℃下进行烘干。
(2)将54份PA6、5.8份耐光老化剂(LuchemH A R100)、6份阻燃剂、4.2份改性剂(2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、六亚甲基二异氰酸酯、钛白粉)在高速搅拌机中进行预混合处理。
(3)将步骤(2)所得到的粒料，经双螺杆挤出机共混挤出造粒，并在侧加料口加入30份GF，挤出机的中双螺杆参数为一区温度为220±10℃,二区温度为240±10℃,三区温度为255±10℃,四区温度为255±10℃,五区温度为240±10℃,机头温度为230±10℃,双螺杆转速为80r/min,喂料机转速为6r/min,切粒机转速为300r/min，得到长效耐光老化增强PA6复合材料粒料。粒料置于真空干燥箱80℃干燥24小时。
(4)使用注塑标准将步骤(3)所得到的粒料注塑成注塑样条，其中注塑机料桶温度设置为280±10℃，一区温度设置为240±10℃，二区温度设置为240±10℃，喷嘴温度设置为290±10℃，模具温度设置为80℃±10℃，注射压力900kg/m2，背压10kg/m2，冷却时间10s，保压5s。最终得到所述复合材料。
实施例4
一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，制备方法如下：
(1)将玻纤在100℃下先进行烘干，加入体积为1L含1％的偶联剂水溶液以50rpm的速度搅拌2h，搅拌完成后在100℃下进行烘干。
(2)将54份PA6、5.8份耐光老化剂(LuchemH A R100)、6份阻燃剂、4.2份改性剂(亚磷酸脂、六亚甲基二异氰酸酯、钛白粉)在高速搅拌机中进行预混合处理。
(3)将步骤(2)所得到的粒料，经双螺杆挤出机共混挤出造粒，并在侧加料口加入30份GF，挤出机的中双螺杆参数为一区温度为220±10℃,二区温度为240±10℃,三区温度为255±10℃,四区温度为255±10℃,五区温度为240±10℃,机头温度为230±10℃,双螺杆转速为80r/min,喂料机转速为6r/min,切粒机转速为300r/min，得到长效耐光老化增强PA6复合材料粒料。粒料置于真空干燥箱80℃干燥24小时。
(4)使用注塑标准将步骤(3)所得到的粒料注塑成注塑样条，其中注塑机料桶温度设置为280±10℃，一区温度设置为240±10℃，二区温度设置为240±10℃，喷嘴温度设置为290±10℃，模具温度设置为80℃±10℃，注射压力900kg/m2，背压10kg/m2，冷却时间10s，保压5s。最终得到所述复合材料。
实施例5
一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，制备方法如下：
(1)将玻纤在100℃下先进行烘干，加入体积为1L含1％的偶联剂溶液以50rpm的速度搅拌2h，搅拌完成后在100℃下进行烘干。
(2)将54份PA6、5.8份耐光老化剂(LuchemH A R100)、6份阻燃剂、4.2份改性剂(亚磷酸脂、二苯基甲烷二异氰酸酯、钛白粉)在高速搅拌机中进行预混合处理。
(3)将步骤(2)所得到的粒料，经双螺杆挤出机共混挤出造粒，并在侧加料口加入20份GF，挤出机的中双螺杆参数为一区温度为220±10℃,二区温度为240±10℃,三区温度为255±10℃,四区温度为255±10℃,五区温度为240±10℃,机头温度为230±10℃,双螺杆转速为80r/min,喂料机转速为6r/min,切粒机转速为300r/min，得到长效耐光老化增强PA6复合材料粒料。粒料置于真空干燥箱80℃干燥24小时。
(4)使用注塑标准将步骤(3)所得到的粒料注塑成注塑样条，其中注塑机料桶温度设置为280±10℃，一区温度设置为240±10℃，二区温度设置为240±10℃，喷嘴温度设置为290±10℃，模具温度设置为80℃±10℃，注射压力900kg/m2，背压10kg/m2，冷却时间10s，保压5s。最终得到所述复合材料。
实施例6
一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，制备方法如下：
(1)将玻纤在100℃下先进行烘干，加入体积为1L含1％的偶联剂溶液以50rpm的速度搅拌2h，搅拌完成后在100℃下进行烘干。
(2)将54份PA6、5.8份耐光老化剂(LuchemH A R100)、6份阻燃剂、4.2份改性剂(亚磷酸脂、邻苯二甲酸酐、钛白粉)在高速搅拌机中进行预混合处理。
