CN114456586A - 一种无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114456586A CN114456586A CN202210094998.0A CN202210094998A CN114456586A CN 114456586 A CN114456586 A CN 114456586A CN 202210094998 A CN202210094998 A CN 202210094998A CN 114456586 A CN114456586 A CN 114456586A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nylon
- composite material
- fiber
- resin
- floating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 title claims abstract description 73
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 10
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims abstract description 66
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 49
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 49
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 44
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 13
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 13
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 9
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims description 5
- 239000012860 organic pigment Substances 0.000 claims description 5
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 4
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 4
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 claims description 4
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 claims description 3
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 claims description 3
- IRERQBUNZFJFGC-UHFFFAOYSA-L azure blue Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[S-]S[S-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] IRERQBUNZFJFGC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- -1 benzophenone functional group compound Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000006084 composite stabilizer Substances 0.000 claims description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 3
- KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N iron zinc Chemical compound [Fe].[Zn] KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 claims description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DJZKNOVUNYPPEE-UHFFFAOYSA-N tetradecane-1,4,11,14-tetracarboxamide Chemical compound NC(=O)CCCC(C(N)=O)CCCCCCC(C(N)=O)CCCC(N)=O DJZKNOVUNYPPEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000013799 ultramarine blue Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 3
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FWLHAQYOFMQTHQ-UHFFFAOYSA-N 2-N-[8-[[8-(4-aminoanilino)-10-phenylphenazin-10-ium-2-yl]amino]-10-phenylphenazin-10-ium-2-yl]-8-N,10-diphenylphenazin-10-ium-2,8-diamine hydroxy-oxido-dioxochromium Chemical compound O[Cr]([O-])(=O)=O.O[Cr]([O-])(=O)=O.O[Cr]([O-])(=O)=O.Nc1ccc(Nc2ccc3nc4ccc(Nc5ccc6nc7ccc(Nc8ccc9nc%10ccc(Nc%11ccccc%11)cc%10[n+](-c%10ccccc%10)c9c8)cc7[n+](-c7ccccc7)c6c5)cc4[n+](-c4ccccc4)c3c2)cc1 FWLHAQYOFMQTHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N Quinacridone Chemical compound N1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1C=C1C(=O)C3=CC=CC=C3NC1=C2 NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RJGDLRCDCYRQOQ-UHFFFAOYSA-N anthrone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3CC2=C1 RJGDLRCDCYRQOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000000751 azo group Chemical group [*]N=N[*] 0.000 claims description 2
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims 1
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 150000008301 phosphite esters Chemical class 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- OKOBUGCCXMIKDM-UHFFFAOYSA-N Irganox 1098 Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)NCCCCCCNC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 OKOBUGCCXMIKDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000008425 anthrones Chemical class 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001052 yellow pigment Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
- C08J5/043—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with glass fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2377/02—Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2477/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料及其制备方法和应用。所述增强尼龙复合材料包括以下组分：均聚尼龙树脂30‑70重量份，共聚尼龙树脂5‑30重量份，玻璃纤维30‑45重量份，着色剂0.1‑3重量份，添加剂0.1‑5重量份。均聚尼龙树脂为均聚尼龙6树脂或均聚尼龙66树脂；共聚尼龙树脂为共聚尼龙6树脂或共聚尼龙66树脂。玻璃纤维的平均保留长度为70‑200μm。本发明的增强尼龙复合材料具有很高的焊接强度，外观无浮纤，具有合适的拉伸强度，可以满足办公座椅行业的BIFMA测试要求。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
聚酰胺，俗称尼龙，是一种重要的热塑性工程塑料，因其具有强度高、自润滑性好、耐磨、耐油和易于成型加工等诸多优良性能，而被广泛应用于汽车、机械零部件、电子电气、家电等领域。然而尼龙6和尼龙66分子由于氢键的存在使其具有较强的吸水性，导致产品尺寸稳定性差、耐强酸强碱性差、干态和低温冲击强度低等缺陷，限制了其应用，因此需要对尼龙6和尼龙66进行增强、填充、增韧、阻燃等改性，以满足不同的使用需求。
增强尼龙6因其优异的力学性能而广泛应用于办公座椅行业，也有很少一部分办公座椅使用增强尼龙66，部分座椅的椅背常用振动摩擦焊接或者超声波焊接的方式连接，为了保障座椅能通过BIFMA认证，焊接部位需要有足够的焊接强度，如何提高增强尼龙6或增强尼龙66的焊接强度，同时使得产品具有良好的外观，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提出了一种无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料及其制备方法和应用。所述增强尼龙复合材料包括以下组分：均聚尼龙树脂，共聚尼龙树脂，玻璃纤维，着色剂，添加剂。均聚尼龙树脂为尼龙6树脂或尼龙66树脂；共聚尼龙树脂为共聚尼龙6树脂或共聚尼龙66树脂。制备时玻璃纤维中有40-80w.t.％从双螺杆挤出机侧喂料口加入，剩下的20-60w.t.％通过主喂料口加入，玻璃纤维的平均保留长度为70-200μm。
本发明提供一种无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料，包括如下组分：
