一種高光潔高強(qiáng)尼龍/有機(jī)長(zhǎng)玻纖復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種有機(jī)高分子納米復(fù)合材料，更具體的說(shuō)，涉及一種高光潔高強(qiáng)尼 龍/有機(jī)長(zhǎng)玻纖復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 尼龍6是目前應(yīng)用最多的幾種工程塑料之一，具有很好的物理力學(xué)性能和耐磨性 以及自潤(rùn)滑性，但是純尼龍6的熱變形溫度較低，吸水性大，吸水前沖擊強(qiáng)度偏低，吸水后剛 性又大幅下降，同時(shí)尺寸不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，從而限制了尼龍6的應(yīng)用，進(jìn)而又縮小了下游行業(yè) 設(shè)計(jì)工程師的選材余地。
[0003] 玻纖增強(qiáng)改性尼龍，是一種較常規(guī)的對(duì)尼龍改性增強(qiáng)的方式，該復(fù)合材料具有優(yōu) 良的力學(xué)性能、耐熱性和耐化學(xué)性，擴(kuò)展了尼龍產(chǎn)品的應(yīng)用。但是，尼龍和玻纖的兩相界面 相容性不良好，玻纖會(huì)由于PA的包覆不良而暴露在復(fù)合材料的表面，導(dǎo)致材料制品產(chǎn)品大 量的浮纖，使產(chǎn)品表面粗糙和發(fā)花，從而影響產(chǎn)品的光潔度和美觀。另外，由于玻纖在流動(dòng) 方向上的定向性會(huì)限制樹(shù)脂的收縮性，導(dǎo)致尼龍?jiān)诓＠w周圍的縱向收縮(玻纖流動(dòng)方向）小 于橫向收縮，這樣就會(huì)造成制品由于收縮不均勻而導(dǎo)致的翹曲，從而嚴(yán)重影響制品的外觀 和產(chǎn)品尺寸，限制其在外觀要求較高的的制品中的使用。同時(shí)，由于玻纖與尼龍的相容性不 佳，當(dāng)玻纖填料含量較大（>20 % )時(shí)，雖然還能一定程度的提高復(fù)合材料的強(qiáng)度，但在加工 過(guò)程中玻纖將易形成相分離或應(yīng)力集中（玻纖團(tuán)聚)現(xiàn)象，會(huì)使得復(fù)合材料極易發(fā)生形變或 沖擊斷裂，這也進(jìn)一步限制玻纖尼龍復(fù)合材料的長(zhǎng)效應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，旨在提供一種高光潔高強(qiáng)尼龍/有 機(jī)長(zhǎng)玻纖復(fù)合材料及其制備方法。
[0005] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種高光潔高強(qiáng)尼龍/有機(jī)長(zhǎng)玻纖復(fù) 合材料及其制備方法，其特征在于由以下成分按重量比組成，尼龍6為50-70%，有機(jī)長(zhǎng)玻纖 母粒為20-40%，抗浮纖母粒為2-5%，納米碳酸鈣為1-10%，色母粒2-4% ;所述的有機(jī)長(zhǎng)玻 璃纖維母粒為經(jīng)過(guò)有機(jī)化包覆處理的無(wú)堿長(zhǎng)玻纖，包覆物包括偶聯(lián)劑、高流動(dòng)性尼龍高流 動(dòng)性尼龍和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維，所述長(zhǎng)玻纖的長(zhǎng)徑比為100-300。
[0006] 本發(fā)明的一種高光潔高強(qiáng)尼龍/有機(jī)長(zhǎng)玻纖復(fù)合材料及其制備方法，采用有機(jī)長(zhǎng) 玻纖母粒、抗浮纖母粒、納米碳酸鈣等改性增強(qiáng)尼龍材料，通過(guò)將長(zhǎng)玻璃纖維進(jìn)行偶聯(lián)化改 性，有效的降低玻纖表面極性，提高玻纖與尼龍的相容性；另外，將偶聯(lián)化改性處理的有機(jī) 長(zhǎng)玻纖與高流動(dòng)性尼龍高流動(dòng)性尼龍、PET共混造粒制得的有機(jī)長(zhǎng)玻纖母粒，通過(guò)尼龍與硅 烷中環(huán)氧的反應(yīng)有效地在玻纖表面包覆一層PET和尼龍膜，這層膜可與抗浮纖母粒協(xié)同作 用。本發(fā)明抗浮纖母粒的作用有兩方面，一方面降低玻纖在復(fù)合材料表面的浮纖現(xiàn)象，改變 體系因收縮不均勻而導(dǎo)致的翹曲現(xiàn)象，從而提高復(fù)合材料表面的光潔度，另一方面是對(duì)復(fù) 合材料起到增強(qiáng)增韌的作用。
[0007] 本發(fā)明的一種高光潔高強(qiáng)尼龍/有機(jī)長(zhǎng)玻纖復(fù)合材料，有機(jī)長(zhǎng)玻璃纖維母粒與尼 龍具有良好的相容性，使得復(fù)合材料具備優(yōu)異的力學(xué)性能、強(qiáng)度；同時(shí)，抗浮纖母粒和納米 碳酸鈣的加入，有效的降低玻纖在尼龍表面的翹曲，減少?gòu)?fù)合材料表面不良現(xiàn)象，從而使得 該復(fù)合材料具有表面高光潔度等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于中高端的家具、辦公用品和其他對(duì)產(chǎn)品 綜合性能及美觀要求較高的產(chǎn)品上。
[0008] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述的偶聯(lián)劑為3-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的抗浮纖母粒為PET、馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、聚酯 蠟酯蠟和滑石粉熔融共混而成。由于尼龍材料的結(jié)晶速度較快，而PET材料結(jié)晶速度較慢， 因此抗浮纖母粒中的PET纖維將與長(zhǎng)玻纖母粒中的PET協(xié)同作用，進(jìn)一步完成對(duì)玻纖纖維的 包覆，從而減輕圍繞玻纖結(jié)晶的尼龍所引起的不均勻收縮現(xiàn)象。
[0010]本發(fā)明還要提供一種有機(jī)長(zhǎng)玻纖母粒的制備方法，其特征在于包括以下步驟： [0011] (1)將偶聯(lián)劑3-(2,3_環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、無(wú)堿長(zhǎng)玻纖、水按照質(zhì)量比1: 15:2的比例置于容器中，恒溫35°C攪拌反應(yīng)2h;
[0012] (2)將步驟（1)所得共混物充分烘干，然后依次加入質(zhì)量比為10:1的高流動(dòng)性尼龍 高流動(dòng)性尼龍，質(zhì)量比為20:1的（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)纖維，攪拌均勻；
[0013] (3)將步驟(2)的共混物置于單螺桿擠出機(jī)熔融共混，最終擠出造粒，即得有機(jī)長(zhǎng) 玻璃纖維母粒。
[0014] 本發(fā)明還要提供一種高光潔高強(qiáng)尼龍/有機(jī)長(zhǎng)玻纖復(fù)合材料的制備方法，其特征 在于包括以下步驟：
[00?5] 將尼龍6，有機(jī)長(zhǎng)玻纖母粒，抗浮纖母粒，納米碳酸媽和色母粒在110 °C烘干2h，按 照重量比將50-70 %尼龍6、1-10 %納米碳酸鈣和2-4 %色母粒從主喂料口加入雙螺桿擠出 機(jī)，將20-40 %有機(jī)長(zhǎng)玻纖母粒和2-5 %抗浮纖母粒從側(cè)喂料口加入雙螺桿擠出機(jī)，在雙螺 桿擠出機(jī)各區(qū)段溫度255-265°C、主機(jī)轉(zhuǎn)速在140-200r/min下擠出共混，最后共混物經(jīng)擠出 機(jī)機(jī)頭拉出、冷卻、吹干、切粒即得高光潔高強(qiáng)尼龍/有機(jī)長(zhǎng)玻纖復(fù)合材料；
[0016]其中，所述的有機(jī)長(zhǎng)玻纖母粒按以下方法制備：
[0017] ⑴將偶聯(lián)劑3-(2,3_環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基娃烷、無(wú)堿長(zhǎng)玻纖、水按照質(zhì)量比1: 15:2的比例置于容器中，恒溫35°C攪拌反應(yīng)2h;
[0018] (2)將步驟(1)所得共混物充分烘干，然后依次加入質(zhì)量比為10:1的高流動(dòng)性尼龍 高流動(dòng)性尼龍，質(zhì)量比為20:1的（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)纖維，攪拌均勻；
[0019] (3)將步驟(2)的共混物置于單螺桿擠出機(jī)熔融共混，最終擠出造粒，即得有機(jī)長(zhǎng) 玻璃纖維母粒。
[0020] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0021] 1)通過(guò)具有環(huán)氧基團(tuán)的硅烷對(duì)長(zhǎng)玻纖進(jìn)行處理，與高流動(dòng)性尼龍和PET共混時(shí)，樹(shù) 脂與長(zhǎng)玻纖通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成牢固的樹(shù)脂層，提高了玻纖的分散性，減輕了浮纖現(xiàn)象；
[0022] 2)有機(jī)長(zhǎng)玻纖母粒和抗浮纖母粒能夠產(chǎn)生協(xié)同作用，減輕玻纖周圍尼龍結(jié)晶引起 的收縮現(xiàn)象，有利于形成高光潔表面；
[0023] 3)長(zhǎng)玻纖母粒的樹(shù)脂膜包覆提高了尼龍與玻纖的結(jié)合強(qiáng)度，大大提高了增強(qiáng)性 能；
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，但發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例一
[0026] -種高光潔高強(qiáng)尼龍/有機(jī)長(zhǎng)玻纖復(fù)合材料，由以下成分按重量比組成，尼龍6為 50%，有機(jī)長(zhǎng)玻纖母粒為40%，抗浮纖母粒為3%，納米碳酸媽為4%，色母粒3%。
[0027]有機(jī)長(zhǎng)玻璃纖維母粒為經(jīng)過(guò)有機(jī)化包覆處理的無(wú)堿長(zhǎng)玻纖，有機(jī)化方法為熔融包 覆，長(zhǎng)玻纖的長(zhǎng)徑比為100-300，有機(jī)長(zhǎng)玻璃纖維母粒的制備方法依次包括以下步驟：
[0028]步驟1:將偶聯(lián)劑3-(2,3_環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、無(wú)堿長(zhǎng)玻纖、水按照質(zhì)量 比1:15:2的比例置于容器中，恒溫35°C攪拌反應(yīng)2h;
[0029] 步驟2:將步驟1所得共混物充分烘干，然后依次加入質(zhì)量比為10:1的高流動(dòng)性尼 龍高流動(dòng)性尼龍，質(zhì)量比為20:1的PET(聚對(duì)苯