(3)将步骤(2)所得到的粒料，经双螺杆挤出机共混挤出造粒，并在侧加料口加入20份GF，挤出机的中双螺杆参数为一区温度为220±10℃,二区温度为240±10℃,三区温度为255±10℃,四区温度为255±10℃,五区温度为240±10℃,机头温度为230±10℃,双螺杆转速为80r/min,喂料机转速为6r/min,切粒机转速为300r/min，得到长效耐光老化增强PA6复合材料粒料。粒料置于真空干燥箱80℃干燥24小时。
(4)使用注塑标准将步骤(3)所得到的粒料注塑成注塑样条，其中注塑机料桶温度设置为280±10℃，一区温度设置为240±10℃，二区温度设置为240±10℃，喷嘴温度设置为290±10℃，模具温度设置为80℃±10℃，注射压力900kg/m2，背压10kg/m2，冷却时间10s，保压5s。最终得到所述复合材料。
实施例7
一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，制备方法如下：
(1)将玻纤在100℃下先进行烘干，加入体积为1L不含偶联剂水溶液以50rpm的速度搅拌2h，搅拌完成后在100℃下进行烘干。
(2)将54份PA6、5.8份耐光老化剂(LuchemH A R100)、6份阻燃剂、4.2份改性剂(亚磷酸脂、六亚甲基二异氰酸酯、钛白粉)在高速搅拌机中进行预混合处理。
(3)将步骤(2)所得到的粒料，经双螺杆挤出机共混挤出造粒，并在侧加料口加入30份GF，挤出机的中双螺杆参数为一区温度为220±10℃,二区温度为240±10℃,三区温度为255±10℃,四区温度为255±10℃,五区温度为240±10℃,机头温度为230±10℃,双螺杆转速为80r/min,喂料机转速为6r/min,切粒机转速为300r/min，得到长效耐光老化增强PA6复合材料粒料。粒料置于真空干燥箱80℃干燥24小时。
(4)使用注塑标准将步骤(3)所得到的粒料注塑成注塑样条，其中注塑机料桶温度设置为280±10℃，一区温度设置为240±10℃，二区温度设置为240±10℃，喷嘴温度设置为290±10℃，模具温度设置为80℃±10℃，注射压力900kg/m2，背压10kg/m2，冷却时间10s，保压5s。最终得到所述复合材料。
实施例8
一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，制备方法如下：
(1)将玻纤在100℃下先进行烘干，加入体积为1L含2％偶联剂水溶液以50rpm的速度搅拌2h，搅拌完成后在100℃下进行烘干。
(2)将54份PA6、5.8份耐光老化剂(LuchemH A R100)、6份阻燃剂、4.2份改性剂(亚磷酸脂、六亚甲基二异氰酸酯、钛白粉)在高速搅拌机中进行预混合处理。
(3)将步骤(2)所得到的粒料，经双螺杆挤出机共混挤出造粒，并在侧加料口加入30份GF，挤出机的中双螺杆参数为一区温度为220±10℃,二区温度为240±10℃,三区温度为255±10℃,四区温度为255±10℃,五区温度为240±10℃,机头温度为230±10℃,双螺杆转速为80r/min,喂料机转速为6r/min,切粒机转速为300r/min，得到长效耐光老化增强PA6复合材料粒料。粒料置于真空干燥箱80℃干燥24小时。
(4)使用注塑标准将步骤(3)所得到的粒料注塑成注塑样条，其中注塑机料桶温度设置为280±10℃，一区温度设置为240±10℃，二区温度设置为240±10℃，喷嘴温度设置为290±10℃，模具温度设置为80℃±10℃，注射压力900kg/m2，背压10kg/m2，冷却时间10s，保压5s。最终得到所述复合材料。
实施例9
一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，制备方法如下：
(1)将玻纤在100℃下先进行烘干，加入体积为1L含3％偶联剂水溶液以50rpm的速度搅拌2h，搅拌完成后在100℃下进行烘干。
(2)将54份PA6、5.8份耐光老化剂(LuchemH A R100)、6份阻燃剂、4.2份改性剂(亚磷酸脂、六亚甲基二异氰酸酯、钛白粉)在高速搅拌机中进行预混合处理。
(3)将步骤(2)所得到的粒料，经双螺杆挤出机共混挤出造粒，并在侧加料口加入30份GF，挤出机的中双螺杆参数为一区温度为220±10℃,二区温度为240±10℃,三区温度为255±10℃,四区温度为255±10℃,五区温度为240±10℃,机头温度为230±10℃,双螺杆转速为80r/min,喂料机转速为6r/min,切粒机转速为300r/min，得到长效耐光老化增强PA6复合材料粒料。粒料置于真空干燥箱80℃干燥24小时。