所述均聚尼龙树脂为均聚尼龙6树脂或均聚尼龙66树脂；所述共聚尼龙树脂为共聚尼龙6树脂或共聚尼龙66树脂。
进一步的，所述的玻璃纤维在所述无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料中的平均保留长度为70-200μm。本发明中，由于玻璃纤维在挤出机中会发生剪切使得长度会变小，因此平均保留长度70-200μm的玻璃纤维可以通过将一定长度或者不同长度配比的玻璃纤维加入挤出机熔融挤出来实现；也可以通过在不同位置的喂料口添加不同长度的玻璃纤维，或者在不同位置的喂料口添加不同比例的玻璃纤维来实现，具体可以根据挤出机的型号、螺杆组合、喂料口位置和玻璃纤维原料的起始长度等来确定。若无特别说明，本发明在不同位置的喂料口添加不同比例的玻璃纤维来实现其平均保留长度处于合理的范围内。
进一步的，所述均聚尼龙树脂的0.01g/mL浓度浓硫酸溶液在25℃下测试的相对粘度为2.0～3.4。
进一步的，所述共聚尼龙树脂为己内酰胺与己二酰己二胺的共聚物。
进一步的，所述共聚尼龙树脂的数均分子量为14000-25000，其中所述己内酰胺含量为85-95w.t.％。如果数均分子量不在适当范围内或己内酰胺添加量太高，结晶破坏太多，拉伸强度、冲击强度、弯曲模量等下降较为明显。
进一步的，所述共聚尼龙树脂的熔融温度为190-210℃。熔融温度用差示扫描量热法测试，标准参照ISO 11357-1:2016。熔融温度低于190℃时，材料的性能会比较差；熔融温度若高于210℃，则与PA6的熔融温度220℃较为接近，对焊接的改善不明显。
进一步的，所述玻璃纤维为E玻璃纤维、A玻璃纤维、S玻璃纤维、D玻璃纤维、C玻璃纤维、石英玻璃纤维中的任意一种或多种。
进一步的，所述着色剂选自无机颜料、有机颜料、染料中的任意一种或多种；所述无机颜料选自硫化锌、炭黑、群青蓝、锌铁黄中的任意一种或多种；所述有机颜料选自酞菁、喹吖啶酮、苯胺黑和苝中的任意一种或多种；所述染料选自蒽醌、蒽酮、偶氮中的任意一种或多种。
进一步的，所述添加剂为抗氧剂、热稳定剂、润滑剂中的任意一种或多种。
进一步的，所述热稳定剂选自受阻酚稳定剂、亚磷酸酯稳定剂、卤化亚铜复合稳定剂、含二苯甲酮官能团化合物的稳定剂中的任意一种或多种。
本发明还提供所述的无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料的制备方法，包括如下步骤：分别称取各组分并投入混合机中进行混合直至均匀，得到预混物；然后将所得预混物投入双螺杆挤出机中进行熔融混合，并挤出造粒，其中玻璃纤维有40-80w.t.％从双螺杆挤出机侧喂料口加入，剩余的20-60w.t.％通过主喂料口加入，得到所述无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料。双螺杆挤出机的螺杆长径比为36:1～48:1，螺筒温度为160-260℃，螺杆转速为300～800rpm。
本发明还提供所述的无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料在办公座椅、家电、汽车或电动工具行业中的应用。
综上，与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：
本发明的增强尼龙复合材料具有很高的焊接强度，焊接强度可以达到72MPa；合适的拉伸强度，拉伸强度可以达到192MPa，且都具有无浮纤的良好外观，可以满足办公座椅行业的BIFMA测试要求。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中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的实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明引入低熔融温度的共聚尼龙，PA6或PA66进行摩擦焊接或者超声波焊接时，温度会达到220℃以上，加入熔融温度更低的共聚尼龙后此温度会下降，因此可以降低焊接时复合材料的熔融温度，同时减缓了结晶速率，使得尼龙球晶的尺寸更大更完善，结晶越完善，存在的缺陷越少，在共聚尼龙特定的用量范围内，能提高焊接强度；焊接强度还随着玻璃纤维含量的提高先增大后减小，当玻璃纤维含量一定时，其平均保留长度越短，焊接强度越高，但是拉伸强度也会降低，同样难以通过办公座椅行业的BIFMA测试，因此玻璃纤维采用主、侧喂同时喂料的加工方式，玻璃纤维的平均保留长度处于合理的范围，既能保证较高的拉伸强度，又能具有较高的焊接强度，同时外观无浮纤。
本发明的方案适用于办公座椅的焊接，常用振动摩擦焊接或者超声波焊接的方式连接，激光焊接常用于汽车中结构复杂连接件或腔体结构，本发明的尼龙复合材料与激光焊接采用的尼龙复合材料有所不同，针对于不同的使用场景。
本发明提供一种聚酰胺组合物，包括如下组分：
所述均聚尼龙树脂为尼龙6树脂或尼龙66树脂；所述共聚尼龙树脂为共聚尼龙6树脂或共聚尼龙66树脂。
所述均聚尼龙树脂的0.01g/mL浓度浓硫酸溶液在25℃下测试的相对粘度为2.0～3.4。
所述共聚尼龙树脂为己内酰胺与己二酰己二胺的共聚物，其数均分子量为14000-25000，其中己内酰胺含量为85-95w.t.％。
所述共聚尼龙树脂的熔融温度为190-210℃。
所述玻璃纤维为E玻璃纤维、A玻璃纤维、S玻璃纤维、D玻璃纤维、C玻璃纤维、石英玻璃纤维中的任意一种或多种，优选E玻璃纤维。
所述玻璃纤维有40-80w.t.％从双螺杆挤出机侧喂料口加入，剩余的20-60w.t.％通过主喂料口加入。
所述玻璃纤维在由所述增强尼龙6复合材料制得的制品中的平均保留长度为70-200μm。
所述着色剂选自无机颜色，例如硫化锌、炭黑、群青蓝和锌铁黄，或有机颜料，例如酞菁、喹吖啶酮、苯胺黑和苝，或染料，如蒽醌、蒽酮和偶氮中的任意一种或多种。
所述添加剂为抗氧剂、热稳定剂、润滑剂中的任意一种或多种。
