一種玻纖增強環(huán)保尼龍復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于改性聚酰胺技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種玻纖增強易染色、可激光打標(biāo)無鹵環(huán)保阻燃尼龍66復(fù)合材料及其制備方法。該復(fù)合材料包括以下重量份的原料：尼龍66 30?50份，無堿短切玻璃纖維20?40份，無鹵阻燃劑15?30份，協(xié)效著色阻燃助劑3?8份，激光打標(biāo)助劑0.5?2份，其他助劑是硅烷偶聯(lián)劑、抗氧劑和分散劑的復(fù)配物，該復(fù)配物的重量份數(shù)0.5?1.5份。該復(fù)合材料主要應(yīng)用于汽車、機(jī)械、電子電器等行業(yè)中的軸承罩蓋、電器接線盒、排插件等，對環(huán)保安全、阻燃、激光打標(biāo)、強度和顏色都提出較高要求的零部件中使用。
【專利說明】
一種玻纖増強環(huán)保尼龍復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于改性聚酰胺技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種玻纖增強環(huán)保尼龍復(fù)合材料及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 尼龍66是一種用途廣泛的工程塑料，由己二胺、己二酸縮聚而成，其熔點為252-265Γ，與其他工程塑料相比具有優(yōu)異的機(jī)械性能和較好的熱性能，如高強度、高模量、高硬 度;相對較高的熱變形溫度，本身可達(dá)到V2級阻燃，阻燃改性后可達(dá)到V0級別，加入玻璃纖 維增強，熱變形溫度可達(dá)250 °C (0.45MPa);此外還表現(xiàn)出優(yōu)異的自潤滑耐磨性、抗疲勞、耐 蠕變性；良好的耐油和溶劑性。但是由于酰胺基具備親水性，使得尼龍66的吸水性太高，導(dǎo) 致其尺寸穩(wěn)定性較差，在高濕度環(huán)境下性能下降明顯。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中通常加入常規(guī)的無堿玻璃纖維，但是常規(guī)的無堿玻璃纖維中仍然含有 一定雜質(zhì)，比如氟和硼的含量較高，耐酸腐蝕性較差。
[0004] 此外，阻燃增強尼龍66還是存在阻燃劑的阻燃效率低，相容性差，隨添加量的提 高，性能大幅下降，并且阻燃劑的著色性差，制得的尼龍66復(fù)合材料著色效率低，在大型制 件的生產(chǎn)中存在表觀質(zhì)量差，玻纖外露嚴(yán)重，很難實現(xiàn)顏色均一高質(zhì)量的激光打標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種玻纖增強易染 色、可激光打標(biāo)無鹵環(huán)保阻燃尼龍66復(fù)合材料及其制備方法，本發(fā)明中的原料易得、價格 低，易于產(chǎn)業(yè)化，制備方法簡單易操作。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
[0007] -種玻纖增強環(huán)保尼龍復(fù)合材料，該復(fù)合材料包括以下重量份的原料： 尼龍66 30-50份 無堿短切玻璃纖維 20-40份
[0008] 無鹵阻燃劑 15-30份 協(xié)效著色阻燃助劑 3-8份 激光打標(biāo)助劑 0. 5-2份
[0009]其他助劑是硅烷偶聯(lián)劑、抗氧劑和分散劑的復(fù)配物，該復(fù)配物的重量份數(shù)0.5-1.5 份。
[0010]進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的尼龍66的樹脂粘度為:2.3-2.5。
[0011]進(jìn)一步的技術(shù)方案，無堿短切玻璃纖維為低硼玻璃纖維或者無硼ECR玻璃纖維，無 堿短切玻璃纖維的直徑為9-1 Ιμπι，長度為3-4.5mm的。
[0012] 進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的無鹵阻燃劑為三聚氰胺氰尿酸鹽、三聚氰胺聚磷酸鹽 和次磷酸鹽阻燃劑中的一種或幾種。
[0013] 進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的協(xié)效著色阻燃助劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁、滑石粉、云 母中的一種或幾種。
