CN114517010A - 低密度尼龙复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种低密度尼龙复合材料，按重量份，包括如下组分；尼龙60‑80份；空心微珠10‑30份；增韧剂0‑20份；助剂0‑1份；本发明还公开了一种低密度尼龙复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1、尼龙粒子、增韧剂、助剂先预混均匀；S2、将S1的物料加入双螺杆挤出机的主料斗，空心微珠通过侧位料加入，通过抽真空负压将物料吸入挤出筒体，熔融挤出，经过水槽冷却、再经过切料机造粒；S3、注塑。通过上述方式，本发明能够根据需要加入空心微珠，达到降低材料密度，满足客户需要的目的。
Description
技术领域
本发明涉及尼龙复合材料领域，尤其是涉及低密度尼龙复合材料及其制备方法。
背景技术
低密度尼龙复合材料，常规技术主要通过选择聚丙烯(聚丙烯的密度为0.90–0.91克/立方厘米)等聚烯烃材料，而通常材料的改性都是增重，随着科技的发展可穿戴设备的广泛应用，希望材料尽可能的轻，这样人们在使用可穿戴设备时就会感觉舒服很多，而聚丙烯的密度以及强度等性能有很多的局限性，所以开发一款密度更轻且强度合适的材料就显得非常有必要，该技术选择尼龙作为主要基体树脂，比如：尼龙6、尼龙66、长链尼龙及其复合等尼龙，研发密度在0.80-0.90克/立方厘米的轻质复合材料，具体方法如下：1、配方：尼龙(PA)、空心微珠、助剂(包括：尼龙增韧剂、润滑剂、抗氧剂)构成；2、加工设备：双螺杆挤出机、合适的螺杆组合、主喂料器、侧喂料器、失重秤等设备；3、加工工艺：空心微珠、干燥好的尼龙粒子其它配方中的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒。
但是，常规方法除了选择低密度的材料，无法对密度进行调整和降低。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种低密度尼龙复合材料及其制备方法，主要是通过以尼龙和复合尼龙材料为载体，通过加入比重更轻的空心微珠，根据需要加入助剂，达到降低材料密度，满足客户需要的目的。
本发明的主要内容包括：一种低密度尼龙复合材料，按重量份，包括如下组分；
优选的，所述尼龙采用PA66、PA6、PA1010、PA1012中的一种或多种。
优选的，所述增韧剂采用马来酸酐接枝聚烯烃。
优选的，所述助剂为润滑剂、抗氧剂。
本发明还公开了一种低密度尼龙复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、尼龙粒子、增韧剂、助剂先预混均匀；
S2、将S1的物料加入双螺杆挤出机的主料斗，空心微珠通过侧位料加入，通过抽真空负压将物料吸入挤出筒体，熔融挤出，经过水槽冷却、再经过切料机造粒；
S3、注塑；
其中，步骤S2中的双螺杆挤出机主要包括：减速电机、喂料筒体、挤出筒体、主料斗、侧位料、真空接口，在所述喂料筒体中设置有喂料螺杆，在所述挤出筒体中设置有挤出螺杆，所述喂料螺杆和挤出螺杆通过减速电机驱动，所述真空接口靠近挤出筒体设置，真空接口连接外部真空系统，所述主料斗设置于喂料筒体靠近减速电机一侧的上方，所述侧位料设置于喂料筒体靠近减速电机一侧的侧面。
另外，螺杆组合设计方面须选用剪切力较弱的啮合块，比如：45度角的等。过强容易使得空心微珠被挤破，过弱则起不到树脂与空心微珠有效地混合；同时，须控制好加工温度，温度太高导致树脂流动性高，螺杆扭矩变小不利于混合，温度太低导致树脂粘度大，以致于使得螺杆剪切力增大，不利于空心微珠的完整性而被挤压破裂。上述两方面工艺因素对最终材料密度会有影响。
优选的，步骤S2中温度范围设置为230～280℃，主机转速300rpm。
优选的，所述真空接口处设置有网孔板，所述网孔板的孔径小于空心微珠的粒径。
空心玻璃微珠是一种尺寸微小的空心玻璃球体，典型粒径范围10-180微米，堆积密度0.1-0.25克/立方厘米,具有质轻、低导热、隔音、高分散、电绝缘性和热稳定性好等优点，在生产过程中，采用普通的双螺杆侧喂料来喂空心玻璃微珠会碰到一些技术难题，如螺杆的挤压和剪切会碾碎空心玻璃微珠，这样会增大改性物料的比重，大大削减材料轻量化的作用。
