CN112574556A - 一种低吸水高性能尼龙材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种低吸水高性能尼龙材料及其制备方法，涉及高分子复合材料。所述的低吸水高性能尼龙材料包括以下组分：20‑70重量份的尼龙66；5‑40重量份的尼龙6I/6T；30‑70重量份的纤维填料；0.5‑10重量份的其他助剂。本申请通过复配尼龙66和尼龙6I/6T，得到的尼龙材料及其制成的注塑产品具有更好的综合性能，克服了现有技术中尼龙66材料存在的易吸水的缺陷，具体解决了现有技术中的尼龙66材料及其制成的注塑件性能受环境湿度影响较大，特别是极端潮湿时，湿度越大刚性越低的问题。

Description

一种低吸水高性能尼龙材料及其制备方法

技术领域

本申请涉及高分子复合材料技术领域，特别涉及到一种低吸水高性能尼龙材料及其制备方法。

背景技术

尼龙66(聚酰胺66)疲劳强度和刚性较高，耐热性较好，摩擦系数低，广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。

尼龙66分子内含有大量的酰胺键，易于水分子形成氢键，因此在使用时容易吸水，在潮湿空气中最高能吸收10％的水分，在一般湿度情况下也能吸收2-4％的水分，导致材料体积膨胀，强度和模量下降。

因此，如何在日常使用中，特别是潮湿环境下保持尼龙66材料的性能和尺寸，防止由于吸水导致的强度刚性下降和尺寸变化，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的之一为提供一种低吸水高性能尼龙材料，通过尼龙66与低吸水尼龙复配，克服了现有尼龙66应用中存在的缺陷，具体解决了现有技术中的尼龙66材料及其制成的注塑件性能受环境湿度影响较大，特别是极端潮湿时，湿度越大刚性越低的问题。

本申请的目的之二为提供一种低吸水高性能尼龙材料的制备方法。

为实现上述目的之一，本申请实施例采用以下技术方案：一种低吸水高性能尼龙材料，以重量份计，包括以下组分：

尼龙66 20-70；

尼龙6I/6T 5-40；

纤维填料 30-70；

其他助剂 0.5-10。

在上述技术方案中，本申请实施例通过复配尼龙66和尼龙6I/6T，得到的尼龙材料及其制成的注塑产品具有更好的综合性能，克服了现有技术中尼龙66材料存在的易吸水的缺陷，具体解决了现有技术中的尼龙66材料及其制成的注塑件性能受环境湿度影响较大，特别是极端潮湿时，湿度越大刚性越低的问题。

进一步地，根据本申请实施例，其中，纤维填料选自玻璃纤维、碳纤维或矿物纤维中的一种或多种。

进一步地，根据本申请实施例，其中，其他助剂包括抗氧剂、偶联剂、润滑剂、增韧剂、光稳定剂和色母。

进一步地，根据本申请实施例，其中，抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1098 一种或多种复配。

进一步地，根据本申请实施例，其中，偶联剂为马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸的接枝物或共聚物中的一种或多种。

进一步地，根据本申请实施例，其中，润滑剂包括硅酮粉、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、酰胺蜡、硬脂酸盐、N,N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或多种。

进一步地，根据本申请实施例，其中，增韧剂为马来酸酐接枝POE、EPDM、乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种或多种。

