專利名稱：聚鄰苯二甲酰胺長纖包覆增強材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種高強度、高耐溫PPA增強材料。
背景技術：
聚鄰苯二甲酰胺(簡稱PPA)是一種高強度、高剛性、高耐熱、高性能、低吸水性、抗紫外、耐高溫O90°C，1.82MPa)，低溫(_60°C )；耐化學性好，尤其耐汽油，油脂和冷卻液的能力遠比PA66，PA6，PA46強。它還具有優(yōu)越的環(huán)保性能，可達到德國LFGB，美國FDA級食品級標準。因此，其研究和應用是高分子材料領域的熱點之一。但現(xiàn)有技術中PPA材料的強度、剛度仍然不足以完全替代鋁、銅、鋅等有色金屬及其合金材料，其應用領域仍有一定的局限。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就提供一種高強度、高剛性、高耐溫PPA增強材料。為了實現(xiàn)上述發(fā)明，本發(fā)明采用的技術方案是聚鄰苯二甲酰胺長纖包覆增強材料，按重量份數(shù)計，組分如下聚鄰苯二甲酰胺36 63、長玻纖60 35、浸潤劑0. 3 0. 6、抗氧劑0. 4 1. 0、 加工助劑1.0 2.0。最好是所述聚鄰苯二甲酰胺為半結晶性聚鄰苯二甲酰胺；長玻纖為ECT5301HP ； 浸潤劑為KH550或570 ；抗氧劑為1098和626的復配物，加工助劑為PETS (季戊四醇硬脂酸酯)或硅酮母粒MB50-11或兩者的復配物。上述PPA增強材料的制備方法包括以下步驟a、按配比稱取原輔料，并進行干燥處理，其中聚鄰苯二甲酰胺需用除濕干燥法，露點_40°C，干燥溫度130 140°C，干燥時間5 6小時，長玻纖烘干溫度120 130°C ；b、將干燥好的聚鄰苯二甲酰胺、浸潤劑、抗氧劑、加工助劑加入高混機，進行高速混合3 5min ；C、將高混好的原輔料加入到長纖包覆機的雙螺桿進料口中塑化，再將長纖維經過模頭浸潤包覆到材料表面，長玻纖重量占總組份的60 35份，經拉條、切粒，制得產品。進一步的，所述步驟c中長纖包覆機中雙螺桿加工溫度為一區(qū)^0°C、二區(qū)300°C、 三區(qū)310°C、四區(qū)310°C、五區(qū)310°C、六區(qū)320°C、七區(qū)320°C，模頭溫度315 325°C。原輔料在雙螺桿中塑化時間為1 1. 5分鐘。模頭內物料壓力10 15MPa。步驟c中利用切粒機切成直徑3 5mm，長5 12mm的PPA顆粒。本發(fā)明通過選擇特定的原材料和配比，從而較好的解決了長玻纖在聚鄰苯二甲酰胺中的包覆難題，生產出目前用玻纖增強最高的PPA玻纖增強材料，能夠完全替代金屬材料廣泛應用，而且本發(fā)明的材料具有可再生性能，所以較之于有限的金屬資源具有更長遠的使用價值；在以塑代鋼上此材料具有極為好的應用前景。
具體實施例方式為使本領域技術人員更詳細的了解本發(fā)明的使用方法和技術效果，提供以下實施例和相應的檢測數(shù)據(jù)。所用包覆機為科倍隆(南京)機械有限公司公司提供，所用原材料都是標準名稱或牌號的產品，廠家等詳情不再贅述。實施例一按重量份數(shù)稱取板結晶性聚鄰苯二甲酰胺38份，浸潤劑KH550 :0.6份，抗氧劑 1098和擬6按1 2的復配物1.0份，加工助劑PETS :2. 0份。 按下述方法制備復合材料a、對原料聚鄰苯二甲酰胺進行除溫干燥(露點-40°C，干燥溫度130°C，時間6小時)；b、將干燥好的聚鄰苯二甲酰胺稱量加入高溫機中，同時加入相應的浸潤劑、抗氧劑、加工助劑后高速混合5min ；C、將高混好的原輔料加入長纖包覆機的雙螺桿加料口中，進行熔融擠出，也就是塑化；再將經過15m長烘道，122°C烘干的長玻纖加入長纖包覆機模頭，進行浸潤包覆，玻纖含量通過模頭和玻纖的牽引速度調整，經切粒機切成直徑3m，長5mm的PPA顆粒。雙螺桿擠出機的各段溫度為(°C )一區(qū)沘0、二區(qū)300、三區(qū)310、四區(qū)310、五區(qū)310、六區(qū)320、七區(qū)320，模頭溫度 315°C ；塑化時間，也就是在雙螺桿擠出機中物料停留時間1.2分鐘，模頭壓力12 15MPa,切粒機牽引速度4 6m/min，控制玻纖含量為60 士 1。