CN114456594A - 一种原位化学增强耐磨pa66/gf复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种原位化学增强耐磨pa66/gf复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114456594A
CN114456594A CN202210274976.2A CN202210274976A CN114456594A CN 114456594 A CN114456594 A CN 114456594A CN 202210274976 A CN202210274976 A CN 202210274976A CN 114456594 A CN114456594 A CN 114456594A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass fiber
zone
parts
resistant
coupling agent
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
Application number
CN202210274976.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114456594B (zh
Inventor
卢津强
周立辉
宋向前
金英
车仕军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hengdian Group Debang Engineering Plastic Co ltd
Original Assignee
Hengdian Group Debang Engineering Plastic Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hengdian Group Debang Engineering Plastic Co ltd filed Critical Hengdian Group Debang Engineering Plastic Co ltd
Priority to CN202210274976.2A priority Critical patent/CN114456594B/zh
Publication of CN114456594A publication Critical patent/CN114456594A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114456594B publication Critical patent/CN114456594B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • C08J5/08—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials 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
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/10—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material characterised by the additives used in the polymer mixture
    • 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
    • C08J2377/06—Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • 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
    • C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2423/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2423/08—Copolymers of ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/042—Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14—Glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/08—Ingredients agglomerated by treatment with a binding agent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，公开了一种原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料及其制备方法。本发明的原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料按重量份计，包含PA66低聚体‑硅烷偶联剂‑玻璃纤维组合物、PA66树脂、氧化石墨烯、润滑剂、抗氧剂；其中，所述PA66低聚体‑硅烷偶联剂‑玻璃纤维组合物为PA66低聚物、硅烷偶联剂、玻璃纤维三者反应后的产物。本发明提供的PA66/GF复合材料机械性能和加工性能优越，可以解决汽车、电动工具、交通轨道行业使用的玻纤增强PA66耐磨性差、强度低等问题。

Description

一种原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体是涉及一种原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料及其制备方法。
背景技术
尼龙(PA)自20世纪50年代开发成功以后，已成为五大工程塑料中产量最大、用途最广、品种最多的重要高分子材料。一些发达国家在70年代就已经将改性PA66应用在铁轨紧固件中。经过40多年的使用和发展，PA66广泛应用到了套管、轨距块、挡板座等轨道紧固件中。PA66具备优良的力学性能，兼有比重小的优点，和金属部件相比，质轻、防锈、抗振、抗冲击，并且具备优异的加工性能，设计灵活，用在高铁上，可以解决机车运行时的抖动、噪音问题，并能保持轴距稳定，可以减少维修次数，对保障高铁的平稳运行十分重要。随着铁路向高速化、安全化方向发展，高分子材料起的作用越来越重要，成为继钢铁、石料之后的第三大材料。要缩小我国和发达国家在铁路领域方面的差距，高分子材料的研发与应用是关键。
尼龙66树脂本身相比于其他塑料有良好的耐磨性能。然而，加入玻纤、填料等无机助剂以后制造出的复合材料耐磨性能却不理想。这就限制了PA66在高强、耐磨材料领域的应用。目前，对PA66耐磨改性一般都是加入无机类的耐磨助剂，比如金属硫化物、炭黑、碳纤维、陶瓷粉等，这类助剂效果不明显而且对材料的力学性能影响很大。此外，采用有机类高分子聚合物作为耐磨助剂的产品也是层出不穷，比如聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)等。此类耐磨助剂加入到PA66树脂中做成复合材料，有效地提升了耐磨性能。然而，一方面，材料的强度和表面硬度下降比较大；另一方面，此类助剂要想达到较好的耐磨效果，添加量巨大，材料的性价比太低。因此，开发一款性价比高，综合性能优异的PA66复合材料迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料及其制备方法。本发明提供的PA66/GF复合材料机械性能和加工性能优越，可以解决汽车、电动工具、交通轨道行业使用的玻纤增强PA66耐磨性差、强度低等问题。
为达到本发明的目的，本发明的原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料按重量份计，包含：
Figure BDA0003555482090000021
其中，所述PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物为PA66低聚物、硅烷偶联剂、玻璃纤维三者反应后的产物。
进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物中PA66低聚物、硅烷偶联剂、玻璃纤维的质量比为10-20：1-2：80-120。
进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述PA66低聚体为己二酸与己二胺在水溶液中反应所得的附着在玻璃纤维表面的白色膜状固体，相对粘度在1.2-1.6之间。
进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述玻璃纤维为无碱、耐水解短切玻璃纤维；优选地，所述玻璃纤维长度为3mm-5mm，纤维单丝宽度为8-12μm。
进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物的制备方法包含：
(1)按重量份数计将100份短切玻璃纤维，1-2份硅烷偶联剂，60-80份去离子水加入反应釜中，用保护气体置换釜内的空气，至少两次，然后通入保护气体；
(2)将5-10份己二酸和5-10份己二胺投入反应釜，用保护气体置换高压釜内的空气，至少两次，然后通入保护气体；
(3)将步骤(2)反应后的混合物倒入漏斗，过滤掉水溶液，热烘，最终得到PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物。
优选地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(1)中设置反应釜温度为70-90℃，反应时间为0.5-1.5小时，搅拌桨转速80-120RPM。
优选地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(2)中设置反应釜150-200℃，反应时间0.5-1.5小时，搅拌桨转速80-120RPM。
优选地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(3)中过滤后的玻纤放入115-125℃烘箱，热烘4-6小时。
进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述PA66树脂为己二酸和己二胺缩聚而成的线性工程塑料级尼龙66切片，相对粘度在2.6-3.0之间。
进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述氧化石墨烯为经过强酸、过氧化物腐蚀后的石墨烯，该石墨烯表面富含羧基、羟基和羰基等含氧基团。
进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述氧化石墨烯的制备方法包含：
①按重量份数计，将30-40份石墨烯、80-100份去离子水、5-10份浓硝酸加入反应釜，通入空气进入反应釜作为氧源，设置温度70-90℃，反应时间2-3小时，搅拌桨转速150-200RPM；
②将反应后的混合物过滤掉水溶液，并且用去离子水反复冲洗，滤饼放入115-125℃烘箱，热烘4-6小时，再将烘干的滤饼搅拌打散，最终得到氧化石墨烯粉末。
进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述润滑剂为硅酮粉、乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、乙烯-丙烯酸离聚物中的一种或多种，优选乙烯-丙烯酸离聚物。
进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述抗氧剂为3,9-双[1,1-二甲基-2-[(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷(GA-80)、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(1098)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)、双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(626)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(S-9228)中的一种或多种，优选地，所述抗氧剂为GA-80和S-9228的复配物，复配比例按重量比为1:1-1:3。
另一方面，本发明还提供了一种前述原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将PA66树脂烘干；
(b)按所需重量份计称取除PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物之外的原料；
(c)将步骤(b)称得的原料投入到混合机中混匀备用；
(d)将混匀后的材料投入双螺杆挤出机中熔融挤出，PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物通过侧喂的方式加入，保持挤出机各温区温度为230℃-280℃，最终获得产品。
进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(a)中烘干温度为110℃-130℃，烘干时间2-4小时，烘后含水量控制在0.1％以下。
进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述双螺杆挤出机长径比为48：1，加工时螺杆转速400-450RPM，各温区的控制温度分别为：一区230℃、二区280℃、三区280℃、四区280℃、五区270℃、六区260℃、七区260℃、八区260℃、九区260℃、十区260℃、十一区260℃、机头270℃。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)本发明通过加入自制的PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物，有效地提升了玻纤与PA66树脂的界面结合力，极大地提升了玻纤增强PA66的耐摩擦性能。
(2)石墨烯(Graphene)是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，具有坚硬的表面又不失韧性。本发明采用自制的氧化石墨烯作为耐磨剂，经过氧化处理的石墨烯表面富含羧基、羰基、羟基等含氧基团，与本发明的PA66树脂、玻纤有很好的相容性，加入后既增加了玻纤增强PA66的韧性又提升了其耐磨性。
(3)本发明的生产过程安全环保，生产工艺和设备简单，非常容易实现工业化生产且成本较低，适合大规模推广，具有良好的经济效益。
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。
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。
此外，下面所描述的术语“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是必须针对相同的实施例或示例。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。
在本发明中，若无特殊说明，所述PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物的制备方法包含：
(1)按重量份数计将100份短切玻璃纤维，1份硅烷偶联剂，70份去离子水加入反应釜中，用保护气体置换釜内的空气，至少两次，然后通入保护气体；
(2)将8份己二酸和8份己二胺投入反应釜，用保护气体置换高压釜内的空气，至少两次，然后通入保护气体；
(3)将步骤(2)反应后的混合物倒入漏斗，过滤掉水溶液，热烘，最终得到PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物。
所述步骤(1)中设置反应釜温度为90℃，反应时间为1.0小时，搅拌桨转速100RPM。
所述步骤(2)中设置反应釜180℃，反应时间1.0小时，搅拌桨转速100RPM。
所述步骤(3)中过滤后的玻纤放入120℃烘箱，热烘4-6小时。
在本发明中，若无特殊说明，所述PA66树脂为己二酸和己二胺缩聚而成的线性工程塑料级尼龙66切片，相对粘度在2.6-3.0之间。
在本发明中，若无特殊说明，所述氧化石墨烯为经过强酸、过氧化物腐蚀后的石墨烯，该石墨烯表面富含羧基、羟基和羰基等含氧基团。
所述氧化石墨烯的制备方法包含：
①按重量份数计，将40份石墨烯、100份去离子水、8份浓硝酸加入反应釜，通入空气进入反应釜作为氧源，设置温度80℃，反应时间3小时，搅拌桨转速200RPM；
②将反应后的混合物过滤掉水溶液，并且用去离子水反复冲洗，滤饼放入120℃烘箱，热烘6小时，再将烘干的滤饼搅拌打散，最终得到氧化石墨烯粉末。
在本发明中，若无特殊说明，所述润滑剂为硅酮粉、乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、乙烯-丙烯酸离聚物中的一种或多种，优选乙烯-丙烯酸离聚物。
在本发明中，若无特殊说明，所述抗氧剂为3,9-双[1,1-二甲基-2-[(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷(GA-80)、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(1098)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)、双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(626)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(S-9228)中的一种或多种，优选地，所述抗氧剂为GA-80和S-9228的复配物，复配比例为1:1-1:3。
实施例1
一种原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料，包括按重量份计：
Figure BDA0003555482090000071
Figure BDA0003555482090000081
所述原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料的制备方法包括以下步骤：
(a)将PA66树脂烘干，烘干温度为120℃，烘干时间2-4小时，烘后含水量控制在0.1％以下即可；
(b)按所需重量份计称取除PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物之外的原料；
(c)将步骤(b)称得的原料投入到混合机中混匀备用；
(d)将混匀后的材料投入双螺杆挤出机中熔融挤出，PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物通过侧喂的方式加入，保持挤出机各温区温度为230℃-280℃，最终获得产品。
其中，所述双螺杆挤出机长径比为48：1，加工时螺杆转速400RPM，各温区的控制温度分别为：一区230℃、二区280℃、三区280℃、四区280℃、五区270℃、六区260℃、七区260℃、八区260℃、九区260℃、十区260℃、十一区260℃、机头270℃。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于，首先按重量份数称取以下物料：
Figure BDA0003555482090000082
将上述除了PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物之外的物料投入到高速混合机中混合混匀，然后将混合后的物料放入挤出机的主下料筒通过挤出机造粒，挤出过程中40份PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物通过侧喂料的方式加入，保持真空开启，一区230℃、二区280℃、三区280℃、四区280℃、五区270℃、六区260℃、七区260℃、八区260℃、九区260℃、十区260℃、十一区260℃、机头270℃。其中，双螺杆挤出机长径比为48：1，加工时螺杆转速400RPM。
实施例3
本实施例与实施例1不同之处在于：首先按重量份数称取以下物料：
Figure BDA0003555482090000091
将上述除了PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物之外的物料投入到高速混合机中混合混匀，然后将混合后的物料放入挤出机的主下料筒通过挤出机造粒，挤出过程中30份PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物通过侧喂料的方式加入，保持真空开启，一区230℃、二区280℃、三区280℃、四区280℃、五区270℃、六区260℃、七区260℃、八区260℃、九区260℃、十区260℃、十一区260℃、机头270℃。其中，双螺杆挤出机长径比为48：1，加工时螺杆转速400RPM。对比例1
本对比例与实施例1的不同之处在于，首先按重量份数称取以下物料：
Figure BDA0003555482090000092
Figure BDA0003555482090000101
将上述除了短切玻璃纤维之外的物料投入到高速混合机中混合混匀，然后将混合后的物料放入挤出机的主下料桶通过挤出机造粒，挤出过程中30份短切纤维通过侧喂料的方式加入，保持真空开启，挤出机各温区的温度为：一区230℃、二区280℃、三区280℃、四区280℃、五区270℃、六区260℃、七区260℃、八区260℃、九区260℃、十区260℃、十一区260℃、机头270℃。其中，双螺杆挤出机长径比为48：1，加工时螺杆转速400RPM。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处在于，首先按重量份数称取以下物料：
Figure BDA0003555482090000102
将上述除了短切玻璃纤维之外的物料投入到高速混合机中混合混匀，然后将混合后的物料放入挤出机的主下料桶通过挤出机造粒，挤出过程中30份短切纤维通过侧喂料的方式加入，保持真空开启，挤出机各温区的温度为：一区230℃、二区280℃、三区280℃、四区280℃、五区270℃、六区260℃、七区260℃、八区260℃、九区260℃、十区260℃、十一区260℃、机头270℃。其中，双螺杆挤出机长径比为48：1，加工时螺杆转速400RPM。
对比例3
本对比例与实施例1的不同之处在于石墨烯未经强酸、过氧化物腐蚀，并非本发明所述氧化石墨烯。
对比例4
本对比例与实施例1的不同之处在于未加入本发明所述氧化石墨烯，也不加入石墨烯。
表1实施例1-3和对比例1-4测试数据
Figure BDA0003555482090000111
注：磨耗测试按照国标GB/T 3960-216执行，其他力学性能测试也均按对应的国标执行。
从表中可以看出，PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维对复合材料的物理性能以及磨耗量影响很大，均表现出正相关效应。此外，未经氧化处理的石墨烯虽然影响了材料的物理性能，但提升了材料的耐磨性能；加入经过氧化处理的石墨烯，不仅能增加材料的物理性能，还能提升材料的耐磨性能，而加入不经氧化处理的石墨烯和不加入石墨烯所得材料性能差别不大。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的实施例而已，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)

1.一种原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料，其特征在于，所述原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料按重量份计，包含：
Figure FDA0003555482080000011
其中，所述PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物为PA66低聚物、硅烷偶联剂、玻璃纤维三者反应后的产物。
2.根据权利要求1所述的原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料，其特征在于，所述PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物中PA66低聚物、硅烷偶联剂、玻璃纤维的质量比为10-20：1-2：80-120；优选地，所述PA66低聚体为己二酸与己二胺在水溶液中反应所得的附着在玻璃纤维表面的白色膜状固体，相对粘度在1.2-1.6之间；优选地，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；优选地，所述玻璃纤维为无碱、耐水解短切玻璃纤维；优选地，所述玻璃纤维长度为3mm-5mm，纤维单丝宽度为8-12μm。
3.根据权利要求1所述的原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料，其特征在于，所述PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物的制备方法包含：
(1)按重量份数计将100份短切玻璃纤维，1-2份硅烷偶联剂，60-80份去离子水加入反应釜中，用保护气体置换釜内的空气，至少两次，然后通入保护气体；
(2)将5-10份己二酸和5-10份己二胺投入反应釜，用保护气体置换高压釜内的空气，至少两次，然后通入保护气体；
(3)将步骤(2)反应后的混合物倒入漏斗，过滤掉水溶液，热烘，最终得到PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物。
4.根据权利要求3所述的原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料，其特征在于，所述步骤(1)中设置反应釜温度为70-90℃，反应时间为0.5-1.5小时，搅拌桨转速80-120RPM；优选地，所述步骤(2)中设置反应釜150-200℃，反应时间0.5-1.5小时，搅拌桨转速80-120RPM；优选地，所述步骤(3)中过滤后的玻纤放入115-125℃烘箱，热烘4-6小时。
5.根据权利要求1所述的原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料，其特征在于，所述PA66树脂为己二酸和己二胺缩聚而成的线性工程塑料级尼龙66切片，相对粘度在2.6-3.0之间。
6.根据权利要求1所述的原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料，其特征在于，所述氧化石墨烯为经过强酸、过氧化物腐蚀后的石墨烯；优选地，所述氧化石墨烯的制备方法包含：
①按重量份数计，将30-40份石墨烯、80-100份去离子水、5-10份浓硝酸加入反应釜，通入空气进入反应釜作为氧源，设置温度70-90℃，反应时间2-3小时，搅拌桨转速150-200RPM；
②将反应后的混合物过滤掉水溶液，并且用去离子水反复冲洗，滤饼放入115-125℃烘箱，热烘4-6小时，再将烘干的滤饼搅拌打散，最终得到氧化石墨烯粉末。
7.根据权利要求1所述的原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硅酮粉、乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、乙烯-丙烯酸离聚物中的一种或多种；优选乙烯-丙烯酸离聚物。
8.根据权利要求1所述的原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为GA-80、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种；优选地，所述抗氧剂为GA-80和双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯的复配物，复配比例按重量比为1:1-1:3。
9.权利要求1-8任一项所述原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(a)将PA66树脂烘干；
(b)按所需重量份计称取除PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物之外的原料；
(c)将步骤(b)称得的原料投入到混合机中混匀备用；
(d)将混匀后的材料投入双螺杆挤出机中熔融挤出，PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物通过侧喂的方式加入，保持挤出机各温区温度为230℃-280℃，最终获得产品。
10.根据权利要求9所述的原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中烘干温度为110℃-130℃，烘干时间2-4小时，烘后含水量控制在0.1％以下；优选地，所述双螺杆挤出机长径比为48：1，加工时螺杆转速400-450RPM，各温区的控制温度分别为：一区230℃、二区280℃、三区280℃、四区280℃、五区270℃、六区260℃、七区260℃、八区260℃、九区260℃、十区260℃、十一区260℃、机头270℃。
CN202210274976.2A 2022-03-21 2022-03-21 一种原位化学增强耐磨pa66/gf复合材料及其制备方法 Active CN114456594B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210274976.2A CN114456594B (zh) 2022-03-21 2022-03-21 一种原位化学增强耐磨pa66/gf复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210274976.2A CN114456594B (zh) 2022-03-21 2022-03-21 一种原位化学增强耐磨pa66/gf复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114456594A true CN114456594A (zh) 2022-05-10
CN114456594B CN114456594B (zh) 2024-09-24

Family

ID=81416740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210274976.2A Active CN114456594B (zh) 2022-03-21 2022-03-21 一种原位化学增强耐磨pa66/gf复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114456594B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115197489A (zh) * 2022-06-10 2022-10-18 深圳市沃尔核材股份有限公司 电线电缆料及其制备方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120053273A1 (en) * 2009-05-04 2012-03-01 Ching Fong Hon High Wear-Resistant Nylon Composite Material For Rollers On Airport Freight Vehicles And Preparation Method Thereof
WO2015058392A1 (zh) * 2013-10-23 2015-04-30 华南理工大学 尼龙66浸渍配料及其用于生产长玻纤增强尼龙66粒料的方法
CN104804424A (zh) * 2015-05-12 2015-07-29 华东理工大学 用于尼龙/玻璃纤维增强复合材料的界面增容剂及其制备方法
CN105131593A (zh) * 2015-08-31 2015-12-09 宁波海雨新材料科技有限公司 一种高强度高模量玻纤增强尼龙66复合材料及制备方法
CN105623250A (zh) * 2016-03-12 2016-06-01 浙江亚太机电股份有限公司 一种尼龙/玻璃纤维/界面结合剂复合材料及其制备方法
CN106221202A (zh) * 2016-06-22 2016-12-14 常州第六元素材料科技股份有限公司 一种石墨烯、玻璃纤维与pa6的复合材料及其制备方法
CN106967293A (zh) * 2016-12-27 2017-07-21 河南科技大学 一种耐磨抗静电型聚酰胺复合材料及其制备方法
CN106995608A (zh) * 2017-04-10 2017-08-01 广东圆融新材料有限公司 一种耐高温低磨耗尼龙66组合物及其制备方法
US20170275435A1 (en) * 2016-03-28 2017-09-28 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Resin composition, molded product of resin composition, and joint structure of molded product of resin composition
CN107880538A (zh) * 2017-10-11 2018-04-06 上海阿莱德实业股份有限公司 一种高导热石墨烯改性尼龙复合材料及其制备方法
CN111378275A (zh) * 2020-04-30 2020-07-07 泰安市中研复合材料科技有限公司 一种车用高性能玻纤增强氧化石墨烯尼龙6/聚烯烃合金及其制备方法
KR20210050111A (ko) * 2019-10-28 2021-05-07 주식회사 삼양사 휨 변형이 적고 전자파 차폐 특성이 우수한 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품
CN113564923A (zh) * 2021-06-08 2021-10-29 上海工程技术大学 一种芳纶纤维复合材料用表面上浆剂及其制备和应用

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120053273A1 (en) * 2009-05-04 2012-03-01 Ching Fong Hon High Wear-Resistant Nylon Composite Material For Rollers On Airport Freight Vehicles And Preparation Method Thereof
WO2015058392A1 (zh) * 2013-10-23 2015-04-30 华南理工大学 尼龙66浸渍配料及其用于生产长玻纤增强尼龙66粒料的方法
CN104804424A (zh) * 2015-05-12 2015-07-29 华东理工大学 用于尼龙/玻璃纤维增强复合材料的界面增容剂及其制备方法
CN105131593A (zh) * 2015-08-31 2015-12-09 宁波海雨新材料科技有限公司 一种高强度高模量玻纤增强尼龙66复合材料及制备方法
CN105623250A (zh) * 2016-03-12 2016-06-01 浙江亚太机电股份有限公司 一种尼龙/玻璃纤维/界面结合剂复合材料及其制备方法
US20170275435A1 (en) * 2016-03-28 2017-09-28 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Resin composition, molded product of resin composition, and joint structure of molded product of resin composition
CN106221202A (zh) * 2016-06-22 2016-12-14 常州第六元素材料科技股份有限公司 一种石墨烯、玻璃纤维与pa6的复合材料及其制备方法
CN106967293A (zh) * 2016-12-27 2017-07-21 河南科技大学 一种耐磨抗静电型聚酰胺复合材料及其制备方法
CN106995608A (zh) * 2017-04-10 2017-08-01 广东圆融新材料有限公司 一种耐高温低磨耗尼龙66组合物及其制备方法
CN107880538A (zh) * 2017-10-11 2018-04-06 上海阿莱德实业股份有限公司 一种高导热石墨烯改性尼龙复合材料及其制备方法
KR20210050111A (ko) * 2019-10-28 2021-05-07 주식회사 삼양사 휨 변형이 적고 전자파 차폐 특성이 우수한 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품
CN111378275A (zh) * 2020-04-30 2020-07-07 泰安市中研复合材料科技有限公司 一种车用高性能玻纤增强氧化石墨烯尼龙6/聚烯烃合金及其制备方法
CN113564923A (zh) * 2021-06-08 2021-10-29 上海工程技术大学 一种芳纶纤维复合材料用表面上浆剂及其制备和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张东兴等: "《聚合物基复合材料科学与工程》", 哈尔滨工业大学出版社, pages: 68 - 69 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115197489A (zh) * 2022-06-10 2022-10-18 深圳市沃尔核材股份有限公司 电线电缆料及其制备方法
CN115197489B (zh) * 2022-06-10 2023-12-12 深圳市沃尔核材股份有限公司 电线电缆料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114456594B (zh) 2024-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102153857B (zh) 一种高填充良表面的增强聚酰胺组合物
CN1033640A (zh) 聚亚苯基硫醚组合物及其制备方法
KR20020021067A (ko) 폴리아미드 수지 조성물 및 이로 이루어진 성형품
CN103834160A (zh) 尼龙复合材料及其制备方法和应用
CN106947247A (zh) 玻璃纤维-矿物复合改性半芳香族尼龙/聚苯醚复合材料及其制备方法
CN114456594A (zh) 一种原位化学增强耐磨pa66/gf复合材料及其制备方法
CN101379117A (zh) 聚乳酸改性的聚碳化二亚胺化合物以及包含该化合物的聚乳酸树脂组合物和成形品
CN108884318A (zh) 具有优异的耐水解性的聚亚芳基硫醚树脂组合物
CN102702735A (zh) 一种高填充增强pa66复合材料及其制备方法
CN106380678A (zh) 高介电性能聚丙烯/尼龙/晶须复合材料及其制备方法
CN111040440A (zh) 一种低密度高耐磨尼龙复合材料及其制备方法和应用
CN108047712A (zh) 阻燃尼龙66复合材料及其制备方法
CN101191012B (zh) 一种高光泽、高流动长玻璃纤维增强聚酰胺复合材料及其制造方法
KR102196125B1 (ko) 폴리아마이드 수지 조성물 및 이의 제조방법
CN113929937A (zh) 一种玻璃纤维表面改性方法及其在pa66/gf复合材料中的应用
CN105623250A (zh) 一种尼龙/玻璃纤维/界面结合剂复合材料及其制备方法
CN110982262A (zh) 一种耐磨增强长碳链尼龙pa1012复合材料及其制备方法
CN103772895A (zh) 一种连续芳纶纤维增强聚甲醛材料及其制备方法
CN104356589B (zh) 碳纤维增强耐摩擦聚甲醛复合材料及制备方法
CN117285817A (zh) 一种阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法和应用
CN104710614A (zh) 一种支化尼龙树脂的制备方法
CN105153631A (zh) 一种涂层改性碳纤维增强abs树脂复合材料及其制备方法
CN115386122A (zh) 一种船舶内装用高耐腐蚀塑料管及其制备方法
CN104312006A (zh) 一种增强耐磨聚丙烯复合材料
CN108117746A (zh) 基于纳米颗粒填料的耐油抗拉尼龙复合材料

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