(4)使用注塑标准将步骤(3)所得到的粒料注塑成注塑样条，其中注塑机料桶温度设置为280±10℃，一区温度设置为240±10℃，二区温度设置为240±10℃，喷嘴温度设置为290±10℃，模具温度设置为80℃±10℃，注射压力900kg/m2，背压10kg/m2，冷却时间10s，保压5s。最终得到所述复合材料。
实施例10
一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，制备方法如下：
(1)将玻纤在100℃下先进行烘干，加入体积为1L含1％的偶联剂水溶液以50rpm的速度搅拌2h，搅拌完成后在100℃下进行烘干。
(2)将53份PA6、6.4份耐光老化剂(LuchemH A R100)、6份阻燃剂、4.6份改性剂(亚磷酸脂、六亚甲基二异氰酸酯、钛白粉)在高速搅拌机中进行预混合处理。
(3)将步骤(2)所得到的粒料，经双螺杆挤出机共混挤出造粒，并在侧加料口加入30份GF，挤出机的中双螺杆参数为一区温度为220±10℃,二区温度为240±10℃,三区温度为255±10℃,四区温度为255±10℃,五区温度为240±10℃,机头温度为230±10℃,双螺杆转速为80r/min,喂料机转速为6r/min,切粒机转速为300r/min，得到长效耐光老化增强PA6复合材料粒料。粒料置于真空干燥箱80℃干燥24小时。
(4)使用注塑标准将步骤(3)所得到的粒料注塑成注塑样条，其中注塑机料桶温度设置为280±10℃，一区温度设置为240±10℃，二区温度设置为240±10℃，喷嘴温度设置为290±10℃，模具温度设置为80℃±10℃，注射压力900kg/m2，背压10kg/m2，冷却时间10s，保压5s。最终得到所述复合材料。
实施例11
一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，制备方法如下：
(1)将玻纤在100℃下先进行烘干，加入体积为1L含1％的偶联剂溶液以50rpm的速度搅拌2h，搅拌完成后在100℃下进行烘干。
(2)将52份PA6、7份耐光老化剂(LuchemH A R100)、6份阻燃剂、5份改性剂(亚磷酸脂、六亚甲基二异氰酸酯、钛白粉)在高速搅拌机中进行预混合处理。
(3)将步骤(2)所得到的粒料，经双螺杆挤出机共混挤出造粒，并在侧加料口加入30份GF，挤出机的中双螺杆参数为一区温度为220±10℃,二区温度为240±10℃,三区温度为255±10℃,四区温度为255±10℃,五区温度为240±10℃,机头温度为230±10℃,双螺杆转速为80r/min,喂料机转速为6r/min,切粒机转速为300r/min，得到长效耐光老化增强PA6复合材料粒料。粒料置于真空干燥箱80℃干燥24小时。
(4)使用注塑标准将步骤(3)所得到的粒料注塑成注塑样条，其中注塑机料桶温度设置为280±10℃，一区温度设置为240±10℃，二区温度设置为240±10℃，喷嘴温度设置为290±10℃，模具温度设置为80℃±10℃，注射压力900kg/m2，背压10kg/m2，冷却时间10s，保压5s。最终得到所述复合材料。
实施例12
一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，制备方法如下：
(1)将玻纤在100℃下先进行烘干，加入体积为1L含1％的偶联剂溶液以50rpm的速度搅拌2h，搅拌完成后在100℃下进行烘干。
(2)将51份PA6、7.6份耐光老化剂(LuchemH A R100)、6份阻燃剂、5.4份改性剂(亚磷酸脂、六亚甲基二异氰酸酯、钛白粉)在高速搅拌机中进行预混合处理。
(3)将步骤(2)所得到的粒料，经双螺杆挤出机共混挤出造粒，并在侧加料口加入20份GF，挤出机的中双螺杆参数为一区温度为220±10℃,二区温度为240±10℃,三区温度为255±10℃,四区温度为255±10℃,五区温度为240±10℃,机头温度为230±10℃,双螺杆转速为80r/min,喂料机转速为6r/min,切粒机转速为300r/min，得到长效耐光老化增强PA6复合材料粒料。粒料置于真空干燥箱80℃干燥24小时。