进一步地，根据本申请实施例，其中，光稳定剂为二苯甲酮、苯并三唑或受阻胺中的一种或多种。

为了实现上述目的之二，本申请实施例还公开了一种如上所述的低吸水高性能尼龙材料的制备方法，包括以下步骤：

备料：按照组分及其重量份准备原料；

混料挤出：将尼龙66、尼龙6I/6T和其他助剂通过混料机混合均匀，加入到双螺杆挤出机中进行混炼，通过侧向喂料加入所述纤维填料后挤出料条；

冷却切粒：挤出的料条经过水槽冷却，冷却水温度为15-20℃，通过切粒机切粒，切粒机转速400-800rpm，烘干机烘干，包装即得成品。

进一步地，根据本申请实施例，其中，双螺杆挤出机转速为300-600rpm，挤出温度设定 260-280℃。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：与普通尼龙66材料相比，本申请通过复配尼龙66和尼龙6I/6T，得到的尼龙材料及其制成的注塑产品具有更好的综合性能，克服了现有技术中尼龙材料66存在的易吸水的缺陷，具体解决了现有技术中的尼龙66材料及其制成的注塑件性能受环境湿度影响较大，特别是极端潮湿时，湿度越大刚性越低的问题。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。

本申请公开了一种低吸水高性能尼龙材料，通过复配尼龙66和尼龙6I/6T，克服了现有技术中尼龙66材料存在的易吸水的缺陷。具体地，本申请所述的低吸水高性能尼龙材料包括以下组分：20-70重量份的尼龙66；5-40重量份的尼龙6I/6T；30-70重量份的纤维填料以及 0.5-10重量份的其他助剂。

其中，纤维填料选自玻璃纤维、碳纤维或矿物纤维中的一种或多种，在材料体系中起到增强作用。纤维填料的添加量影响了尼龙材料的强度，添加量占比越大，尼龙材料的强度越强，但过多的纤维填料也会产生浮纤问题，影响尼龙材料及其制品的外观。

其他助剂包括抗氧剂、偶联剂、润滑剂、增韧剂、光稳定剂和色母，通过这些助剂的添加对尼龙材料的一些性能进行调整。具体地，抗氧剂可以采用抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1098一种或多种，其添加量优选为0.2重量份，用于增强尼龙材料的抗氧化性能。偶联剂可以采用马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸的接枝物或共聚物中的一种或多种，其添加量可以为0.5-1重量份，用于提高纤维填料的分散度。润滑剂可以采用硅酮粉、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、酰胺蜡、硬脂酸盐、N,N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或多种，其添加量优选为0.3重量份，用于降低尼龙材料的摩擦力。增韧剂可以采用马来酸酐接枝POE、EPDM、乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种或多种，其添加量为3-7质量份，用于增强尼龙材料的韧性。光稳定剂可以采用二苯甲酮、苯并三唑或受阻胺中的一种或多种，其添加量优选为0.2重量份，用于改善尼龙材料的光稳定性。色母的添加量优选为0.3重量份，用于为尼龙材料染色。

此外，本申请还公开了一种如上所述的低吸水高性能尼龙材料的制备方法，包括以下步骤：

备料：按照组分及其重量份准备原料；

混料挤出：将尼龙66、尼龙6I/6T和其他助剂通过混料机混合均匀，加入到双螺杆挤出机中进行混炼，通过侧向喂料加入所述纤维填料后挤出料条；

冷却切粒：挤出的料条经过水槽冷却，冷却水温度为15-20℃，通过切粒机切粒，切粒机转速400-800rpm，烘干机烘干，包装即得成品。

其中，双螺杆挤出机转速为300-600rpm，挤出温度设定260-280℃。

基于上述技术方案，本申请通过调整尼龙66和尼龙6I/6T之间的重量份之比，能够对制得的尼龙材料的吸水率进行调整。下面通过列举实施例及对比例对此进行说明，但本申请并不限于这些实施例。

具体地，实施例1-15及对比例1的各组分含量如表1所示

表1

由表1可知，对比例1与实施例1-15之间的区别在于尼龙6I/6T的添加，而实施例1-15 中的尼龙66的添加量逐渐减少，尼龙6I/6T的添加量逐渐增多。上述实施例及对比例中的尼龙材料均属于尼龙66+30GF体系，对他们进行性能测试，测试结果如表2所示。其中，干态样条为注射成型后密封保存，湿态样条为注射成型后，在60℃水浴中浸泡48h。