所述热稳定剂选自受阻酚稳定剂、亚磷酸酯稳定剂、卤化亚铜复合稳定剂、含二本甲酮官能团化合物的稳定剂中的任意一种或多种。
实施例
下面结合具体实施例和对比实施例来进一步说明本发明，以下具体实施例均为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制，特别并不局限于下述具体实施例中所使用的各组分原料的型号。
实施例及对比例中的原料均可通过市售得到，具体如下：
均聚尼龙6#1：牌号PA6HY2800A，相对粘度2.8，江苏海阳化纤；
均聚尼龙6#2：牌号PA6BL40H，相对粘度4.0，巴陵石化；
共聚尼龙6#1：牌号HYG-2800A，己内酰胺含量90w.t.％，数均分子量18450，熔融温度为199℃，江苏海阳化纤；
共聚尼龙6#2：牌号HYG-2500A，己内酰胺含量97w.t.％，数均分子量14500，熔融温度为208℃，江苏海阳化纤；
玻璃纤维：牌号ECS10-03-568H，巨石，玻纤起始长度3mm；
着色剂：炭黑，牌号M717，卡博特；
抗氧剂：受阻酚类，牌号IRGANOX 1098，BASF；
润滑剂：酯类，牌号TR044W，Struktol。
除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
按照表1和表2中所述的具体实施例1～12和对比例1～7的配方用量(重量份)分别称取各组分并投入混合机中进行混合直至均匀，得到预混物；然后将所得预混物投入双螺杆挤出机中进行熔融混合，并挤出造粒，其中玻璃纤维有40-80w.t.％从双螺杆挤出机侧喂料口加入，剩余的20-60w.t.％通过主喂料口加入，得到所述无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料。双螺杆挤出机的螺杆长径比为36:1～48:1，螺筒温度为160-260℃，螺杆转速为300～800rpm。分别对制备得到的尼龙材料进行拉伸强度、焊接强度、玻璃纤维平均保留长度和外观的测试和观察。结果见表1和表2。
各项性能测试方法：
(1)拉伸强度：注塑成标准样条，根据ISO 527-2:2012测试；拉伸强度≥110MPa为合格；
(2)焊接强度：将样料注塑成40mm*15mm*6mm的矩形样条，然后进行超声波焊接，超声波焊接频率为20kV，焊接面积15*6cm2，根据ISO527-2:2012测试焊接后的拉伸强度；焊接强度≥58MPa为合格；
(3)玻璃纤维平均保留长度：塑料粒子于650℃灼烧30min后，在二次元显微镜下观察玻璃纤维长度，统计至少500根玻璃纤维的平均保留长度；
(4)外观评估：注塑100mm*100mm*2mm的方板，观察表面，进行浮纤评估，当观察到的浮纤面积≤20％时为优，当观察到的浮纤面积＞20％时为差。
表1实施例配方和性能测试(单位为重量份)
表2对比例配方和性能测试(单位为重量份)
对比例1与实施例1相比，未添加共聚尼龙6，焊接强度较低，对比例6与实施例1相比，加入了超量的40份共聚尼龙6，焊接强度也会降低，共聚尼龙在合适的质量范围内可以降低焊接温度，同时使得尼龙6结晶更为完善，但当共聚尼龙用量太高时，整个体系的拉伸强度下降，导致焊接强度下降。对比例2中玻璃纤维全部主喂，焊接强度很高，外观好，但玻纤保留长度很短，导致初始拉伸强度太低，无法通过办公座椅行业的强度测试要求，对比例3中玻璃纤维全部侧喂，玻纤保留长度很长，导致焊接强度较低，且外观差，也无法满足办公座椅行业的要求。对比例4中玻纤含量低于30-45重量份，对比例5中玻纤含量高于30-45重量份，对比例4和对比例5玻纤含量较低或较高，均导致焊接强度比较低。对比例7中均聚尼龙6的相对粘度不在2.0～3.4范围内，且粘度4.0树脂流动性差，因此焊接强度低，外观也比较差。
由实施例1～12可知，通过本发明的配方组成和制备方法得到的增强尼龙复合材料，具有很高的焊接强度，外观无浮纤，具有合适的拉伸强度；拉伸强度可以达到192MPa，焊接强度可以达到72MPa，且都具有无浮纤的良好外观。
综上，本发明公开了一种无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料及其制备方法和应用。所述的增强尼龙复合材料包括以下组分：均聚尼龙树脂30-70重量份，共聚尼龙树脂5-30重量份，玻璃纤维30-45重量份，着色剂0.1-3重量份，添加剂0.1-5重量份。制备时玻璃纤维中有40-80w.t.％从双螺杆挤出机侧喂料口加入，剩下的20-60w.t.％通过主喂料口加入。共聚尼龙添加量为5-30份时，既可以降低焊接温度，也能促进尼龙结晶更为完善，同时不会对拉伸强度影响太大；玻璃纤维平均保留长度为70-200μm时，增强尼龙复合材料具有合适的拉伸强度、焊接强度和良好的外观，可以满足办公座椅行业的BIFMA测试要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料，其特征在于，包括如下组分：
所述均聚尼龙树脂为均聚尼龙6树脂或均聚尼龙66树脂；所述共聚尼龙树脂为共聚尼龙6树脂或共聚尼龙66树脂。
2.根据权利要求1所述的无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料，其特征在于，所述的玻璃纤维在所述无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料中的平均保留长度为70-200μm。
3.根据权利要求1所述的无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料，其特征在于，所述均聚尼龙树脂的0.01g/mL浓度浓硫酸溶液在25℃下测试的相对粘度为2.0～3.4。
4.根据权利要求1所述的无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料，其特征在于，所述共聚尼龙树脂为己内酰胺与己二酰己二胺的共聚物。
