CN110483990B - 一种超高频有源rfid物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种超高频有源rfid物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于工程塑料技术领域，主要应用于物联网电子标签领域，涉及一种超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料及其制备方法，包括下述重量份数的组分，PA66树脂42.5～89.0份、PA6树脂0～20.0份、偶联剂0.1～1.0份、增韧剂10.0～30.0份、增塑剂0～6.0份、抗氧剂0.1～1.0份，其中增韧剂是由几种不同种类烯烃类聚合物的马来酸酐接枝物按比例搭配而成，具有良好的信号穿透性，并且在低温‑40℃的情况下扎带对折不断，同时PA66材料所制作的扎带也可以在较高的温度下使用，而不发生扎带滑牙，以应对物联网电子标签在各种不同应用环境下的使用要求。

Description

一种超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合 材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及工程塑料技术领域，主要应用于物联网电子标签领域，具体领域为一种超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料及其制备方法。
背景技术
电子标签又称射频标签、应答器、数据载体，电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合；在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据交换，最常见的应用就是汽车防盗和无钥匙开门系统的应用。从技术上来说，电子标签包括具有RFID射频部分和一个超薄天线环路的RFID芯片的RFID电路，这个天线与一个塑料薄片一起嵌入到标签内。但是电子标签的抗弯性能较差，在货物搬运的过程中可能造成电子标签的弯曲和撞击，从而破坏内部的电路，影响电子标签的使用性能，此外，电子标签在完成一个货物流动后会重复使用，但是电子标签一般粘在货架上，影响电子标签的再次使用，不能满足使用需求。因此目前很多电子标签厂家通过制作一个塑料外壳保护装置来保护电子芯片，其中一种主要形式便是物联网扎带电子标签。
物联网扎带电子标签所使用的塑料材料主要为PP、PE、PA6、PA66等材料，但未经改性的PA66树脂材料会削弱RFID射频部分所发出的信号从而影响阅读器与电子标签之间数据的交互效果。为此，我们提供一种超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料，包括下述重量份数的组分：
Figure BDA0002162426310000021
优选的，所述增韧剂为多元复合增韧剂，且多元复合增韧剂包括以下重量份的组分：
POE-MAH 5.0～28.0份
LLDPE-MAH 1.0～7.0份
LDPE-MAH 1.0～5.0份。
进一步地，所述POE-MAH优选自邵氏硬度为A30度、50度、60度、80度的POE与马来酸酐接枝物中的一种或几种；
所述LLDPE-MAH优选自独山子石化的HS7011、DFDA-7042、LL0209AA型号的LLDPE与马来酸酐接枝物中的一种或几种；
所述LDPE-MAH优选自燕山石化的1I50A、1I2A-1或者神华榆林2426K型号的LDPE与马来酸酐接枝物中的一种或几种。
优选的，所述PA66树脂熔点为250～260℃，相对粘度2.0～2.7。
优选的，所述PA6树脂熔点为220～230℃，相对粘度2.0～2.7。
优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
优选的，所述增塑剂优选自N-丁基苯磺酰胺、对甲苯磺酰胺和N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(TBBS)中的一种或几种。
优选的，所述抗氧剂优选自N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季四醇酯和三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯中的一种或几种。
上述超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a)按重量份称取原料，将烘干的PA66树脂、PA6树脂和增塑剂、偶联剂在高速混合机中预混合3～5min，再加入抗氧剂、增韧剂继续搅拌5～10min；
b)搅拌好的混合物置于双螺杆机进料段，经双螺杆挤出机的第一段至第九段，物料通过双螺杆挤出机熔融共混后从模头挤出；
其中双螺杆挤出机第一段至第九段的温度依次为：180～200℃、190～210℃、200～230℃、200～230℃、200～230℃、210～240℃、210～240℃、220～250℃、230～260℃；