(4)使用注塑标准将步骤(3)所得到的粒料注塑成注塑样条，其中注塑机料桶温度设置为280±10℃，一区温度设置为240±10℃，二区温度设置为240±10℃，喷嘴温度设置为290±10℃，模具温度设置为80℃±10℃，注射压力900kg/m2，背压10kg/m2，冷却时间10s，保压5s。最终得到所述复合材料。
实施例13
一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，制备方法如下：
(1)将玻纤在100℃下先进行烘干，加入体积为1L含1％的偶联剂水溶液以50rpm的速度搅拌2h，搅拌完成后在100℃下进行烘干。
(2)将60份PA6、5.8份耐光老化剂(LuchemH A R100)、4.2份改性剂(亚磷酸脂、六亚甲基二异氰酸酯、钛白粉)在高速搅拌机中进行预混合处理。
(3)将步骤(2)所得到的粒料，经双螺杆挤出机共混挤出造粒，并在侧加料口加入30份GF，挤出机的中双螺杆参数为一区温度为220±10℃,二区温度为240±10℃,三区温度为255±10℃,四区温度为255±10℃,五区温度为240±10℃,机头温度为230±10℃,双螺杆转速为80r/min,喂料机转速为6r/min,切粒机转速为300r/min，得到长效耐光老化增强PA6复合材料粒料。粒料置于真空干燥箱80℃干燥24小时。
(4)使用注塑标准将步骤(3)所得到的粒料注塑成注塑样条，其中注塑机料桶温度设置为280±10℃，一区温度设置为240±10℃，二区温度设置为240±10℃，喷嘴温度设置为290±10℃，模具温度设置为80℃±10℃，注射压力900kg/m2，背压10kg/m2，冷却时间10s，保压5s。最终得到所述复合材料。
实施例1-13的复合材料性能如下表1所示：
表1实施例1-13材料性能
由上表1可知，改变耐光老化剂的添加种类造成了复合材料老化后的牢度等级和色差指标上有很大的差异，从GW-608到LuchemH A R100，牢度等级从3上升到4-5，色差从5.2降低到3.9。说明耐光老化剂LuchemH A R100在本发明体系中效果最好；随着改性剂种类的变化，也导致了不同的耐光老化效果，从2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)到亚磷酸酯，牢度等级从3-4上升到3-5，色差从4.2降低到3.5，从邻苯二甲酸酐到六亚甲基二异氰酸酯，牢度等级从3上升到3-5，色差从4.0降低到3.5。说明在本发明的体系中，亚磷酸酯、六亚甲基二异氰酸酯的作为改性剂耐光老化效果最明显。
随着耐光老化剂添加量的增加，牢度等级从3-5上升到4-5，色差从3.5降低到2.9，当耐光老化剂添加量为7.6份，改性剂为5.4份时，PA6牢度等级和色差达到最低。当不添加阻燃剂时，复合材料体系的垂直燃烧等级为达到V-1。当阻燃剂添加量为6份时，复合材料体系的垂直燃烧等级可以达到V-0，且力学性能有一定的上升。
此外，通过改变偶联剂溶液浓度，使PA6在具有耐光老化阻燃的前提下，具有优异的力学强度。经过本发明长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料，弥补了传统耐光老化PA6/玻纤复合材料光老化剂析出，易失效的缺点，同时保持了玻纤增强PA6的力学性能，还具有一定的阻燃效果，这大大的拓宽该复合材料的应用领域，能满足汽车，电子电器，机械行业对强度、安全、稳定等方面的要求。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的实例而已，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 (10)

1.一种长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料，其特征在于，该长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料中除PA6外，还包含改性玻纤、耐光老化剂、改性剂、阻燃剂和润滑剂，其中，所述改性玻纤的改性方法为：将玻纤烘干，置于硅烷偶联剂水溶液中搅拌进行偶联处理，再干燥即得。