5.根据权利要求4所述的无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料，其特征在于，所述共聚尼龙树脂的数均分子量为14000-25000。
6.根据权利要求1所述的无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料，其特征在于，所述共聚尼龙树脂的熔融温度为190-210℃。
7.根据权利要求1所述的无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为E玻璃纤维、A玻璃纤维、S玻璃纤维、D玻璃纤维、C玻璃纤维、石英玻璃纤维中的任意一种或多种。
8.根据权利要求1所述的无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料，其特征在于，所述着色剂选自无机颜料、有机颜料、染料中的任意一种或多种；所述无机颜料选自硫化锌、炭黑、群青蓝、锌铁黄中的任意一种或多种；所述有机颜料选自酞菁、喹吖啶酮、苯胺黑和苝中的任意一种或多种；所述染料选自蒽醌、蒽酮、偶氮中的任意一种或多种。
9.根据权利要求1所述的无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料，其特征在于，所述添加剂为抗氧剂、热稳定剂、润滑剂中的任意一种或多种。
10.根据权利要求9所述的无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料，其特征在于，所述热稳定剂选自受阻酚稳定剂、亚磷酸酯稳定剂、卤化亚铜复合稳定剂、含二苯甲酮官能团化合物的稳定剂中的任意一种或多种。
11.权利要求1-10任一项所述的无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：分别称取各组分并投入混合机中进行混合直至均匀，得到预混物；然后将所得预混物投入双螺杆挤出机中进行熔融混合，并挤出造粒，其中玻璃纤维有40-80w.t.％从双螺杆挤出机侧喂料口加入，剩余的20-60w.t.％通过主喂料口加入，得到所述无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料；双螺杆挤出机的螺杆长径比为36:1～48:1，螺筒温度为160-260℃，螺杆转速为300～800rpm。
12.权利要求1-10任一项所述的无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料在办公座椅、家电、汽车或电动工具行业中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210094998.0A CN114456586B (zh) | 2022-01-26 | 2022-01-26 | 一种无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210094998.0A CN114456586B (zh) | 2022-01-26 | 2022-01-26 | 一种无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114456586A true CN114456586A (zh) | 2022-05-10 |
| CN114456586B CN114456586B (zh) | 2024-06-18 |
Family
ID=81411093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210094998.0A Active CN114456586B (zh) | 2022-01-26 | 2022-01-26 | 一种无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114456586B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10204286A (ja) * | 1997-01-17 | 1998-08-04 | Toray Ind Inc | 溶着用ポリアミド樹脂組成物 |
| JPH10231421A (ja) * | 1996-12-17 | 1998-09-02 | Toray Ind Inc | 溶着用樹脂組成物 |
| JPH10231420A (ja) * | 1996-12-17 | 1998-09-02 | Toray Ind Inc | 樹脂組成物 |
| JPH10330613A (ja) * | 1997-05-30 | 1998-12-15 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 溶着用ガラス繊維強化ポリアミド樹脂 |
| JP2001181500A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-03 | Toray Ind Inc | ウエルドを有する成形品用ナイロン樹脂組成物 |
| CN106751771A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-05-31 | 杭州本松新材料技术股份有限公司 | 一种高纤维增强尼龙复合材料 |
| CN110294929A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-10-01 | 平顶山市科隆新材料有限公司 | 一种增强尼龙66复合材料及其制备方法 |
| CN112679945A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-20 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种良外观高玻纤增强尼龙复合材料及其应用 |