[0014] 進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的激光打標(biāo)助劑是氧化銻、金屬氧化物包覆的硅酸鹽和 氧化鈦中的一種或幾種。
[0015] 進(jìn)一步的技術(shù)方案，其它助劑中的抗氧劑為抗氧劑1098 :N，N'_雙-(3-(3,5-二叔 丁基-4-羥基苯基）丙酰基）己二胺，抗氧劑168:三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯和無機(jī)磷 酸鹽中的一種或幾種；
[0016] 分散劑為有機(jī)娃、脂肪酸鹽中的一種或幾種。
[0017] 進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的硅烷偶聯(lián)劑、抗氧劑和分散劑按照重量比為1:2:(3-10)〇
[0018] -種玻纖增強環(huán)保尼龍復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0019] 步驟一:按照原料的重量份數(shù)要求稱取原料；
[0020] 步驟二:將尼龍66、無鹵阻燃劑、協(xié)效著色阻燃助劑、激光打標(biāo)助劑和 [0021 ] 其他助劑在高混機(jī)中混合均勻，混料時間3_5min;
[0022]步驟三:將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，并加入無堿短切玻璃纖維，將溫度 控制在245-280°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250-400rpm，一起熔融共混，擠出造粒 [0023]有益效果
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備如下效果：
[0025] 1、本發(fā)明復(fù)主要應(yīng)用于汽車、機(jī)械、電子電器等行業(yè)中的軸承罩蓋、電器接線盒、 排插件等，適用于對環(huán)保安全、阻燃、激光打標(biāo)、強度和顏色都提出較高要求的零部件。
[0026] 2、本發(fā)明通過玻璃纖維填充的辦法可大幅提高尼龍的綜合性能。其中，本發(fā)明使 用ECR玻璃纖維與普通無堿玻璃纖維相比，雜質(zhì)少、真正做到無鹵，具有優(yōu)異的耐酸耐腐蝕 性，其直徑為9-11μπι，長度為3-4.5mm，直徑更細(xì)增強效果更好，可以在加工中分散的更均 勻，能有更好的性能和外觀。
[0027] 3、本發(fā)明在玻璃纖維增強的基礎(chǔ)上，加入無鹵阻燃劑、激光打標(biāo)助劑和協(xié)效著色 阻燃助劑等成分，可以在保持材料優(yōu)異機(jī)械性能的前提下，滿足歐盟Rohs環(huán)保要求，并且進(jìn) 一步提高到無鹵素材料的水平，賦予材料安全且無污染，達(dá)到UL94 V0級別阻燃等級，并且 制得的復(fù)合材料易于染色，成品可以滿足均勻的激光打標(biāo)，并且不掉色、不退色，滿足了從 性能、環(huán)保、美觀、打標(biāo)等個性化定制的多方面需求。
[0028] 3、本發(fā)明尼龍66的粘度為2.3-2.5,使用這種低粘度且高流動性的尼龍66可以保 證了材料整體的流動性和加工型。
[0029] 4、本發(fā)明中使用了無鹵阻燃劑賦予了材料V0級別的阻燃等級，同時，還保證了材 料對環(huán)境、對人的安全、環(huán)保、無污染性，滿足Rohs指令。
[0030] 5、本發(fā)明中協(xié)效阻燃著色助劑使得制得的材料具有非常好的著色能力和良好的 色粉分散性，并提高阻燃的穩(wěn)定性。
[0031] 6、本發(fā)明中激光打標(biāo)助劑選用與尼龍66相容性良好的金屬氧化物涂覆，在不影響 材料物性的前提下，實現(xiàn)高質(zhì)量打標(biāo)需求。
[0032] 7、本發(fā)明中的其他助劑對材料的加工性、脫模性、抗氧化性和良好的制件表觀提 供了保障，可以根據(jù)實際需求選擇添加。
[0033] 8、本發(fā)明中每個原料在實現(xiàn)復(fù)合材料某一方面性能的同時也會對其他性能產(chǎn)生 影響，所以原料的使用量和不同類別助劑之間的相互配合、協(xié)效性非常重要。
【具體實施方式】
[0034] 以下通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明：
