CN115612288A - 一种低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物，其由以下组分按照重量份组成：PA6树脂67‑84.65份；碳纤维15‑30份；酚醛树脂0.1‑2份；抗氧剂0.3‑0.5份；润滑剂0.05‑0.5份。本发明中的低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物具有低吸湿性，从而解决了现有的聚酰胺组合物易吸湿且尺寸涨大的问题，本发明中的聚酰胺组合物具有低吸湿性，在汽车领域，它将成为以塑代钢的理想选材；本发明所使用的原料均来自市售，来源广泛。
Description
技术领域
本专利申请涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物及其制备方法和应用。
背景技术
碳纤维增强聚酰胺材料近年来发展很快，因为聚酰胺和碳纤维都是工程塑料领域性能优异的材料，其复合材料综合二者的优越性，如强度与刚性比未增强或玻璃纤维增强聚酰胺高很多，高温蠕变小，热稳定性显著提高，尺寸精度好，耐磨，阻尼性优良。
气候变化是人类面临的全球性问题，随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁。在这一背景下，世界各国以全球协约的方式减排温室气体。其次要保证能源安全。我国产业链日渐完善，国产制造加工能力与日俱增，同时碳排放量加速攀升。但我国油气资源相对匮乏，发展低碳经济，重塑能源体系具有重要安全意义。
针对碳达峰的需求，再生回收材受到了广泛关注。再生碳纤维就是其中一款重要的再生资源。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利申请的目的在于提供一种低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物及其制备方法，解决上述现有技术的问题，使得其在汽车领域中具有广泛的应用前景。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物，其由以下组分按照重量份组成：
进一步的，所述PA6树脂的相对粘度为2.4-3.2。
进一步的，所述碳纤维为回收再生碳纤维，其直径为6-8μm。
进一步的，所述碳纤维为表面上浆改性碳纤维，上浆剂为环氧或聚氨酯类型，上浆剂含量为4-6％。
进一步的，所述酚醛树脂为苯氧基酚醛树脂。
进一步的，所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。
进一步的，所述润滑剂为硬脂酸季戊四醇酯、酸化聚乙烯蜡中的至少一种。
一种如前述所述的低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物的制备方法，包括以下步骤：
S1、按配比将PA6树脂、酚醛树脂、润滑剂、抗氧剂混合均匀，得混合物料；
S2、将所述混合物料经过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，并在侧喂料处按照配比加入碳纤维，经熔融、挤出、切粒制得所述低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物。
进一步的，所述步骤S2中双螺杆挤出机料筒温度230-250℃，螺杆转速为 300-400r/min，真空度为-0.04～-0.1MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中的低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物具有低吸湿性，从而解决了现有的聚酰胺组合物易吸湿且尺寸涨大的问题，本发明中的聚酰胺组合物具有低吸湿性，在汽车领域，它将成为以塑代钢的理想选材；本发明所使用的原料均来自市售，来源广泛。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本专利申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利申请的其他优点与功效。本专利申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明实施例和对比例所使用的原料如下：
PA6树脂，相对粘度为2.8，购自泰州海洋科技股份有限公司，商品牌号为HY2800A；
碳纤维，直径为7μm，短切长度4.5㎜，购自南通复源新材料科技有限公司；
苯氧基酚醛树脂，购自河南派胜祥化工有限公司，商品牌号为7130A；
抗氧剂1098，购自德国巴斯夫，商品牌号为Irganox 1098；
抗氧剂168，购自德国巴斯夫，商品牌号为Irganox 168；
润滑剂为硬脂酸酯，购自德国struktol公司，商品牌号为TR044。
以下结合具体实施例来详细说明本发明。
实施例1
S1、将84.65份的PA6树脂、0.1份的苯氧基酚醛树脂、0.1份的抗氧剂1098、0.2份的抗氧剂168、0.05份的硬脂酸酯混合均匀，得到混合物料；
S2、将步骤S1中得到的混合物料经过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，并在侧喂料斗处加入15份的碳纤维，经熔融、挤出、切粒制得所述聚酰胺组合物。
其中，双螺杆挤出机料筒温度240℃，螺杆转速为400r/min，真空度为 -0.08MPa。
实施例2
S1、将78.4份的PA6树脂、1份的苯氧基酚醛树脂、0.2份的抗氧剂1098、 0.3份的抗氧剂168、0.1份的硬脂酸酯混合均匀，得到混合物料；
S2、将步骤S1中得到的混合物料经过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，并在侧喂料斗处加入20份的碳纤维，经熔融、挤出、切粒制得所述聚酰胺组合物。
其中，双螺杆挤出机料筒温度240℃，螺杆转速为400r/min，真空度为 -0.08MPa。
实施例3
S1、将72.9份的PA6树脂、1.5份的苯氧基酚醛树脂、0.2份的抗氧剂1098、 0.2份的抗氧剂168、0.2份的硬脂酸酯混合均匀，得到混合物料；