2.根据权利要求1所述的长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料，其特征在于，所述改性玻纤的改性方法中偶联剂水溶液中偶联剂体积浓度为0.1～3％，例如0.1％、0.5％、1％、2％、3％；优选地，所述改性玻纤的改性方法中搅拌速度为60～300rpm，例如60rpm、100rpm、140rpm、180rpm、220rpm、260rpm、300rpm，所述改性玻纤的改性方法中搅拌在25～105℃条件下进行，例如25℃、45℃、65℃、85℃、105℃；所述搅拌时间为1.5～3h；优选地，所述偶联剂为KH550、KH560、KH570、KH792、DL602中的任意一种；优选地，所述改性玻纤中玻纤的型号为560A，560H，PA6型号为B3EG5，B3M6，1013B，CM1017。
3.根据权利要求1所述的长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料，其特征在于，所述长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料中改性玻纤质量分数为20％-30％，耐光老化剂质量分数为1-10％，改性剂质量分数为1-9％，阻燃剂质量分数为1-10％，润滑剂质量分数为0.1-0.5％。
4.根据权利要求1所述的长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料，其特征在于，所述耐光老化剂为LuchemH A R100、GW-608、ADK Stab LA-82、ADK Stab LA-87中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料，其特征在于，所述阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐；优选地，所述耐光老化剂和阻燃剂有效氮含量总和占耐光老化剂和阻燃剂总质量的10-20wt％。
6.根据权利要求1所述的长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸酞胺、石蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料，其特征在于，所述改性剂为钛白粉、炭黑、碳酸钙、蒙脱土、氧化锌、2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、亚磷酸酯、邻苯二甲酸酐、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中多种的混合物；优选地，所述改性剂为2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)/亚磷酸酯和六亚甲基二异氰酸酯/邻苯二甲酸酐以及钛白粉的混合物。
8.权利要求1-7任一项所述长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
(1)将PA6、耐光老化剂、阻燃剂、改性剂、润滑剂在搅拌机中搅拌，进行预混合处理，得预混料；
(2)将预混料加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，加工温度为200-260℃，并在侧加料口加入改性玻纤，得到长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料粒料；
(3)将步骤(2)所得到的粒料注塑成注塑样条，得到所述复合材料。
9.根据权利要求8所述长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中将PA6、耐光老化剂、阻燃剂、改性剂、润滑剂在搅拌机中以1100～1300rpm的速度搅拌7～13min进行预混合处理；优选地，所述步骤(2)中所得粒料置于真空干燥箱75～90℃干燥20～28h。
10.根据权利要求8所述长效耐光老化阻燃增强PA6复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中挤出机的双螺杆参数为一区温度为210±10℃,二区温度为230±10℃,三区温度为245±10℃,四区温度为245±10℃,五区温度为230±10℃,机头温度为220±10℃,双螺杆转速为80r/min,喂料机转速为6r/min,切粒机转速为300r/min；优选地，所述步骤(4)中注塑温度为260℃，注塑压力为900kg/m2，背压10kg/m2，模具温度80℃。
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