双螺杆挤出机的模头温度为230～270℃；双螺杆机主机转速300～500r/min；喂料频率8～20Hz。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过PA66树脂、PA6树脂、偶联剂、增韧剂、增塑剂和抗氧剂用于制备本发明，其中添加的增韧剂是由几种不同种类烯烃类聚合物的马来酸酐接枝物按比例搭配而成，由于不同的烯烃类聚合物对电子标签信号的吸收不同，我们优选出对信号吸收最少的增韧剂组合，且也保证材料的低温韧性；同时添加增塑剂，使PA66材料的结晶度降低，从而减少PA66材料内部的晶区结构，使信号对材料的穿透性增强。因此所制得的材料具有良好的信号穿透性，并且在低温-40℃的情况下扎带对折不断，同时PA66材料所制作的扎带也可以在较高的温度下使用，而不发生扎带滑牙，以应对物联网电子标签在各种不同应用环境下的使用要求。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1：一种超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料，包括下述重量份数的组分：
PA66树脂64.2份、PA6树脂10.0份、偶联剂0.5份、POE-MAH 15.0份、LLDPE-MAH 5.0份、LDPE-MAH 5.0份、抗氧剂0.3份；
其中POE-MAH为邵氏硬度A30度的POE与马来酸酐接枝物；LLDPE-MAH为独山子石化的DFDA-7042与马来酸酐接枝物；LDPE-MAH为燕山石化的1I50A与马来酸酐接枝物；以上几种增韧剂的马来酸酐接枝率为2.0～2.5％。增塑剂为N-丁基苯磺酰胺；抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺；偶联剂为硅烷偶联剂。其制备方法包括以下步骤：
按上述重量份数称取原料，将烘干的PA66树脂、PA6树脂和增塑剂、偶联剂在高速混合机中预混合3～5min，再加入抗氧剂、POE-MAH、LLDPE-MAH和LDPE-MAH，并继续搅拌5～10min；
搅拌好的混合物置于双螺杆机进料段，经双螺杆挤出机的第一段至第九段，物料通过双螺杆挤出机熔融共混后从模头挤出；
其中双螺杆挤出机第一段至第九段的温度依次为：180～200℃、190～210℃、200～230℃、200～230℃、200～230℃、210～240℃、210～240℃、220～250℃、230～260℃；
双螺杆挤出机的模头温度为230～270℃；双螺杆机主机转速300～500r/min；喂料频率8～20Hz；
将挤出的物料进入水槽中冷却，送入切粒机中切粒，制得超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料。
实施例2：一种超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料，包括下述重量份数的组分：
PA66树脂61.2份、PA6树脂9.0份、偶联剂0.5份、POE-MAH 15.0份、LLDPE-MAH 5.0份、LDPE-MAH 5.0份、增塑剂4.0份、抗氧剂0.3份；
其中POE-MAH为邵氏硬度A30度的POE与马来酸酐接枝物；LLDPE-MAH为独山子石化的DFDA-7042与马来酸酐接枝物；LDPE-MAH为燕山石化的1I50A与马来酸酐接枝物；以上几种增韧剂的马来酸酐接枝率为2.0～2.5％。增塑剂为N-丁基苯磺酰胺；抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺；偶联剂为硅烷偶联剂。
其制备方法包括以下步骤：
按上述重量份数称取原料，将烘干的PA66树脂、PA6树脂和增塑剂、偶联剂在高速混合机中预混合3～5min，再加入抗氧剂、POE-MAH、LLDPE-MAH和LDPE-MAH，并继续搅拌5～10min；
搅拌好的混合物置于双螺杆机进料段，经双螺杆挤出机的第一段至第九段，物料通过双螺杆挤出机熔融共混后从模头挤出；
其中双螺杆挤出机第一段至第九段的温度依次为：180～200℃、190～210℃、200～230℃、200～230℃、200～230℃、210～240℃、210～240℃、220～250℃、230～260℃；
双螺杆挤出机的模头温度为230～270℃；双螺杆机主机转速300～500r/min；喂料频率8～20Hz；
将挤出的物料进入水槽中冷却，送入切粒机中切粒，制得超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料。
实施例3：一种超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料，包括下述重量份数的组分：
PA66树脂61.2份、PA6树脂9.0份、偶联剂0.5份、POE-MAH 25.0份、增塑剂4.0份、抗氧剂0.3份；
其中POE-MAH为邵氏硬度A30度的POE与马来酸酐接枝物,马来酸酐接枝率为2.0～2.5％。增塑剂为N-丁基苯磺酰胺；抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺；偶联剂为硅烷偶联剂。
