一種高玻纖填充增強尼龍復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高玻纖填充增強尼龍復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 尼龍是聚酰胺樹脂的簡稱，由于具有酰胺基團，具有一定的極性，其結(jié)構(gòu)中由于具 有牢固的氫鍵存在，使得尼龍熔點較高，且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，進(jìn)而在汽車、家電、建材等行業(yè)得 到廣泛的應(yīng)用。然后隨著科技的不斷發(fā)展，尼龍材料在汽車、家電、建筑等領(lǐng)域的使用要求 越來越苛刻，普通增強材料在剛性、強度等方面已經(jīng)滿足不了使用要求，需要通過添加更多 的增強材料才能滿足使用要求，而添加大量的增強材料，在生產(chǎn)加工過程中會出現(xiàn)增強材 料與基體樹脂分散不均勻問題，注塑表面也會出現(xiàn)大量浮纖，進(jìn)而達(dá)不到預(yù)期理想的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決目前市場上局限于加工工藝問題，其添加高玻纖含量填充增強尼 龍，存在加工擠出困難、玻璃纖維在基體樹脂中分散不好以及注塑表面浮纖嚴(yán)重的問題，提 出一種高玻纖填充增強尼龍復(fù)合材料及其制備方法。
[0004] 本發(fā)明提供一種高玻纖填充增強尼龍復(fù)合材料，含有重量比分別為35%~45%的PA66樹脂、3%~5%的PA6樹脂、0· 3%~0· 5%的抗氧劑、0· 2%~0· 5%的偶聯(lián)劑、0· 5%~1% 潤滑劑以及50%~60%的玻璃纖維。
[0005] 所述尼龍復(fù)合材料的沖擊強度為190J/M以上，拉伸強度為215MPA以上，彎曲強度 為330MPA以上。
[0006]本發(fā)明還提供一種高玻纖填充增強尼龍復(fù)合材料制備方法，該尼龍復(fù)合材料的制 備方法包括以下步驟： 步驟一：將重量比分別為35%~45%的PA66樹脂、3%~5%的PA6樹脂、0. 3%~0. 5% 的抗氧劑、〇. 2%~0. 5%的偶聯(lián)劑以及0. 5%~1%的潤滑劑同時加入到混料桶中，混合均勻 后加入到擠出機中 步驟二：將玻璃纖維按照重量比為50%~60%的比例加入到擠出機中； 步驟三：將擠出機中的物料進(jìn)行熔融塑化，然后通過擠出機模頭擠出后水冷拉條造粒， 得到產(chǎn)物尼龍復(fù)合材料。
[0007] 步驟三種的擠出機為同向齒合型雙螺桿擠出機，具有直齒齒輪盤和斜齒齒輪盤， 使制備的高玻纖填充增強尼龍復(fù)合材料具有特定螺桿組態(tài)，螺桿加強玻璃纖維在基體樹脂 中的分散。
[0008] 步驟一中將混料桶中的原料混合均勻后通過主喂料方式加入到擠出機中。
[0009] 步驟二將玻璃纖維通過側(cè)喂料方式加入到擠出機中。
[0010] 步驟三中熔融塑化的溫度為210°C~280°C。
[0011] 步驟三中熔融塑化的過程中擠出機的各個區(qū)的熔融塑化的溫度見下表所示：
步驟三中水冷溫度為常溫水槽溫度。
[0012] 本發(fā)明具有的優(yōu)點在于：本發(fā)明提供的尼龍復(fù)合材料的具有強度高以及耐水解 性，其沖擊強度可以達(dá)到190J/M以上，拉伸強度可以達(dá)到215MPA以上，彎曲強度可以達(dá)到 330MPA以上。通過特定的螺桿組態(tài)(螺桿組合排列)使玻璃纖維更好的分散于基體樹脂中， 得到良好剛性、具有良好粒子表面外觀、并可減少注塑制品表面浮纖的尼龍復(fù)合材料。
【附圖說明】
[0013] 圖1:本發(fā)明中擠出機的直齒齒輪盤的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2 :本發(fā)明中擠出機的斜齒齒輪盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的 理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。
[0015] 本發(fā)明提供一種高玻纖填充增強尼龍復(fù)合材料，含有以下重量比的成分，分別為 35%~45%的PA66樹脂、3%~5%的PA6樹脂、0. 3%~0. 5%的抗氧劑、0. 2%~0. 5%的偶聯(lián) 劑、0. 5%~1%潤滑劑以及50%~60%的玻璃纖維。
[0016] 本發(fā)明提供的尼龍復(fù)合材料具有強度高和耐水解性，可過耐水解試驗135°C、48 小時耐防凍液試驗，該尼龍復(fù)合材料的沖擊強度可以達(dá)到190J/M以上，拉伸強度可以達(dá)到 215MPA以上，彎曲強度可以達(dá)到330MPA以上，使玻璃纖維更好的分散于基體樹脂中，得到 良好剛性，并具有粒子表面的外觀可減少注塑制品表面浮纖問題。
[0017] 所述的抗氧劑分包括主抗氧劑和輔助抗氧劑，主抗氧劑為受阻酚類，本發(fā)明中所 用主抗氧劑為BASF生產(chǎn)的1098,輔助抗氧劑為磷酸脂類，優(yōu)選BASF168。主抗氧劑和輔助 抗氧劑的配比(重量）一般在1 :2-1:3之間，兩者搭配使用比單獨使用一種效果更佳，單獨 使用輔助抗氧劑其沒什么作用，必須與主抗氧劑使用才能發(fā)揮功效。所述偶聯(lián)劑為硅烷偶 聯(lián)劑，所選市售KH550、KH560中的一種。所述潤滑劑優(yōu)選硅酮類潤滑劑，優(yōu)選道康寧硅酮 粉、硅酮母粒中的一種或者兩者互配使用無重量份要求。所述的玻璃纖維為無堿短玻璃纖 維，優(yōu)選重慶復(fù)材HP-3,單絲直徑為13um〇
[0018] 本發(fā)明還提供一種高玻纖填充增強尼龍復(fù)合材料的制備方法，具體包括以下過 程： 步驟一：原材料中先將重量比分別為35%~45%的PA66樹脂、3%~5%的PA6樹脂、 0. 3%~0. 5%的抗氧劑、0. 2%~0. 5%的偶聯(lián)劑以及0. 5%~1%的潤滑劑同時加入到混料桶 中，混合均勻后通過主喂料方式加入到擠出機中； 步驟二：將玻璃纖維按照原材料重量比為50%~60%比例通過側(cè)喂料方式加入到擠出 機中；其中，步驟一和二中的這些原材料在混合之前加入的時候無粒徑尺寸大小要求，下料 之前只需要攪拌均勻即可。
[0019] 步驟三：將擠出機中的物料進(jìn)行200°C~270°C的熔融塑化。在熔融塑化的過程 中擠出機的各個區(qū)的熔融塑化的溫度見下表1所示，熔融塑化完成后，通過擠出機模頭擠 出后水冷拉條造粒。得到產(chǎn)物高玻纖填充增強尼龍復(fù)合材料。具體水冷的溫度范圍為常溫 (20°C~25°C)水槽溫度。對于其中塑化時間、壓力以及造粒尺寸均不做具體要求，為常規(guī) 實驗現(xiàn)有數(shù)據(jù)。
[0020] 其中，經(jīng)過步驟一和步驟二加入原料至擠出機中后，在物料進(jìn)行熔融塑化過程中， 物料于擠出機各區(qū)主要溫度大致設(shè)置如下表1所示： 表1 :擠出機各區(qū)主要溫度
本發(fā)明制備的高玻纖填充增強尼龍復(fù)合材料具有特定螺桿組態(tài)，通過加入玻璃纖維 后，通過擠出機的螺桿加強玻璃纖維在基體樹脂中的分散，特定組態(tài)的剪切包括直齒齒輪 盤、斜齒齒輪盤（K45/5/56，K60/4/44)，如圖1和圖2所示，擠出機為同向合型雙螺桿擠出 機，齒輪盤作為擠出機中剪切元件的一種，其對玻璃纖維與基體樹脂的分散能力比其他剪 切元件要強，附上剪切分散段螺桿組合排列數(shù)據(jù)見表1。
[0021] 表1 :剪切分散段不同螺桿組態(tài)對產(chǎn)品外觀以及物性的影響
備注：ZME代表齒輪盤剪切元件。其中ZME56/28中56代表剪切元件的導(dǎo)程，28代表剪 切元件的長度，再例如K45/5/56,代表塊狀剪切元件，角度是45°，長度是56mm，總共5塊， 每塊厚度是56/5=12. 2mm。