實施例二按重量份數(shù)稱取半結晶性聚鄰苯二甲酰胺39份，浸潤劑570 :0. 6份，抗氧劑 1098和擬6按1 1的復配物0. 8份，加工助劑硅酮母粒MB50-11 :1. 9份。按下述步驟制備復合材料a、對原料聚鄰苯二甲酰胺進行除濕干燥(露點-40°C，干燥溫度130°C，時間5. 5 小時)；b、將干燥好的聚鄰苯二甲酰胺稱量加入高混機中，同時加入相應的浸潤劑、抗氧劑、加工助劑后高混5min ；C、將高混好的原輔料加入長纖包覆機的雙螺桿加料口中，進行熔融擠出，再將經過15m長烘道，125°C烘干的烘干的長玻纖加入長玻纖包覆機的模頭進行浸潤包覆，長玻纖含量通過模頭和玻纖的牽引速度調整，經切粒機切成直徑5mm，長12mm的PPA顆粒。雙螺桿擠出機的各段溫度為(V )一區(qū)沘0、二區(qū)300、三區(qū)300、四區(qū)305、五區(qū)310、六區(qū)315、七區(qū)315、機頭320，模
頭溫度325 0C ；物料停留時間1. 2分鐘，模頭壓力10 13MPa，切粒機牽引速度70 82m/min，控制玻纖含量為59士 1。實施例三
4
按重量份數(shù)稱取半結晶性聚鄰苯二甲酰胺40份，浸潤劑KH550 :0.6份，抗氧劑 1098和擬6按1 0. 4的復配物0. 8份，加工助劑PETS與硅酮母粒MB50-11按1 1的復配物1. 8份。按下述步驟制備復合材料a、對原料聚鄰苯二甲酰胺進行除濕干燥(露點-40°C，干燥溫度140°C，時間5小時)；b、將干燥好的聚鄰苯二甲酰胺稱量加入高混機中，同時加入相應的浸潤劑、抗氧劑、加工助劑后高混^iin ；C、將高混好的原輔料加入長纖包覆機的雙螺桿加料口中，進行熔融擠出，再將經過15m長烘道，130°C烘干的長玻纖加入長玻纖包覆機的模頭進行浸潤包覆，長玻纖含量通過模頭和玻纖的牽引速度調整，控制玻纖含量，包覆后的玻纖經切粒機切成直徑4mm，長 IOmm的PPA長纖包覆顆粒。雙螺桿擠出機的各段溫度為CC )一區(qū)沘0、二區(qū)300、三區(qū)300、四區(qū)305、五區(qū)310、六區(qū)310、七區(qū)315、機頭320，模頭溫度320 0C ；雙螺桿擠出機中物料停留時間1. 5分鐘，模頭壓力9 12MPa，切粒機牽引速度 75 85m/min，控制玻纖含量為58 士 1。實施例四按重量份數(shù)稱取半結晶性聚鄰苯二甲酰胺41份，浸潤劑570 :0. 6份，抗氧劑 1098和擬6按1 1的復配物0. 8份，加工助劑PETS :1. 8份。按下述步驟制備復合材料a、對原料聚鄰苯二甲酰胺進行除濕干燥(露點-40°C，干燥溫度136°C，時間5小時)；b、將干燥好的聚鄰苯二甲酰胺稱量加入高混機中，同時加入相應的浸潤劑、抗氧劑、加工助劑后高混:3min ；C、將高混好的原輔料加入長纖包覆機的雙螺桿加料口中，進行熔融擠出，再將經過15m長烘道，130°C烘干的長玻纖加入長玻纖包覆機的模頭進行浸潤包覆，長玻纖含量通過模頭和玻纖的牽引速度調整來控制玻纖含量，包覆后的玻纖經切粒機切成直徑3mm，長 IOmm的PPA長纖包覆顆粒。雙螺桿擠出機的各段溫度為CC )一區(qū)沘0、二區(qū)300、三區(qū)300、四區(qū)310、五區(qū)310、六區(qū)310、七區(qū)315、機頭320，模頭溫度320 0C ；雙螺桿擠出機中物料停留時間1. 2分鐘，模頭壓力9 llMPa，切粒機牽引速度 80 85m/min，控制玻纖含量為57 士 1。實施例五按重量份數(shù)稱取半結晶性聚鄰苯二甲酰胺42份，浸潤劑KH550 :0. 5份，抗氧劑 1098和擬6按1 1.2的復配物0. 7份，加工助劑硅酮母粒MB50-11 :1. 7份。按下述步驟制備復合材料a、對原料聚鄰苯二甲酰胺進行除濕干燥(露點-40°C，干燥溫度132°C，時間6小時)；b、將干燥好的聚鄰苯二甲酰胺稱量加入高混機中，同時加入相應的浸潤劑、抗氧劑、加工助劑后高混5min ；C、將高混好的原輔料加入長纖包覆機的雙螺桿加料口中，進行熔融擠出，再將經過15m長烘道，125°C烘干的長玻纖加入長玻纖包覆機的模頭進行浸潤包覆，長玻纖含量通過模頭和玻纖的牽引速度調整，控制玻纖含量，包覆后的玻纖經切粒機切成直徑4mm，長 IOmm的PPA長纖包覆顆粒。