-
2022
- 2022-01-26 CN CN202210094998.0A patent/CN114456586B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10231421A (ja) * | 1996-12-17 | 1998-09-02 | Toray Ind Inc | 溶着用樹脂組成物 |
| JPH10231420A (ja) * | 1996-12-17 | 1998-09-02 | Toray Ind Inc | 樹脂組成物 |
| JPH10204286A (ja) * | 1997-01-17 | 1998-08-04 | Toray Ind Inc | 溶着用ポリアミド樹脂組成物 |
| JPH10330613A (ja) * | 1997-05-30 | 1998-12-15 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 溶着用ガラス繊維強化ポリアミド樹脂 |
| JP2001181500A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-03 | Toray Ind Inc | ウエルドを有する成形品用ナイロン樹脂組成物 |
| CN106751771A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-05-31 | 杭州本松新材料技术股份有限公司 | 一种高纤维增强尼龙复合材料 |
| CN110294929A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-10-01 | 平顶山市科隆新材料有限公司 | 一种增强尼龙66复合材料及其制备方法 |
| CN112679945A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-20 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种良外观高玻纤增强尼龙复合材料及其应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114456586B (zh) | 2024-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101955664B (zh) | 一种纺织器材用增强耐磨尼龙66复合物及其制备方法 | |
| CN112552674B (zh) | 一种低浮纤、高冲击强度聚酰胺复合材料 | |
| EP0315451B1 (en) | Glass fiber reinforced thermoplastic resin compositions | |
| JP3169951B2 (ja) | 高強度ポリアミド樹脂組成物及びその製造法 | |
| CN111534099B (zh) | 低成本低浮纤高玻纤含量的增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法 | |
| CN109401302A (zh) | 良表面高冲击尼龙/pok合金及其制备方法 | |
| CN110105738B (zh) | 一种阻燃pc/abs材料及其制备方法和应用 | |
| CN113201217B (zh) | 一种深色阻燃尼龙及其制备方法 | |
| EP3929250B1 (de) | Polyamid-formmassen mit niedrigem dielektrischen verlustfaktor | |
| CN112745673A (zh) | 一种高强度、良外观聚酰胺组合物及其制备方法和应用 | |
| CN114410091A (zh) | 一种耐高温抗冲击高强度的改性聚乳酸材料及其制备方法 | |
| CN114456586A (zh) | 一种无浮纤高焊接强度增强尼龙复合材料及其制备方法和应用 | |
| CA1334117C (en) | Fiber-reinforced polymer composition | |
| CN112063056A (zh) | 一种良外观玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN112552676B (zh) | 一种可气辅成型聚酰胺复合材料 | |
| JPS62273255A (ja) | 耐溶剤性の改良された熱可塑性樹脂組成物 | |
| CN116997592A (zh) | 具有提高的抗水解性的聚酰胺组合物、其制备方法、其应用及由其制备的制品 | |
| CN114644828A (zh) | 一种高强度低介电尼龙复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN111748201A (zh) | 一种高强玻纤增强pa6复合材料及其制备方法 | |
| CN116144170B (zh) | 一种低水蒸气透过、可激光焊接的黑色玻纤增强聚酰胺组合物及其制备方法 | |
| CH717556A1 (de) | Polyamid-Formmasse mit niedrigem dielektrischem Verlustfaktor. | |
| CN114773728B (zh) | 一种聚丙烯组合物及其制备方法和应用 | |
| CN114672142B (zh) | 一种pbt组合物及其制备方法与应用 | |
| CN115678267B (zh) | 一种高反白led尼龙支架材料 | |
| CN115746557B (zh) | 一种增韧长碳链尼龙及其制备方法与应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |