CN111171550A - 一种改性尼龙材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及尼龙材料技术领域，公开了一种改性尼龙材料及其制备方法，包括以下重量份的原料：尼龙50‑70份，玻璃纤维28‑33份，相容剂5‑10份，助剂2‑4份；尼龙采用PA11；经混料、挤出、造粒即可获得；该改性尼龙材料以PA11为主基材，添加玻璃纤维来提高材料强度及耐热温度，可满足电子电器产品阻燃要求，提高安全性；再加入相容剂改善相容性和分散性，经混料、挤出、造粒即得改性尼龙材料产品；制备方法简单，经改性的尼龙材料具有优良的机械性能和力学性能，阻燃性好，且具有优良的耐高温性能，可满足120℃高温环境下的长期使用，应用效果好。

Description

一种改性尼龙材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及尼龙材料技术领域，特别涉及一种改性尼龙材料及其制备方法。

背景技术

聚酰胺(PA，俗称尼龙)是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂，于1939年实现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品，以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基，用作塑料时称尼龙，用作合成纤维时我们称为锦纶，聚酰胺可由二元胺和二元酸制取，也可以用ω-氨基酸或环内酰胺来合成。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。

尼龙具有机械强度高、韧性好；有较高的抗拉、抗压强度；耐疲劳性能突出，制件经多次反复屈折仍能保持原有机械强度；表面光滑，摩擦系数小，耐磨等系列优点，主要用于汽车工业，电气电子工业，交通运输业，机械制造工业，电线电缆通讯业，薄膜及日常用品等诸多领域，已成为装备制造业不可或缺的结构材料。PA的品种繁多，有PA6、PA66、PAll、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010等，以及近几年开发的半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙等很多新品种。

但是，现有技术中，PA11材料多存在以下缺点：拉伸和弯曲强度偏低，只有60MPa-70MPa，阻燃性不够，无法在120℃以上高温环境中长期使用。以上缺点，限制了PA11材料的使用，影响应用效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改性尼龙材料，制备方法简单，经改性的尼龙材料具有优良的机械性能和力学性能，阻燃性好，且具有优良的耐高温性能，可满足120℃高温环境下的长期使用，应用效果好。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种改性尼龙材料，包括以下重量份的原料：尼龙50-70份，玻璃纤维28-33份，相容剂5-10份，助剂2-4份；所述尼龙采用PA11。

作为一优选的实施方式，所述的改性尼龙材料，包括以下重量份的原料：尼龙60份，玻璃纤维30份，相容剂8份，助剂3份；所述尼龙采用PA11。

作为一优选的实施方式，所述的改性尼龙材料，包括以下重量份的原料：尼龙68份，玻璃纤维32份，相容剂9份，助剂4份；所述尼龙采用PA11。

作为一优选的实施方式，所述PA11采用以下重量份的原料合成：POK 60-75份，PA630-40份，POE接枝相容剂6-12份，抗氧剂1010 2-4份，抗氧剂1098 2-4份。

作为一优选的实施方式，所述玻璃纤维采用ER-12-2000-910玻纤。

作为一优选的实施方式，所述相容剂采用PE马来酸酐接枝物。

作为一优选的实施方式，所述助剂包括受阻酚类抗氧剂、抗浮纤剂。

一种所述的改性尼龙材料的制备方法，包括以下加工步骤：

步骤1)混料：按重量份称取所述尼龙、玻璃纤维、相容剂和助剂，将所述尼龙、相容剂、助剂投入混料机，经混匀得混合物料；

步骤2)挤出：将步骤1)中获得的所述混合物料加入双螺杆挤出机，并在所述双螺杆挤出机的玻纤口处均匀加入所述玻璃纤维，经挤出，获得挤出物料；

步骤3)造粒：将步骤2)中获得的所述挤出物料经冷却后，进行切粒、造粒，即得。

作为一优选的实施方式，所述双螺杆挤出机的温度设置为190-240℃，主机转速为330-360r/min。

采用上述技术方案，以PA11为主基材，添加玻璃纤维来提高材料强度及耐热温度，可满足电子电器产品阻燃要求，提高安全性；再加入相容剂改善相容性和分散性，经混料、挤出、造粒即得改性尼龙材料产品；制备方法简单，经改性的尼龙材料具有优良的机械性能和力学性能，阻燃性好，且具有优良的耐高温性能，可满足120℃高温环境下的长期使用，应用效果好。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

此外，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。下面对本发明进一步说明，使所属技术领域的技术人员更好的实施本发明。

实施例1

一种改性尼龙材料，包括以下重量份的原料：尼龙50份，玻璃纤维28份，相容剂5份，助剂2份；尼龙采用PA11；

PA11采用以下重量份的原料合成：POK 60份，PA6 30份，POE接枝相容剂6份，抗氧剂1010 2份，抗氧剂1098 2份；

玻璃纤维采用ER-12-2000-910玻纤；

相容剂采用PE马来酸酐接枝物；

助剂包括受阻酚类抗氧剂、抗浮纤剂；

一种改性尼龙材料的制备方法，包括以下加工步骤：

步骤1)混料：按重量份称取尼龙、玻璃纤维、相容剂和助剂，将尼龙、相容剂、助剂投入混料机，经混匀得混合物料；

步骤2)挤出：将步骤1)中获得的混合物料加入双螺杆挤出机，并在双螺杆挤出机的玻纤口处均匀加入玻璃纤维，经挤出，获得挤出物料；双螺杆挤出机的温度设置为190℃，主机转速为330r/min。

步骤3)造粒：将步骤2)中获得的挤出物料经冷却后，进行切粒、造粒，即得。

实施例2

一种改性尼龙材料，包括以下重量份的原料：尼龙70份，玻璃纤维33份，相容剂10份，助剂4份；尼龙采用PA1；

PA11采用以下重量份的原料合成：POK 75份，PA6 40份，POE接枝相容剂12份，抗氧剂1010 4份，抗氧剂1098 4份；

玻璃纤维采用ER-12-2000-910玻纤；

相容剂采用PE马来酸酐接枝物；

助剂包括受阻酚类抗氧剂、抗浮纤剂；

一种改性尼龙材料的制备方法，包括以下加工步骤：

步骤1)混料：按重量份称取尼龙、玻璃纤维、相容剂和助剂，将尼龙、相容剂、助剂投入混料机，经混匀得混合物料；

步骤2)挤出：将步骤1)中获得的混合物料加入双螺杆挤出机，并在双螺杆挤出机的玻纤口处均匀加入玻璃纤维，经挤出，获得挤出物料；双螺杆挤出机的温度设置为240℃，主机转速为360r/min。

步骤3)造粒：将步骤2)中获得的挤出物料经冷却后，进行切粒、造粒，即得。

实施例3

一种改性尼龙材料，包括以下重量份的原料：尼龙60份，玻璃纤维30份，相容剂8份，助剂3份；尼龙采用PA11；

PA11采用以下重量份的原料合成：POK 70份，PA6 35份，POE接枝相容剂9份，抗氧剂1010 3份，抗氧剂1098 3份；

玻璃纤维采用ER-12-2000-910玻纤；

相容剂采用PE马来酸酐接枝物；

一种改性尼龙材料的制备方法，包括以下加工步骤：

步骤1)混料：按重量份称取尼龙、玻璃纤维、相容剂和助剂，将尼龙、相容剂、助剂投入混料机，经混匀得混合物料；

步骤2)挤出：将步骤1)中获得的混合物料加入双螺杆挤出机，并在双螺杆挤出机的玻纤口处均匀加入玻璃纤维，经挤出，获得挤出物料；双螺杆挤出机的温度设置为220℃，主机转速为340r/min。

步骤3)造粒：将步骤2)中获得的挤出物料经冷却后，进行切粒、造粒，即得。

实施例4

一种改性尼龙材料，包括以下重量份的原料：尼龙68份，玻璃纤维32份，相容剂9份，助剂4份；尼龙采用PA11；

PA11采用以下重量份的原料合成：POK 64份，PA6 38份，POE接枝相容剂11份，抗氧剂1010 4份，抗氧剂1098 3份；

相容剂采用PE马来酸酐接枝物；

助剂包括受阻酚类抗氧剂、抗浮纤剂；

一种改性尼龙材料的制备方法，包括以下加工步骤：

步骤1)混料：按重量份称取尼龙、玻璃纤维、相容剂和助剂，将尼龙、相容剂、助剂投入混料机，经混匀得混合物料；

步骤2)挤出：将步骤1)中获得的混合物料加入双螺杆挤出机，并在双螺杆挤出机的玻纤口处均匀加入玻璃纤维，经挤出，获得挤出物料；双螺杆挤出机的温度设置为230℃，主机转速为350r/min。

步骤3)造粒：将步骤2)中获得的挤出物料经冷却后，进行切粒、造粒，即得。

实施例5

一种改性尼龙材料，包括以下重量份的原料：尼龙68份，玻璃纤维32份，相容剂9份，助剂4份；尼龙采用PA11；

PA11采用以下重量份的原料合成：POK 64份，PA6 38份，POE接枝相容剂11份，抗氧剂1010 4份，抗氧剂1098 3份；

玻璃纤维采用ER-12-2000-910玻纤；

助剂包括受阻酚类抗氧剂、抗浮纤剂；

一种改性尼龙材料的制备方法，包括以下加工步骤：

步骤1)混料：按重量份称取尼龙、玻璃纤维、相容剂和助剂，将尼龙、相容剂、助剂投入混料机，经混匀得混合物料；

步骤2)挤出：将步骤1)中获得的混合物料加入双螺杆挤出机，并在双螺杆挤出机的玻纤口处均匀加入玻璃纤维，经挤出，获得挤出物料；双螺杆挤出机的温度设置为230℃，主机转速为350r/min。

步骤3)造粒：将步骤2)中获得的挤出物料经冷却后，进行切粒、造粒，即得。

采用上述技术方案，以PA11为主基材，添加玻璃纤维来提高材料强度及耐热温度，满足电子电器产品阻燃要求，提高安全性；再加入相容剂改善相容性和分散性，经混料、挤出、造粒即得改性尼龙材料产品；制备方法简单，经改性的尼龙材料具有优良的机械性能和力学性能，阻燃性好，且具有优良的耐高温性能，可满足120℃高温环境下的长期使用，应用效果好。

下表为本发明改性尼龙材料(PA11-K)的性能测试数据：

PA11在改性处理时，通过添加无机矿物粉体和玻璃纤维材料共混来提高材料强度及耐热温度等，也可以通过添加阻燃剂制备高阻燃性产品，满足电子电器产品阻燃要求(阻燃UL94-V-0级)提高安全性；再加入相容剂改善相容性和分散性，经配混、混炼、挤出、冷却、切粒、造粒得到产品。

产品优势如下：

改性尼龙材料(PA11-K)耐化学品性能好，除强酸强碱，仅次于PPS材料；优良的机械性能和力学性能，且阻燃性好；优良的耐高温性能，添加30％玻璃纤维可以满足120℃高温环境长期使用；突出的耐水解性能，不论冷水或热水中，其机械性能变化小于其它尼龙材料，可以长期在水环境中使用，且阻隔性优异；PA11-K材料的耐磨性是其它所有PA材料中最好的，不需要添加任何助剂抗耐磨是POM材料的10倍以上；同等玻璃纤维材料中，可以与PA、POM材料添加金属硫化物和铁氟龙产品媲美，但是价格上要低很多，产品具有价格竞争优势；从而，可进一步的通过改性方案实现了产品的更多应用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种改性尼龙材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：尼龙50-70份，玻璃纤维28-33份，相容剂5-10份，助剂2-4份；所述尼龙采用PA11。

2.根据权利要求1所述的改性尼龙材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：尼龙60份，玻璃纤维30份，相容剂8份，助剂3份；所述尼龙采用PA11。

3.根据权利要求1所述的改性尼龙材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：尼龙68份，玻璃纤维32份，相容剂9份，助剂4份；所述尼龙采用PA11。

4.根据权利要求1-3任一项所述的改性尼龙材料，其特征在于，所述PA11采用以下重量份的原料合成：POK 60-75份，PA6 30-40份，POE接枝相容剂6-12份，抗氧剂1010 2-4份，抗氧剂1098 2-4份。

5.根据权利要求1所述的改性尼龙材料，其特征在于：所述玻璃纤维采用ER-12-2000-910玻纤。

6.根据权利要求1所述的改性尼龙材料，其特征在于：所述相容剂采用PE马来酸酐接枝物。

7.根据权利要求1所述的改性尼龙材料，其特征在于：所述助剂包括受阻酚类抗氧剂、抗浮纤剂。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的改性尼龙材料的制备方法，其特征在于，包括以下加工步骤：

步骤1)混料：按重量份称取所述尼龙、玻璃纤维、相容剂和助剂，将所述尼龙、相容剂、助剂投入混料机，经混匀得混合物料；

步骤2)挤出：将步骤1)中获得的所述混合物料加入双螺杆挤出机，并在所述双螺杆挤出机的玻纤口处均匀加入所述玻璃纤维，经挤出，获得挤出物料；

步骤3)造粒：将步骤2)中获得的所述挤出物料经冷却后，进行切粒、造粒，即得。

9.根据权利要求8所述的改性尼龙材料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的温度设置为190-240℃，主机转速为330-360r/min。