[0035] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明一種玻纖增強易染色、可激光打標(biāo)無鹵環(huán)保阻燃尼 龍66復(fù)合材料做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0036]生產(chǎn)主要使用的設(shè)備:高混機(jī):將物料均勻混合3-5min;雙螺桿擠出機(jī):機(jī)筒溫度： 245-280 °C，螺桿轉(zhuǎn)速:250-400rpm;水槽、切粒機(jī)。
[0037] 實施例1
[0038]尼龍66的樹脂特征粘度為:2.3-2.5，43.7重量份；
[0039] 無堿短切玻璃纖維:低硼玻璃纖維直徑為9-1 Ιμπι，長度為4.5mm，30重量份；
[0040] 無鹵阻燃劑:三聚氰胺氰尿酸鹽，20重量份；
[0041] 協(xié)效著色阻燃助劑:氫氧化鎂、氫氧化鋁復(fù)合，按照1:1的重量比共5重量份；
[0042] 激光打標(biāo)助劑:金屬氧化物包覆的硅酸鹽，0.5重量份；
[0043] 其他助劑:硅烷偶聯(lián)劑KH560、抗氧劑1098、抗氧劑168和脂肪酸鹽，按照1:1:1:5的 重量比共0.8重量份。
[0044] 實施例2
[0045]尼龍66的樹脂特征粘度為:2.3-2.5，48.3重量份；
[0046] 無堿短切玻璃纖維:低硼玻璃纖維直徑為9-1 Ιμπι，長度為4.5mm，20重量份；
[0047]無鹵阻燃劑:三聚氰胺聚磷酸鹽，22重量份；
[0048] 協(xié)效著色阻燃助劑:氫氧化鎂、氫氧化鋁復(fù)合，按照1:1的重量比共8重量份；
[0049] 激光打標(biāo)助劑:金屬氧化物包覆的硅酸鹽，0.5重量份；
[0050] 其他助劑:硅烷偶聯(lián)劑KH560,抗氧劑1098,抗氧劑168和脂肪酸鹽，按照1:1:1:3的 重量比共1.2重量份。
[0051 ] 實施例3
[0052]尼龍66的樹脂特征粘度為:2.3-2.5，43.7重量份；
[0053] 無堿短切玻璃纖維:無硼ECR玻璃纖維直徑為9-1 Ιμπι，長度為3mm，30重量份；
[0054]無鹵阻燃劑:三聚氰胺聚磷酸鹽，22重量份；
[0055] 協(xié)效著色阻燃助劑:云母，3重量份；
[0056] 激光打標(biāo)助劑:金屬氧化物包覆的硅酸鹽，0.5重量份；
[0057] 其他助劑:硅烷偶聯(lián)劑KH560,抗氧劑1098,抗氧劑168和硅酮母粒，按照1:1:1:5的 重量比共0.8重量份。
[0058] 實施例4
[0059]尼龍66的樹脂特征粘度為:2.3-2.5，34.1重量份；
[0060] 無堿短切玻璃纖維:無硼ECR玻璃纖維直徑為9-1 Ιμπι，長度為3mm，40重量份；
[0061 ]無鹵阻燃劑:次磷酸鹽，16重量份，三聚氰胺氰尿酸鹽，5重量份；
[0062] 協(xié)效著色阻燃助劑:滑石粉，3重量份；
[0063] 激光打標(biāo)助劑：金屬氧化物包覆的硅酸鹽和氧化鈦，按照5:1的重量比共0.6重量 份；
[0064] 其他助劑:硅烷偶聯(lián)劑KH560，無機(jī)磷酸鹽，脂肪酸鹽和硅酮母粒，按照1: 2: 5: 5的 重量比共1.3重量份。
[0065] 實施例5
[0066]尼龍66的樹脂特征粘度為:2.3-2.5，47.6重量份；
[0067] 無堿短切玻璃纖維:無硼ECR玻璃纖維直徑為9-1 Ιμπι，長度為3mm，30重量份；
[0068]無鹵阻燃劑:次磷酸鹽，17重量份；
[0069]協(xié)效著色阻燃助劑:云母，3重量份；
[0070]激光打標(biāo)助劑:氧化銻、金屬氧化物包覆的硅酸鹽、氧化鈦按照10 : 5:1共1.6重量 份；
[0071 ]其他助劑:硅烷偶聯(lián)劑KH560，無機(jī)磷酸鹽，硅酮母粒，按照1:2:5的重量比共0.8重 量份。
[0072]采用上述實施例的配方具體生產(chǎn)復(fù)合材料的方法為：
[0073]步驟一:按照重量要求稱取原料；
[0074] 步驟二:將尼龍66、無鹵阻燃劑、協(xié)效著色阻燃助劑、激光打標(biāo)助劑和其他助劑在 高混機(jī)中混合均勾，混料時間3 - 5m i η;
[0075] 步驟三：將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在溫度：245-280°C，螺桿轉(zhuǎn)速： 250-400rpm下與無堿短切玻璃纖維一起熔融共混，擠出造粒，即得。
[0076]上述實施例制備得到的產(chǎn)品性能測試結(jié)果如下表所示：
[0077]
[0078] 表中，實施例1-5給出了各個不同比例，原料、助劑有所區(qū)別時性能的差異，其中， 通過配方中各組分比例的調(diào)整，優(yōu)化了各組分對產(chǎn)品各性能的增進(jìn)和影響，實施例4和實施 5既保持了很好的原始機(jī)械性能，剛性和韌性做到了非常好的平衡，將色粉分散、激光打標(biāo) 性優(yōu)化，同時加工性優(yōu)異，極利于批量連續(xù)生產(chǎn)。除上述實施外，本發(fā)明還可以有其他實施 方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種玻纖增強環(huán)保尼龍復(fù)合材料，其特征在于，該復(fù)合材料包括W下重量份的原料： 尼龍66 30-50份 無堿短切玻璃纖維 20H0份 無齒阻燃劑 巧-撕份 協(xié)效著色阻燃助劑 3-8份 激光打標(biāo)助劑 0. 5-2份 其他助劑是硅烷偶聯(lián)劑、抗氧劑和分散劑的復(fù)配物，該復(fù)配物的重量份數(shù)0.5-1.5份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強環(huán)保尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述的尼龍66的樹 脂粘度為:2.3-2.5。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強環(huán)保尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述的無堿短切玻 璃纖維為低棚玻璃纖維或者無棚ECR玻璃纖維，無堿短切玻璃纖維的直徑為9-11μπι，長度為 3-4.5mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強環(huán)保尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述的無面阻燃劑 為Ξ聚氯胺氯尿酸鹽、Ξ聚氯胺聚憐酸鹽和次憐酸鹽阻燃劑中的一種或幾種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強環(huán)保尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述的協(xié)效著色阻 燃助劑為氨氧化儀、氨氧化侶、滑石粉、云母中的一種或幾種。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強環(huán)保尼龍復(fù)合材料，其特征在于，其特征在于，所述 的激光打標(biāo)助劑是氧化錬、金屬氧化物包覆的娃酸鹽和氧化鐵中的一種或幾種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強環(huán)保尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述的抗氧劑為抗 氧劑1098、抗氧劑168和無機(jī)憐酸鹽中的一種或幾種;所述的分散劑為有機(jī)娃、脂肪酸鹽中 的一種或幾種。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強環(huán)保尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述的硅烷偶聯(lián) 劑、抗氧劑和分散劑按照重量比為1:2: (3-10)。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的玻纖增強環(huán)保尼龍復(fù)合材料的制備方法，包括W 下步驟： 步驟一:按照原料的重量份數(shù)要求稱取原料； 步驟二:將尼龍66、無面阻燃劑、協(xié)效著色阻燃助劑、激光打標(biāo)助劑和其他助劑在高混 機(jī)中混合均勻，混料時間3-5min; 步驟Ξ:將混合好的原料加入雙螺桿擠出機(jī)中，并加入無堿短切玻璃纖維，將溫度控制 在245-280°C，螺桿轉(zhuǎn)速為250-40化pm，一起烙融共混，擠出造粒。
【文檔編號】C08L77/06GK106084769SQ201610439212
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】徐亮, 周勇, 吳汾, 張萬虎, 聶春, 魯宏升
【申請人】南京聚隆科技股份有限公司