表2

由表2可知，在尼龙66+30GF体系中，尼龙6I/6T的加入能有效降低体系的平衡吸水率，同时，基于尼龙6I/6T吸水后性能变化小的特点，共混体系在平衡吸水以后，能很好的保持强度和刚性，这一趋势随着体系中龙6I/6T比例的增加愈发明显。

其次，实施例16-30及对比例2中的各组分含量如表3所示。

表3

由表3可知，对比例2与实施例16-30之间的区别在于尼龙6I/6T的添加，而实施例16-30 中的尼龙66的添加量逐渐减少，尼龙6I/6T的添加量逐渐增多。上述实施例及对比例中的尼龙材料均属于尼龙66+30GF体系，对他们进行性能测试，测试结果如表4所示。其中，干态样条为注射成型后密封保存，湿态样条为注射成型后，在60℃水浴中浸泡48h。

表4

如表4所示，在尼龙66+500GF体系中，尼龙6I/6T的加入能有效降低体系的平衡吸水率，同时，基于尼龙6I/6T吸水后性能变化小的特点，共混体系在平衡吸水以后，能很好的保持强度和刚性，这一趋势随着体系中龙6I/6T比例的增加愈发明显。

最后，实施例31-36中的组分含量如表5所示。

表5

如表5所示，实施例18与实施例31-32之间的不同在于偶联剂的添加，实施例18与实施例33-35之间的不同在于增韧剂的添加，而实施例18与实施例36之间的区别在于偶联剂和增韧剂的添加。对上述实施例进行性能测试，测试结果如表6所示。其中，干态样条为注射成型后密封保存，湿态样条为注射成型后，在60℃水浴中浸泡48h。

表6

如表6所示，在尼龙66+尼龙6I/6T+GF体系中，偶联剂的加入有助于提高基体与玻纤的结合能力，增加材料刚性；增韧剂在基体中分散，提高材料的韧性，两者均能进一步降低复合材料的吸水率，并调节材料的机械性能。

尽管上面对本申请说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本申请，但是本申请不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本申请精神和范围内，一切利用本申请构思的申请创造均在保护之列。

Claims (10)

1.一种低吸水高性能尼龙材料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的一种低吸水高性能尼龙材料，其特征在于，所述的纤维填料选自玻璃纤维、碳纤维或矿物纤维中的一种或多种。

3.根据权利要求3所述的一种低吸水高性能尼龙材料，其特征在于，所述的其他助剂包括抗氧剂、偶联剂、润滑剂、增韧剂、光稳定剂和色母。

4.根据权利要求3所述的一种低吸水高性能尼龙材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1098一种或多种复配。

5.根据权利要求3所述的一种低吸水高性能尼龙材料，其特征在于，所述的偶联剂为马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸的接枝物或共聚物中的一种或多种。

6.根据权利要求3所述的一种低吸水高性能尼龙材料，其特征在于，所述的润滑剂包括硅酮粉、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、酰胺蜡、硬脂酸盐、N,N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或多种。

7.根据权利要求3所述的一种低吸水高性能尼龙材料，其特征在于，所述的增韧剂为马来酸酐接枝POE、EPDM、乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种或多种。

8.根据权利要求3所述的一种低吸水高性能尼龙材料，其特征在于，所述的光稳定剂为二苯甲酮、苯并三唑或受阻胺中的一种或多种。

9.一种如权利要求1-8中的任一项所述的低吸水高性能尼龙材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

备料：按照组分及其重量份准备原料；

混料挤出：将所述尼龙66、尼龙6I/6T和其他助剂通过混料机混合均匀，加入到双螺杆挤出机中进行混炼，通过侧向喂料加入所述纤维填料后挤出料条；

冷却切粒：挤出的料条经过水槽冷却，冷却水温度为15-20℃，通过切粒机切粒，切粒机转速400-800rpm，烘干机烘干，包装即得成品。

10.根据权利要求9所述的一种低吸水高性能尼龙材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机转速为300-600rpm，挤出温度设定260-280℃。