S2、将步骤S1中得到的混合物料经过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，并在侧喂料斗处加入25份的碳纤维，经熔融、挤出、切粒制得所述聚酰胺组合物。
其中，双螺杆挤出机料筒温度240℃，螺杆转速为400r/min，真空度为 -0.08MPa。
实施例4
S1、将69.4份的PA6树脂、0.1份的苯氧基酚醛树脂、0.1份的抗氧剂1098、 0.2份的抗氧剂168、0.3份的硬脂酸酯混合均匀，得到混合物料；
S2、将步骤S1中得到的混合物料经过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，并在侧喂料斗处加入30份的碳纤维，经熔融、挤出、切粒制得所述聚酰胺组合物。
其中，双螺杆挤出机料筒温度240℃，螺杆转速为400r/min，真空度为 -0.08MPa。
实施例5
S1、将68.1份的PA6树脂、1份的苯氧基酚醛树脂、0.2份的抗氧剂1098、 0.3份的抗氧剂168、0.4份的硬脂酸酯混合均匀，得到混合物料；
S2、将步骤S1中得到的混合物料经过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，并在侧喂料斗处加入30份的碳纤维，经熔融、挤出、切粒制得所述聚酰胺组合物。
其中，双螺杆挤出机料筒温度240℃，螺杆转速为400r/min，真空度为 -0.08MPa。
实施例6
S1、将67份的PA6树脂、2份的苯氧基酚醛树脂、0.2份的抗氧剂1098、 0.3份的抗氧剂168、0.5份的硬脂酸酯混合均匀，得到混合物料；
S2、将步骤S1中得到的混合物料经过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，并在侧喂料斗处加入30份的碳纤维，经熔融、挤出、切粒制得所述聚酰胺组合物。
其中，双螺杆挤出机料筒温度240℃，螺杆转速为400r/min，真空度为-0.08MPa。
对比例1
S1、将78.4份的PA6树脂、0.2份的抗氧剂1098、0.3份的抗氧剂168、 0.1份的硬脂酸酯混合均匀，得到混合物料；
S2、将步骤S1中得到的混合物料经过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，并在侧喂料斗处加入20份的碳纤维，经熔融、挤出、切粒制得所述聚酰胺组合物。
其中，双螺杆挤出机料筒温度240℃，螺杆转速为400r/min，真空度为 -0.08MPa。
对比例2
S1、将68.1份的PA6树脂、0.1份的抗氧剂1098、0.2份的抗氧剂168、 0.3份的硬脂酸酯混合均匀，得到混合物料；
S2、将步骤S1中得到的混合物料经过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，并在侧喂料斗处加入30份的碳纤维，经熔融、挤出、切粒制得所述聚酰胺组合物。
其中，双螺杆挤出机料筒温度240℃，螺杆转速为400r/min，真空度为 -0.08MPa。
将上述实施例1-6制备的低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物及对比例1-2 制备的聚酰胺组合物在80℃水煮3h后，对饱和吸水率、吸湿后尺寸变化率等级进行检测，其检测标准与性能检测结果分别列于表1所示。
表1实施例中低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物复合材料性能
从表1可看出，本发明实施例1-6制备的低吸湿再生碳纤维增强聚酰胺组合物，具有低吸湿性，吸湿后尺寸稳定性优。
观察表1，比较对比例1和实施例2，及对比例2和实施例5可以发现，相同碳纤维添加量下，添加苯氧基酚醛树脂可以很好的抑制尼龙材料的吸湿性，且材料吸湿后尺寸稳定性更优。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物，其特征在于，其由以下组分按照重量份组成：
2.根据权利要求1所述的一种低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物，其特征在于：所述PA6树脂的相对粘度为2.4-3.2。
3.根据权利要求1所述的一种低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物，其特征在于：所述碳纤维为回收再生碳纤维，其直径为6-8μm。
4.根据权利要求1所述的一种低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物，其特征在于：所述碳纤维为表面上浆改性碳纤维，上浆剂为环氧或聚氨酯类型，上浆剂含量为4-6％。
5.根据权利要求1所述的一种低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物，其特征在于：所述酚醛树脂为苯氧基酚醛树脂。
6.根据权利要求1所述的一种低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物，其特征在于：所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸季戊四醇酯、酸化聚乙烯蜡中的至少一种。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按配比将PA6树脂、酚醛树脂、润滑剂、抗氧剂混合均匀，得混合物料；
S2、将所述混合物料经过主喂料斗加入到双螺杆挤出机中，并在侧喂料处按照配比加入碳纤维，经熔融、挤出、切粒制得所述低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物。
9.根据权利要求8所述的低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中双螺杆挤出机料筒温度230-250℃，螺杆转速为300-400r/min，真空度为-0.04～-0.1MPa。
10.一种如权利要求1-7任一项所述的低吸湿再生碳纤增强聚酰胺组合物在汽车领域中的应用。
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