一種混雜纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種混雜纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料是世界上特殊領(lǐng)域首選的高性能增強(qiáng)材料。碳纖 維具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、抗疲勞、導(dǎo)電、密度小等多種優(yōu)異性能，被廣泛應(yīng)用于航空 航天軍事及民用的機(jī)械電子、建筑材料、文體、汽車等各個(gè)領(lǐng)域。然而，碳纖維在高性能的同 時(shí)，價(jià)格相對(duì)比較昂貴，在民用領(lǐng)域上使用受到限制，使得純碳纖維增強(qiáng)尼龍普遍應(yīng)用因?yàn)?價(jià)格的原因還存在一定的困難?；祀s纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料就是從市場出發(fā)，為了解決一 些特殊工業(yè)產(chǎn)品純碳纖維增強(qiáng)尼龍價(jià)格上不能接受的情況下開發(fā)的一種混雜纖維增強(qiáng)尼 龍復(fù)合材料，用部分玄武巖纖維代替碳纖維，在較大的提高增強(qiáng)尼龍的力學(xué)性能和其他性 能，同時(shí)也能較大的降低產(chǎn)品的價(jià)格。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有的技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種力學(xué)性能好，而且價(jià)格相對(duì)便宜的混 雜纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種混雜纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，包括以下重量份計(jì)的原料：尼龍樹脂：30~80 份;短切纖維A: 10~30份;短切纖維B: 10~30份;增韌劑:0~10份;抗氧劑0.1~1份;加工助 劑0.2~2份。
[0006] 上述復(fù)合材料中，所述的尼龍樹脂可以尼龍6、尼龍66、尼龍46、尼龍6T和尼龍9T中 的一種或者幾種尼龍的組合。
[0007] 所述的短切纖維A為經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑表面處理的短切玄武巖纖維，其長度為6mm， 短切纖維B為經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑表面處理的短切聚丙烯碳纖維或?yàn)r青基短切碳纖維，其長度 為 6mm〇
[0008] 所述的增韌劑為馬來酸酐接枝的EPDM、P0E和SEBS中的一種或者幾種組合。
[0009] 所述的抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑168復(fù)配而成。
[0010] 所述的其他助劑為潤滑劑或者色粉。
[0011] -種制備上述混雜纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的方法，其步驟為：
[0012] (1)按照重量配比稱取原料尼龍樹脂及其它助劑；
[0013] (2)將稱好的原材料投入到高速混合器中干混3~5min;
[0014] (3)短切纖維A和短切纖維B按照一定比例混合均勻；
[0015] (4)將步驟(2)得到的物質(zhì)經(jīng)主喂料器送入雙螺桿擠出機(jī)中，并在雙螺桿擠出機(jī)的 側(cè)喂料口中加入經(jīng)步驟(3)得到的混合纖維；
[0016] (5)將步驟(4)得到的物質(zhì)經(jīng)過拉條、冷卻、切粒、干燥處理。
[0017] 所述步驟(4)的主喂料轉(zhuǎn)速為30~50r. p .m，側(cè)喂料20~60r. p .m。
[0018] 步驟(4)的雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為300~400r. p. m。
[0019] 步驟(4)的雙螺桿擠出機(jī)各段溫度在220~280°C之間。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是:通過本發(fā)明制備了混雜纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料具有機(jī)械強(qiáng) 度高、耐高溫、質(zhì)輕、易加工等多種優(yōu)異性能;本發(fā)明的制備方法操作簡單，產(chǎn)品價(jià)格具有優(yōu) 勢(shì)，適合工業(yè)化生產(chǎn)和推廣。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)。
[0022] 在實(shí)施例復(fù)合材料配方中，使用的尼龍樹脂尼龍6生產(chǎn)商為廣東新會(huì)美達(dá)錦綸股 份有限公司，型號(hào)為M2000，其相對(duì)粘度為2.0，密度為1.131g/cm 3。尼龍66生產(chǎn)商為平頂山 神馬工程塑料有限責(zé)任公司，相對(duì)粘度為2.7,密度為1.134g/cm3。短切纖維A吉林通鑫玄武 巖科技有限公司提供的玄武巖纖維，纖維長度為6mm，直徑為9um，其拉伸強(qiáng)度為2 lOOMPa，彈 性模量為l〇5GPa;短切纖維B為韓國TYM公司提供，經(jīng)過表面處理的短切聚丙烯碳纖維，其直 徑為7um，拉伸強(qiáng)度為4300MPa，彈性模量為230GPa，其型號(hào)為T70-PA6。增韌劑MAH-g-POE為 上海久聚高分子提供;抗氧劑為生產(chǎn)商為Ciba公司，商品牌號(hào)為Irganox 1010和Irganox 168;加工助劑中采用的潤滑劑為硬脂酸鈣。
