一種高玻纖含量的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)半芳香族尼龍母粒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種尼龍母粒及其制備方法方法，屬于材料科學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 尼龍IOT為耐高溫半芳香族尼龍，是由脂肪族二胺或二酸與帶芳香環(huán)的二酸或二 胺，經(jīng)縮聚而制得，是芳香族尼龍的一種。由于在尼龍分子主鏈段中導(dǎo)入了芳香環(huán)，從而提 高了耐熱性和力學(xué)性能，降低了吸水率等，并且有較好的性價(jià)比，是介于通用工程塑料尼龍 和耐高溫工程塑料PEEK之間的耐熱性高的樹(shù)脂，主要用于汽車和電氣電子工業(yè)。半芳香族 尼龍主要有尼龍6T、尼龍9T、尼龍10T、尼龍12T、尼龍MXD6 (是間苯二甲胺和己二酸的縮 聚產(chǎn)物）和聚苯二酰胺（Polyphthamide，簡(jiǎn)稱為PPA)類等。
[0003] 市場(chǎng)上流通的均為短玻纖增強(qiáng)高溫尼龍，纖維長(zhǎng)度在Imm以下，纖維在粒子中無(wú) 規(guī)排列，該材料缺口沖擊低。國(guó)外只有瑞士 EMS公司生產(chǎn)的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)高溫尼龍材料，但是 基料為PA66+PA6I/X的混合物，熱變形溫度（1. 80 MPa)為255°C，且玻纖含量低于60%。目 前，還沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)高玻纖含量的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PAlOT母粒(玻纖含量大于60%。由于這類材料 的熔點(diǎn)和熱分解溫度比較接近，加工成型比較困難，這也是無(wú)法制備高玻纖含量的長(zhǎng)玻纖 增強(qiáng)半芳香族尼龍母粒的原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于：提供：一種高玻纖含量的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)半芳香族尼龍母粒及其 制備方法，它能大幅度提高現(xiàn)有玻纖增強(qiáng)半芳香族尼龍復(fù)合材料的玻纖含量，尤其是玻纖 增強(qiáng)尼龍IOT復(fù)合材料的玻纖含量，可作為母粒添加，擴(kuò)展其應(yīng)用范圍，以克服現(xiàn)有技術(shù)的 不足。
[0005] 本發(fā)明的方案如下：一種高玻纖含量的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)半芳香族尼龍母粒，按質(zhì)量百 分比，所述母粒中包含10?40%的半芳香族尼龍、60?90%的長(zhǎng)玻璃纖維、0. 1?0. 2%的流 動(dòng)改性劑以及〇. 1?〇. 4%熱穩(wěn)定劑，所述半芳香族尼龍為PA6T或PA9T或PAlOT或PA12T。
[0006] 優(yōu)選地，所述的流動(dòng)改性劑為長(zhǎng)鏈多官能團(tuán)酯，熱分解溫度多350°C。
[0007] 上述半芳香族尼龍母粒的制備方法如下：按上述母粒中各成分的質(zhì)量百分含量， 取所述半芳香族尼龍，長(zhǎng)玻璃纖維，流動(dòng)改性劑，熱穩(wěn)定劑，首先將半芳香族尼龍、流動(dòng)改性 劑和熱穩(wěn)定劑利用雙螺桿擠出機(jī)共混擠出，同時(shí)，在長(zhǎng)玻璃纖維上接枝所述半芳香族尼龍， 再通過(guò)連續(xù)生產(chǎn)長(zhǎng)玻纖的模具對(duì)玻璃纖維進(jìn)行浸漬，即將擠出機(jī)擠出的混料包覆在接枝有 半芳香族尼龍的長(zhǎng)玻璃纖維的表面，冷卻后切粒成8?12 mm的顆粒即完成制備，獲得高含 量長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)半芳香族尼龍母粒。
[0008] 優(yōu)選地，所述長(zhǎng)玻璃纖維表面接枝所述半芳香族尼龍的具體步驟為：玻璃纖維紗 在150?200°C溫度條件下保溫5?10分鐘；然后，將玻璃纖維紗在含有所述半芳香族尼龍 的濃硫酸溶液中浸泡5?10分鐘；之后，用去離子水對(duì)玻璃纖維紗進(jìn)行噴霧，停留時(shí)間5? 10分鐘；然后，用去離子水對(duì)玻璃纖維紗進(jìn)行噴淋，直至表面PH多6. 5 ;最后，將玻璃纖維 紗烘干，將玻璃纖維紗纏繞成卷， 以長(zhǎng)玻璃纖維表面接枝PAlOT為例，玻纖纖維紗浸泡后再用去離子水進(jìn)行噴霧，使得 濃硫酸的濃度降低，PAlOT在玻纖表面析出；且利用濃硫酸吸水產(chǎn)生大量的熱量來(lái)促進(jìn)玻 纖表面產(chǎn)生接枝反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)噴淋去除多余的硫酸，從而制備出表面接枝PAlOT的玻璃纖 維紗，同時(shí)，將含PAlOT的濃硫酸溶液替換為含PA6T、PA9T或PA12T的濃硫酸溶液，從而即 可制備表面接枝PA6T、PA9T或PA12T的玻璃纖維紗，。
[0009] 優(yōu)選地，所述長(zhǎng)玻璃纖維經(jīng)過(guò)接枝處理后，纖維表面接枝的半芳香族尼龍含量大 于 0. 5%。
[0010] 優(yōu)選地，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿加工溫度為200?315°C，連續(xù)生產(chǎn)長(zhǎng)玻纖的模具的 加工溫度為305?315°C。
[0011] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明選擇熔融浸漬工藝來(lái)制備高玻纖含量長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)半芳 香族尼龍母粒，首先，玻纖通過(guò)熱處理、濃硫酸預(yù)處理、噴霧、噴淋水洗、烘干等工藝使得玻 纖表面接枝包覆半芳香族尼龍材料，通過(guò)調(diào)整壓桿使得玻纖在浸漬模具中得到了良好的分 散，并添加熱穩(wěn)定劑來(lái)控制半芳香族尼龍的分解時(shí)間，通過(guò)向該半芳香族尼龍中加入流動(dòng) 性改性劑來(lái)改善基體樹(shù)脂的流動(dòng)性，最終調(diào)整連續(xù)生產(chǎn)長(zhǎng)玻纖的模具的口模尺寸和牽引速 度來(lái)制備不同玻纖含量的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)半芳香族尼龍母粒。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足， 工藝簡(jiǎn)單，操作方便，效益極高，適合于進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，可作為母粒添加到短玻纖增強(qiáng)高 溫尼龍材料中，改善其力學(xué)性能。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì) 描述， 實(shí)施例1 : 一種高性能長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PAlOT復(fù)合材料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，PAlOT (市售牌號(hào)為Vicnyl 600T) 10份，長(zhǎng)玻璃纖維90份（PA10T接枝率為1. 53%)，2303(流動(dòng)改性劑）0. 12份，抗 氧劑 ST-181、ST-181A0. 4 份。
[0013] 其制備方法，按上述的質(zhì)量份數(shù)，取PA10T，長(zhǎng)玻纖，流動(dòng)改性劑，熱穩(wěn)定劑，將 PA10T、流動(dòng)改性劑和熱穩(wěn)定劑共混擠出，通過(guò)實(shí)現(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)玻纖基礎(chǔ)的裝置(連續(xù)生產(chǎn)長(zhǎng)玻 纖的模具）對(duì)玻璃纖維進(jìn)行浸漬，冷卻后切粒成8?12 mm的顆粒，獲得長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PAlOT 母粒。
[0014] 雙螺桿擠出機(jī)的螺桿加工溫度為200?315°C，實(shí)現(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)玻纖基礎(chǔ)的裝置的溫 度為305?315°C。
[0015] 所述實(shí)現(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)玻纖基礎(chǔ)的裝置(連續(xù)生產(chǎn)長(zhǎng)玻纖的模具）具體是采用申請(qǐng)人在 之前申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?201220475794. 3"的實(shí)用新型專利申請(qǐng)中公開(kāi)的裝置，后續(xù)實(shí)施例中 所述實(shí)現(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)玻纖基礎(chǔ)的裝置與此相同。
[0016] 實(shí)施例2: 一種高性能長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PAlOT復(fù)合材料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，PAlOT (市售牌號(hào)為Vicnyl 600T) 20份，長(zhǎng)玻璃纖維80份（PA10T接枝率為1. 53%)，2303(流動(dòng)改性劑）0. 14份，抗 氧劑 ST-181、ST-181A0. 3 份。
[0017] 其制備方法，按上述的質(zhì)量份數(shù)，取PA10T，長(zhǎng)玻纖，流動(dòng)改性劑，熱穩(wěn)定劑，將 PA10T、流動(dòng)改性劑和熱穩(wěn)定劑共混擠出，通過(guò)實(shí)現(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)玻纖基礎(chǔ)的裝置對(duì)玻璃纖維進(jìn)行 浸漬，冷卻后切粒成8?12 mm的顆粒，獲得長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PAlOT母粒。
[0018] 雙螺桿擠出機(jī)的螺桿加工溫度為200?315°C，實(shí)現(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)玻纖基礎(chǔ)的裝置的溫 度為305?315°C。
[0019] 實(shí)施例3 : 一種高性能長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PAlOT復(fù)合材料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，PAlOT (市售牌號(hào)為Vicnyl 600T) 30份，長(zhǎng)玻璃纖維70份（PA10T接枝率為1. 53%)，2303(流動(dòng)改性劑）0. 16份，抗 氧劑 ST-181、ST-181A0. 2 份。
[0020] 其制備方法，按上述的質(zhì)量份數(shù)，取PA10T，長(zhǎng)玻纖，流動(dòng)改性劑，熱穩(wěn)定劑，將 PA10T、流動(dòng)改性劑和熱穩(wěn)定劑共混擠出，通過(guò)實(shí)現(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)玻纖基礎(chǔ)的裝置對(duì)玻璃纖維進(jìn)行 浸漬，冷卻后切粒成8?12 mm的顆粒，獲得長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PAlOT母粒。
[0021] 雙螺桿擠出機(jī)的螺桿加工溫度為200?315°C，實(shí)現(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)玻纖基礎(chǔ)的裝置的溫 度為305?315°C。
[0022] 實(shí)施例4 : 一種高性能長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PAlOT復(fù)合材料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，PAlOT (市售牌號(hào)為Vicnyl 600T) 39份，長(zhǎng)玻璃纖維61份（PA10T接枝率為1. 53%)，2303(流動(dòng)改性劑）0. 19份，抗 氧劑 ST-181、ST-181A0. 12 份。
[0023] 其制備方法，按上述的質(zhì)量份數(shù)，取PA10T，長(zhǎng)玻纖，流動(dòng)改性劑，熱穩(wěn)定劑，將 PA10T、流動(dòng)改性劑和熱穩(wěn)定劑共混擠出，通過(guò)實(shí)現(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)玻纖基礎(chǔ)的裝置對(duì)玻璃纖維進(jìn)行 浸漬，冷卻后切粒成8?12 mm的顆粒，獲得長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PAlOT母粒。
[0024] 雙螺桿擠出機(jī)的螺桿加工溫度為200?315°C，實(shí)現(xiàn)連續(xù)長(zhǎng)玻纖基礎(chǔ)的裝置的溫 度為305?315°C。
[0025] 主要性能測(cè)試：生產(chǎn)出的產(chǎn)品高含量長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PAlOT母粒與純料PAlOT復(fù)配稀 釋成玻纖含量為45%的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PA10T，經(jīng)過(guò)注塑后按照標(biāo)準(zhǔn)制（ASTM)成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣條， 進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試，其性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高玻纖含量的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)半芳香族尼龍母粒，其特征在于：按質(zhì)量百分比，所 述母粒中包含10?40%的半芳香族尼龍、60?90%的長(zhǎng)玻璃纖維、0. 1?0. 2%的流動(dòng)改性 劑以及0. 1?0. 4%熱穩(wěn)定劑，所述半芳香族尼龍為PA6T或PA9T或PAlOT或PA12T。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高玻纖含量的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)半芳香族尼龍母粒，其特征在 于：所述的流動(dòng)改性劑為長(zhǎng)鏈多官能團(tuán)酯，熱分解溫度多350°C。
3. 如權(quán)利要求1所述半芳香族尼龍母粒的制備方法，其特征在于：按所述母粒中各成 分的質(zhì)量百分含量，取所述半芳香族尼龍，長(zhǎng)玻璃纖維，流動(dòng)改性劑，熱穩(wěn)定劑，首先將半芳 香族尼龍、流動(dòng)改性劑和熱穩(wěn)定劑利用雙螺桿擠出機(jī)共混擠出，同時(shí)，在長(zhǎng)玻璃纖維上接 枝所述半芳香族尼龍，再通過(guò)連續(xù)生產(chǎn)長(zhǎng)玻纖的模具對(duì)玻璃纖維進(jìn)行浸漬，冷卻后切粒成 8?12 mm的顆粒即完成制備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述半芳香族尼龍母粒的制備方法，其特征在于：所述長(zhǎng)玻璃纖 維表面接枝所述半芳香族尼龍的具體步驟為：玻璃纖維紗在150?200°C溫度條件下保溫 5?10分鐘；然后，將玻璃纖維紗在含有所述半芳香族尼龍的濃硫酸溶液中浸泡5?10分 鐘；之后，用去離子水對(duì)玻璃纖維紗進(jìn)行噴霧，停留時(shí)間5?10分鐘；然后，用去離子水對(duì) 玻璃纖維紗進(jìn)行噴淋，直至表面PH多6. 5 ;最后，將玻璃纖維紗烘干，將玻璃纖維紗纏繞成 卷。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述半芳香族尼龍母粒的制備方法，其特征在于：所述長(zhǎng)玻璃 纖維經(jīng)過(guò)接枝處理后，纖維表面接枝的半芳香族尼龍含量大于0. 5%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述半芳香族尼龍母粒的制備方法，其特征在于：雙螺桿擠出 機(jī)的螺桿加工溫度為200?315°C，連續(xù)生產(chǎn)長(zhǎng)玻纖的模具的加工溫度為305?315°C。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高玻纖含量的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)半芳香族尼龍母粒及其制造方法，按質(zhì)量百分比，所述母粒中包含10～40%的半芳香族尼龍、60～90%的長(zhǎng)玻璃纖維、0.1～0.2%的流動(dòng)改性劑以及0.1～0.4%熱穩(wěn)定劑，所述半芳香族尼龍為PA6T或PA9T或PA10T或PA12T。它能大幅度提高現(xiàn)有玻纖增強(qiáng)半芳香族尼龍復(fù)合材料的玻纖含量，尤其是玻纖增強(qiáng)尼龍10T復(fù)合材料的玻纖含量，可作為母粒添加，擴(kuò)展其應(yīng)用范圍，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。屬于高分子材料領(lǐng)域。
【IPC分類】C08J5-04, B29C47-92, B29C70-10, C08L77-06, C08K7-14
【公開(kāi)號(hào)】CN104559170
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410848261
【發(fā)明人】郭建兵, 何敏, 秦舒浩, 劉渝, 張道海, 瞿進(jìn), 張翔, 明星星, 張峰, 雷振剛, 劉一春, 楊榮強(qiáng), 粟多文, 高京, 吳俊 , 張家寶, 劉小柱, 楊廷國(guó)
【申請(qǐng)人】貴州凱科特材料有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日