雙螺桿擠出機的各段溫度為CC )一區(qū)沘0、二區(qū)300、三區(qū)305、四區(qū)310、五區(qū)310、六區(qū)310、七區(qū)315、機頭320，模頭溫度320 0C ；雙螺桿擠出機中物料停留時間1. 2分鐘，模頭壓力9 llMPa，切粒機牽引速度 80 90m/min，控制玻纖含量為56 士 1。也就是5組實施例的配方為表1 實施例1到5的原輔料組成
xX^a 成實施^iNxPPA長玻纖浸潤劑抗氧劑加工助劑13859 610.61.02.023958 600.60.81.934057 590.60.81.844156 580.60.81.854255 570. 50. 71.7因為長纖維是的實際混入量是受設備誤差影響的，所以其只能是一個較小的含量范圍。對5組實施例所制備的PPA材料進行性能評價將以上兩種復合材料在除濕干燥機中干燥6小時，干燥溫度130°C.干燥好的粒子在80T的注塑機上注塑標準樣條，注塑模溫保持145 155°C。拉伸強度按IS05271996標準，拉伸速度為50mm/min ；彎曲強度和彎曲模量按IS01781993，彎曲速度為2mm/min ；缺口沖擊強度按IS01792000標準；熱變形溫度按IS025771984 標準，1. 82MPa。采用上述檢測方法和步驟對實施例1到5的復合材料進行性能評價，結果如下表 2。表2:性能檢測結果
權利要求
1.一種聚鄰苯二甲酰胺長纖包覆增強材料，按重量份數(shù)計，組分如下聚鄰苯二甲酰胺36 63、長玻纖60 35、浸潤劑0. 3 0. 6、抗氧劑0. 4 1. 0、加工助劑1. 0 2. 0。
2.根據(jù)權利要求1所述的聚鄰苯二甲酰胺長纖包覆增強材料，其特征在于所述的聚鄰苯二甲酰胺為半結晶性聚鄰苯二甲酰胺。
3.根據(jù)權利要求1所述的聚鄰苯二甲酰胺長纖包覆增強材料，其特征在于所述的長玻纖為 ECT5301HP。
4.根據(jù)權利要求1所述的聚鄰苯二甲酰胺長纖包覆增強材料，其特征在于所述的浸潤劑為KH550或570。
5.根據(jù)權利要求1所述的聚鄰苯二甲酰胺長纖包覆增強材料，其特征在于所述的抗氧劑為1098和626的復配物。
6.根據(jù)權利要求1所述的聚鄰苯二甲酰胺長纖包覆增強材料，其特征在于所述的加工助劑為PETS (季戊四醇硬脂酸酯)或硅酮母粒MB50-11或兩者的復配物。
7.根據(jù)權利要求1所述的聚鄰苯二甲酰胺長纖包覆增強材料，其特征在于所述的增強材料按下述方法制得先按配比稱取原輔料，并進行干燥處理，其中聚鄰苯二甲酰胺需用除濕干燥法，露點_40°C，干燥溫度130 140°C，干燥時間5 6小時，長玻纖烘干溫度 120 130°C ；再將干燥好的聚鄰苯二甲酰胺、浸潤劑、抗氧劑、加工助劑加入高混機，進行高速混合 3 5min ；然后將高混好的原輔料加入到長纖包覆機的雙螺桿進料口中塑化，再將長纖維經過模頭浸潤包覆到材料表面，長玻纖重量占總組份的60 35份，經拉條、切粒，制得產品。
全文摘要
本發(fā)明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種高強度、高耐溫PPA增強材料；組分聚鄰苯二甲酰胺36～63、長玻纖60～35、浸潤劑0.3～0.6、抗氧劑0.4～1.0、加工助劑1.0～2.0；本發(fā)明通過選擇特定的原材料和配比，從而較好的解決了長玻纖在聚鄰苯二甲酰胺中的包覆難題，生產出目前用玻纖增強最高的PPA玻纖增強材料，能夠完全替代金屬材料廣泛應用，而且本發(fā)明的材料具有可再生性能，所以較之于有限的金屬資源具有更長遠的使用價值；在以塑代鋼上此材料具有極為好的應用前景。
文檔編號C08K7/14GK102408709SQ20111030421
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權日2011年9月30日
發(fā)明者馮建棋, 馮波 申請人:中山市納普工程塑料有限公司