本发明中螺杆只有输送功能，没有任何挤压和剪切，可以最大程度地避免碾碎空心玻璃微珠，是通过负压的抽吸作用，把空心微珠完好无缺的送进挤出筒体中，进而达到高分子材料轻量化改性的目的。
本发明的有益效果在于：1、通过控制空心微珠的比例，可以调节材料的密度；2、产品密度控制在0.80-0.90克/立方厘米范围内，强度比较均衡且冲击强度更好，适合轻量化的穿戴产品。
附图说明
图1为本发明中双螺杆挤出机的结构示意图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明所保护的技术方案做具体说明。
实施例1
一种低密度尼龙复合材料，按重量份，包括如下组分；
PA66 80份；
空心微珠 20份；
制备方法：
S1、尼龙粒子、增韧剂、助剂先预混均匀；
S2、将S1的物料加入双螺杆挤出机的主料斗，空心微珠通过侧位料加入，通过抽真空负压将物料吸入挤出筒体，熔融挤出，经过水槽冷却、再经过切料机造粒；
其中，步骤S2中温度设置为230℃，主机转速300rpm。
实施例2
一种低密度尼龙复合材料，按重量份，包括如下组分；
PA6 72份；
空心微珠 20份；
增韧剂 8份
制备方法：
S1、尼龙粒子、增韧剂、助剂先预混均匀；
S2、将S1的物料加入双螺杆挤出机的主料斗，空心微珠通过侧位料加入，通过抽真空负压将物料吸入挤出筒体，熔融挤出，经过水槽冷却、再经过切料机造粒；
其中，步骤S2中温度设置为230℃，主机转速300rpm。
实施例3
一种低密度尼龙复合材料，按重量份，包括如下组分；
PA1010 65份；
空心微珠 20份；
增韧剂 15份；
制备方法：
S1、尼龙粒子、增韧剂、助剂先预混均匀；
S2、将S1的物料加入双螺杆挤出机的主料斗，空心微珠通过侧位料加入，通过抽真空负压将物料吸入挤出筒体，熔融挤出，经过水槽冷却、再经过切料机造粒；
其中，步骤S2中温度设置为230℃，主机转速300rpm。
实施例4
一种低密度尼龙复合材料，按重量份，包括如下组分；
PA1012 65份；
空心微珠 20份；
增韧剂 15份；
制备方法：
S1、尼龙粒子、增韧剂、助剂先预混均匀；
S2、将S1的物料加入双螺杆挤出机的主料斗，空心微珠通过侧位料加入，通过抽真空负压将物料吸入挤出筒体，熔融挤出，经过水槽冷却、再经过切料机造粒；
其中，步骤S2中温度设置为230℃，主机转速300rpm。
实施例5
一种低密度尼龙复合材料，按重量份，包括如下组分；
PA12 75份；
空心微珠 20份；
增韧剂 5份；
制备方法：
S1、尼龙粒子、增韧剂、助剂先预混均匀；
S2、将S1的物料加入双螺杆挤出机的主料斗，空心微珠通过侧位料加入，通过抽真空负压将物料吸入挤出筒体，熔融挤出，经过水槽冷却、再经过切料机造粒；
其中，步骤S2中温度设置为230℃，主机转速300rpm。
性能测试：测试标准：美国材料与试验协会标准(ASTM)，依据ASTM D 150测试介电常数；依据ASTM D 638测试拉伸性能；依据ASTM D 790测试弯曲性能；依据ASTM D 256和ASTM D 4812测试冲击性能。
性能对比
评测：测试结果如上表，标准：ASTM D 792,范围在0.8-0.9之间。对设计思路进行验证：通过选择密度非常小的空心微珠，同时选择强度相对较高且密度较小的尼龙材料作为基体树脂，调整空心微珠不同含量，得出空心微珠在20％左右时，从上述数据看，有较均衡的比强度。
上述五种不同尼龙为基体树脂的配方，实施例1-5的密度均在0.80-0.90克/立方厘米范围内，#3、#4强度比较均衡且冲击强度更好。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种低密度尼龙复合材料，其特征在于，按重量份，包括如下组分；
2.根据权利要求1所述的一种低密度尼龙复合材料，其特征在于，所述尼龙采用PA66、PA6、PA1010、PA1012中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种低密度尼龙复合材料，其特征在于，所述增韧剂采用马来酸酐接枝聚烯烃。
4.根据权利要求1所述的一种低密度尼龙复合材料，其特征在于，所述助剂为润滑剂、抗氧剂。