[0023] 為便于對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步理解，現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0024] 實(shí)施例1:
[0025] 1):按照重量配比稱取原料尼龍6樹脂76.5份，并經(jīng)烘箱烘干；并加入0.3份抗氧 劑，3份馬來酸酐接枝POE (MAH-g-POE)及0.2份加工助劑在高速機(jī)中攪拌混合均勻；
[0026] 2):將短切纖維A和短切碳纖維B按照1:1比例混合；
[0027] 3):將步驟(1)得到的物質(zhì)經(jīng)主喂料器送入雙螺桿擠出機(jī)中，所述的主喂料器的轉(zhuǎn) 速為30r.p.m，并在雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)向喂料口中加入經(jīng)步驟(2)得到的混合纖維，使得混 合纖維重量份數(shù)為20份;雙螺桿擠出機(jī)從加料口到機(jī)頭的溫度分別為220°C，220°C，230°C， 240°C，240°C，240°C，245°C，245°C，240°C，其轉(zhuǎn)速為380r. p. s，混合物在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)受 到剪切、熔融等復(fù)合處理。
[0028] 4):將步驟(3)得到的物質(zhì)經(jīng)過拉條、冷卻、切粒、干燥處理。
[0029] 實(shí)施例2:
[0030] 1):按照重量配比稱取原料尼龍6樹脂66.5份，并經(jīng)烘箱烘干；并加入0.3份抗氧 劑，3份馬來酸酐接枝POE(MAH-g-POE)及0.2份加工助劑在高速機(jī)種攪拌混合均勻；
[0031 ] 2):將短切纖維A和短切碳纖維B按照1:1比例混合；
[0032] 3):將步驟(1)得到的物質(zhì)經(jīng)主喂料器送入雙螺桿擠出機(jī)中，所述的主喂料器的轉(zhuǎn) 速為30r.p.m，并在雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)向喂料口中加入經(jīng)步驟(2)得到的混合纖維，使得混 合纖維重量份數(shù)為30份;雙螺桿擠出機(jī)從加料口到機(jī)頭的溫度分別為220°C，220°C，230°C， 240°C，240°C，240°C，245°C，245°C，240°C，其轉(zhuǎn)速為380r. p. s，混合物在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)受 到剪切、熔融等復(fù)合處理。
[0033] 4):將步驟(3)得到的物質(zhì)經(jīng)過拉條、冷卻、切粒、干燥處理。
[0034] 實(shí)施例3:
[0035] 1):按照重量配比稱取原料尼龍66樹脂76.5份，并經(jīng)烘箱烘干;并加入0.3份抗氧 劑，3份馬來酸酐接枝POE(MAH-g-POE)及0.2份加工助劑在高速機(jī)種攪拌混合均勻；
[0036] 2):將短切纖維A和短切纖維B按照1:1比例混合均勻；
[0037] 3):將步驟(1)得到的物質(zhì)經(jīng)主喂料器送入雙螺桿擠出機(jī)中，所述的主喂料器的轉(zhuǎn) 速為30r.p.m，并在雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)向喂料口中加入經(jīng)步驟(2)得到的混合纖維，使得混 合纖維重量份數(shù)為20份;雙螺桿擠出機(jī)從加料口到機(jī)頭的溫度分別為240°C，240°C，260°C， 260°C，260°C，260°C，260°C，260°C，260°C，其轉(zhuǎn)速為380r · p · s，混合物在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)受 到剪切、熔融等復(fù)合處理。
[0038] 4):將步驟(3)得到的物質(zhì)經(jīng)過拉條、冷卻、切粒、干燥處理。
[0039] 實(shí)施例4:
[0040] 1):按照重量配比稱取原料尼龍66樹脂66.5份，并經(jīng)烘箱烘干;并加入0.3份抗氧 劑，3份馬來酸酐接枝POE(MAH-g-POE)及0.2份加工助劑在高速機(jī)種攪拌混合均勻；
[0041 ] 2):將短切纖維A和短切纖維B按照1:1比例混合均勻；
[0042] 3):將步驟(1)得到的物質(zhì)經(jīng)主喂料器送入雙螺桿擠出機(jī)中，所述的主喂料器的轉(zhuǎn) 速為30r.p.m，并在雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)向喂料口中加入經(jīng)步驟(2)得到的混合纖維，使得混 合纖維重量份數(shù)為30份;雙螺桿擠出機(jī)從加料口到機(jī)頭的溫度分別為240°C，240°C，260°C， 260°C，260°C，260°C，260°C，260°C，260°C，其轉(zhuǎn)速為380r · p · s，混合物在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)受 到剪切、熔融等復(fù)合處理。
[0043] 4):將步驟(3)得到的物質(zhì)經(jīng)過拉條、冷卻、切粒、干燥處理。
[0044] 對(duì)比例1:
[0045] 1):按照重量配比稱取原料尼龍6樹脂81.5份，并經(jīng)烘箱烘干；并加入0.3份抗氧 劑，3份馬來酸酐接枝POE(MAH-g-POE)及0.2份加工助劑在高速機(jī)種攪拌混合均勻；
[0046] 2):將步驟(1)得到的物質(zhì)經(jīng)主喂料器送入雙螺桿擠出機(jī)中，所述的主喂料器的轉(zhuǎn) 速為30r. p. m，并在雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)向喂料口中加入短切碳纖維B，控制短切碳纖維B重量 份數(shù)為15份;雙螺桿擠出機(jī)從加料口到機(jī)頭的溫度分別為220°C，220°C，