其制备方法包括以下步骤：
按上述重量份数称取原料，将烘干的PA66树脂、PA6树脂和增塑剂、偶联剂在高速混合机中预混合3～5min，再加入抗氧剂、POE-MAH、LLDPE-MAH和LDPE-MAH，并继续搅拌5～10min；
搅拌好的混合物置于双螺杆机进料段，经双螺杆挤出机的第一段至第九段，物料通过双螺杆挤出机熔融共混后从模头挤出；
其中双螺杆挤出机第一段至第九段的温度依次为：180～200℃、190～210℃、200～230℃、200～230℃、200～230℃、210～240℃、210～240℃、220～250℃、230～260℃；
双螺杆挤出机的模头温度为230～270℃；双螺杆机主机转速300～500r/min；喂料频率8～20Hz；
将挤出的物料进入水槽中冷却，送入切粒机中切粒，制得超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料。
实施例4：一种超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料，包括下述重量份数的组分：
PA66树脂61.2份、PA6树脂9.0份、偶联剂0.5份、LLDPE-MAH 15.0份、LDPE-MAH10.0份、增塑剂4.0份、抗氧剂0.3份；
其中LLDPE-MAH为独山子石化的DFDA-7042与马来酸酐接枝物；LDPE-MAH为燕山石化的1I50A与马来酸酐接枝物；以上几种增韧剂的马来酸酐接枝率为2.0～2.5％。增塑剂为N-丁基苯磺酰胺；抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺；偶联剂为硅烷偶联剂。
其制备方法包括以下步骤：
按上述重量份数称取原料，将烘干的PA66树脂、PA6树脂和增塑剂、偶联剂在高速混合机中预混合3～5min，再加入抗氧剂、POE-MAH、LLDPE-MAH和LDPE-MAH，并继续搅拌5～10min；
搅拌好的混合物置于双螺杆机进料段，经双螺杆挤出机的第一段至第九段，物料通过双螺杆挤出机熔融共混后从模头挤出；
其中双螺杆挤出机第一段至第九段的温度依次为：180～200℃、190～210℃、200～230℃、200～230℃、200～230℃、210～240℃、210～240℃、220～250℃、230～260℃；
双螺杆挤出机的模头温度为230～270℃；双螺杆机主机转速300～500r/min；喂料频率8～20Hz；
将挤出的物料进入水槽中冷却，送入切粒机中切粒，制得超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料。
实施例5：一种超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料，包括下述重量份数的组分：
PA66树脂62.2份、PA6树脂9.0份、偶联剂0.5份、POE-MAH 20.0份LDPE-MAH 5.0份、增塑剂3.0份、抗氧剂0.3份；
其中POE-MAH为邵氏硬度A30度的POE与马来酸酐接枝物；LDPE-MAH为燕山石化的1I50A与马来酸酐接枝物；以上几种增韧剂的马来酸酐接枝率为2.0～2.5％。增塑剂为N-丁基苯磺酰胺；抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺；偶联剂为硅烷偶联剂。
其制备方法包括以下步骤：
按上述重量份数称取原料，将烘干的PA66树脂、PA6树脂和增塑剂、偶联剂在高速混合机中预混合3～5min，再加入抗氧剂、POE-MAH、LLDPE-MAH和LDPE-MAH，并继续搅拌5～10min；
搅拌好的混合物置于双螺杆机进料段，经双螺杆挤出机的第一段至第九段，物料通过双螺杆挤出机熔融共混后从模头挤出；
其中双螺杆挤出机第一段至第九段的温度依次为：180～200℃、190～210℃、200～230℃、200～230℃、200～230℃、210～240℃、210～240℃、220～250℃、230～260℃；
双螺杆挤出机的模头温度为230～270℃；双螺杆机主机转速300～500r/min；喂料频率8～20Hz；
将挤出的物料进入水槽中冷却，送入切粒机中切粒，制得超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料。
实施例6：一种超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料，包括下述重量份数的组分：
PA66树脂62.2份、PA6树脂9.0份、偶联剂0.5份、POE-MAH 20.0份、LLDPE-MAH 5.0份、增塑剂3.0份、抗氧剂0.3份；
其中POE-MAH为邵氏硬度A30度的POE与马来酸酐接枝物；LLDPE-MAH为独山子石化的DFDA-7042与马来酸酐接枝物；以上几种增韧剂的马来酸酐接枝率为2.0～2.5％。增塑剂为N-丁基苯磺酰胺；抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺；偶联剂为硅烷偶联剂。
其制备方法包括以下步骤：
按上述重量份数称取原料，将烘干的PA66树脂、PA6树脂和增塑剂、偶联剂在高速混合机中预混合3～5min，再加入抗氧剂、POE-MAH、LLDPE-MAH和LDPE-MAH，并继续搅拌5～10min；
搅拌好的混合物置于双螺杆机进料段，经双螺杆挤出机的第一段至第九段，物料通过双螺杆挤出机熔融共混后从模头挤出；
其中双螺杆挤出机第一段至第九段的温度依次为：180～200℃、190～210℃、200～230℃、200～230℃、200～230℃、210～240℃、210～240℃、220～250℃、230～260℃；
双螺杆挤出机的模头温度为230～270℃；双螺杆机主机转速300～500r/min；喂料频率8～20Hz；
将挤出的物料进入水槽中冷却，送入切粒机中切粒，制得超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料。
对实施例1～6制备的超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料制作的复合材料样品进行性能测试，粒料干燥(通常在80℃、真空干燥箱中持续4小时)后，将所得干燥粒料在230～300℃的温度下注塑成物联网电子扎带，里面包裹IC集成芯片，工作频率860～960MHZ，样品常温静置24小时候测试信号强度。还制成根据ASTM D638、ASTMD790、ASTM D256规定的标准样条,用于材料的力学性能测试，性能测试结果如表所示：
Figure BDA0002162426310000091
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料，其特征在于，包括下述重量份数的组分：
PA66树脂 42.5～89.0份
PA6树脂 0～20.0份
偶联剂 0.1～1.0份
增韧剂 10.0～30.0份
增塑剂 4.0份
抗氧剂 0.1～1.0份；
所述增韧剂为多元复合增韧剂，且多元复合增韧剂包括以下重量份的组分：
POE-MAH 5.0～28.0 份
LLDPE-MAH 1.0～7.0 份
LDPE-MAH 1.0～5.0 份。
2.根据权利要求1所述的超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料，其特征在于，所述POE-MAH选自邵氏硬度为A30度、50度、60度、80度的POE与马来酸酐接枝物中的一种或几种；
所述LLDPE-MAH选自独山子石化的HS7011、DFDA-7042、LL0209AA型号的LLDPE与马来酸酐接枝物中的一种或几种；
所述LDPE-MAH选自燕山石化的1I50A、1I2A-1或者神华榆林2426K型号的LDPE与马来酸酐接枝物中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料，其特征在于，所述PA66树脂熔点为250～260℃，相对粘度2.0～2.7。
4.根据权利要求1所述的超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料，其特征在于，所述PA6树脂熔点为220～230℃，相对粘度2.0～2.7。
5.根据权利要求1所述的超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1所述的超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料，其特征在于，所述增塑剂选自N-丁基苯磺酰胺、对甲苯磺酰胺和N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料，其特征在于，所述抗氧剂选自N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、四[β-（3，5-二特丁基-4-羟基苯基）丙酸]季四醇酯和三（2，4-二叔丁基酚）亚磷酸酯中的一种或几种。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的超高频有源RFID物联网扎带电子标签用超韧尼龙66复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)按重量份称取原料，将烘干的PA66树脂、PA6树脂和增塑剂、偶联剂在高速混合机中预混合3～5min，再加入抗氧剂、增韧剂继续搅拌5～10min；
b)搅拌好的混合物置于双螺杆机进料段，经双螺杆挤出机的第一段至第九段，物料通过双螺杆挤出机熔融共混后从模头挤出；
其中双螺杆挤出机第一段至第九段的温度依次为：180～200℃、190～210℃、200～230℃、200～230℃、200～230℃、210～240℃、210～240℃、220～250℃、230～260℃；
双螺杆挤出机的模头温度为230～270℃；双螺杆机主机转速300～500r/min；喂料频率8～20Hz。
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