5.一种权利要求1-4任一所述低密度尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、尼龙粒子、增韧剂、助剂先预混均匀；
S2、将S1的物料加入双螺杆挤出机的主料斗，空心微珠通过侧位料加入，通过抽真空负压将物料吸入挤出筒体，熔融挤出，经过水槽冷却、再经过切料机造粒；
S3、注塑；
其中，步骤S2中的双螺杆挤出机主要包括：减速电机、喂料筒体、挤出筒体、主料斗、侧位料、真空接口，在所述喂料筒体中设置有喂料螺杆，在所述挤出筒体中设置有挤出螺杆，所述喂料螺杆和挤出螺杆通过减速电机驱动，所述真空接口靠近挤出筒体设置，真空接口连接外部真空系统，所述主料斗设置于喂料筒体靠近减速电机一侧的上方，所述侧位料设置于喂料筒体靠近减速电机一侧的侧面。
6.根据权利要求5所述的一种低密度尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中温度范围设置为230～280℃，主机转速300rpm。
7.根据权利要求5所述的一种低密度尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，所述真空接口处设置有网孔板，所述网孔板的孔径小于空心微珠的粒径。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103849143A (zh) * | 2012-11-30 | 2014-06-11 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种轻质玻纤增强聚酰胺材料及其制备方法 |
| CN207207059U (zh) * | 2017-06-21 | 2018-04-10 | 南京科亚化工成套装备有限公司 | 一种螺杆挤出机强化喂料装置 |
| CN110204890A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-06 | 金旸（厦门）新材料科技有限公司 | 一种开孔降噪耐热聚酰胺材料及其制备方法和应用 |
| CN110527195A (zh) * | 2019-10-14 | 2019-12-03 | 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 | 一种抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料及制备方法 |
| CN111040440A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-21 | 广州市聚赛龙工程塑料股份有限公司 | 一种低密度高耐磨尼龙复合材料及其制备方法和应用 |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103849143A (zh) * | 2012-11-30 | 2014-06-11 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种轻质玻纤增强聚酰胺材料及其制备方法 |
| CN207207059U (zh) * | 2017-06-21 | 2018-04-10 | 南京科亚化工成套装备有限公司 | 一种螺杆挤出机强化喂料装置 |
| CN110204890A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-06 | 金旸（厦门）新材料科技有限公司 | 一种开孔降噪耐热聚酰胺材料及其制备方法和应用 |
| CN110527195A (zh) * | 2019-10-14 | 2019-12-03 | 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司 | 一种抗翘曲兼具协同阻燃的环保功能母料及制备方法 |
| CN111040440A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-21 | 广州市聚赛龙工程塑料股份有限公司 | 一种低密度高耐磨尼龙复合材料及其制备方法和应用 |
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