專利名稱：一種高強度ppo/pa66合金材料及其制備方法
一種高強度PP0/PA66合金材料及其制備方法本發(fā)明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種高強度PP0/PA66合金材料及其 制備方法。PP0 (聚苯醚)樹脂和PA66 (尼龍66)樹脂都是應用廣泛的工程塑料之一，PP0屬 于非結晶性材料，高耐熱，尺寸穩(wěn)定，電氣絕緣性及耐蠕變性能優(yōu)異，但是其加工流動性差， 不耐有機溶劑與玻纖相容性差，PA66屬于結晶性材料，流動性好，耐有機溶劑，與玻纖相容 性好，但是其易吸水，尺寸穩(wěn)定性差，耐熱性較差。隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，以塑代鋼成為汽車材料發(fā)展的潮流和方向，PP0/PA66 合金以其優(yōu)異的耐熱性，良好的加工性，可噴涂性等，廣泛應用于汽車的門板，護罩，阻流 板，車輪罩等大型制件，這些大型制件不僅要求材料強度高，耐熱性好，而且要求材料的尺 寸穩(wěn)定性極佳。市面上出售的PP0/PA66合金絕大部分是非填充的PP0/PA66合金，防翹曲性好，但 是耐熱型和機械強度較低，用來制造靠近發(fā)動機的部件和受力結構件時存在強度不夠，耐 熱不夠的缺陷。目前主要是通過采用玻璃纖維增強PP0/PA66合金來解決耐熱和強度問題， 玻璃纖維增強PP0/PA66合金后，材料的耐熱性和機械強度大幅上升，但是材料的尺寸穩(wěn)定 性卻大幅度下降，成型后制件嚴重翹曲變形，影響制件外觀和裝配。本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種高耐熱性、良好的尺寸穩(wěn)定性，低翹曲的高 強度PP0/PA66合金材料及其制備方法。為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是，一種高強度PP0/PA66合金材 料，按重量百分比由下述組分組成聚苯醚樹脂20-40% ；尼龍66 樹脂20-40%;相容劑5-10% ；增韌劑5-10% ；玻璃纖維5-15% ；玻璃微珠5-15% ；云母粉5-15% ；抗氧劑0.2-0.4%;其它助劑0.5-1%。以上所述的高強度PP0/PA66合金材料，所述聚苯醚樹脂，其特性粘度為 0. 35-0. 5dl/g ；所述尼龍66樹脂，其相對黏度為2. 4-3. 0。所述的相容劑為PPO-g-MAH，接 枝率為1. 0-1. 7%。所述的增韌劑為SEBS-g-MAH，接枝率為0. 8-1. 5%。所述的玻璃纖維為無堿短切原絲，短切長度3-12mm。所述的玻璃微珠為空心玻璃微珠，粒徑目數(shù)為800-5000。 所述的云母粉為鱗片結構，粒徑目數(shù)為200-1000。所述的抗氧劑為四
季戊四醇酯主抗氧劑和三(2，4-二叔丁基)亞磷酸苯酯輔抗氧劑 的復配。所述的其它助劑包括潤滑劑，熱穩(wěn)定劑，紫外光吸收劑中的一種或者多種。一種上述的高強度PP0/PA66合金材料，的制備方法的技術方案是，包括以下步 驟a 按權利要求1所述的重量配比稱取好聚苯醚樹脂、尼龍66樹脂、相容劑和增韌 劑，倒入攪拌設備，混合均勻；b 按權利要求1所述的重量配比稱取好玻璃微珠、云母粉、抗氧劑、其它助劑，與a 步驟中混合好的塑料物料一起放入到混合器中混合直到均勻；c 將b中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機的加料斗，按權利要求1所述的重 量配比稱取好的玻璃纖維通過側喂料加入到擠出機中，經(jīng)熔融擠出，造粒；加工工藝如下 雙螺桿擠出機一區(qū)溫度220-240°C，二區(qū)溫度230-250°C，三區(qū)溫度260_270°C，四區(qū)溫度 250-270°C，機頭 260-270°C，停留時間 2 3min，壓力為 12_18MPa。本發(fā)明具有以下有益效果1 使用的原材料都是環(huán)保衛(wèi)生級的，制備的材料與人體接觸不會造成任何對人體 有害的物質。2:在保證了材料具有高強度，高耐熱，易噴涂的同時，還擁有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性， 低翹曲。3 本發(fā)明提出的一種高強度PP0/PA66合金材料，及其制備工藝簡單。 [具體實施方式
]通過玻璃纖維復合玻璃微珠，云母粉增強PP0/PA66合金，制得的合金具有強度 高，耐熱性好，易噴涂等特性，同時還具有低翹曲，材料尺寸穩(wěn)定性好。本發(fā)明提供的一種高強度PP0/PA66合金材料，，其組成按重量配比為(％ )聚苯 醚20-40% ；尼龍6620-40% ；相容劑5-10% ；增韌劑5-10% ；玻璃纖維5-15% ；玻璃微珠 5-15% ；云母粉5-15% ；抗氧劑0. 2-0.4% ；其它助劑0. 5-1 %。其中，聚苯醚樹脂，其特性粘度為0. 35-0. 5dl/g ；尼龍66樹脂，其相對黏度為 2. 4-3. 0 ；相容劑為PPO-g-MAH，接枝率為1. 0-1. 7 % ；增韌劑為SEBS-g-MAH，接枝率為 0. 8-1. 5%;玻璃纖維為無堿短切原絲，短切長度3-12mm ；玻璃微珠為空心玻璃微珠，粒徑目 數(shù)為800-5000;云母粉為鱗片結構，粒徑目數(shù)為200-1000 ；抗氧劑為四
季戊四醇酯主抗氧劑和三(2，4-二叔丁基)亞磷酸苯酯輔抗氧劑 的復配；其它助劑包括潤滑劑，熱穩(wěn)定劑，紫外光吸收劑。在本發(fā)明中，先按重量配比稱取好聚苯醚樹脂、尼龍66樹脂、相容劑和增韌劑，倒 入攪拌設備，混合均勻；再按重量配比稱取好玻璃微珠、云母粉、抗氧劑、其它助劑，與上面 混合好的塑料物料一起放入到混合器中混合直到均勻；然后將所有混合好的原料投入到雙 螺桿擠出機的加料斗，玻璃纖維通過側喂料加入到擠出機中，經(jīng)熔融擠出，造粒；加工工藝 如下雙螺桿擠出機一區(qū)溫度220-240°C，二區(qū)溫度230-250°C，三區(qū)溫度260_270°C，四區(qū) 溫度250-270°C，機頭260-270°C，停留時間2 3min，壓力為12_18MPa。
為便于對本發(fā)明進一步理解，現(xiàn)結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述在下列實施例的復合材料配方中，聚苯醚樹脂選用特性粘度為0. 45dl/g，如藍星 化工生產(chǎn)的，商品牌號LXR045 ；尼龍66選用相對黏度2. 6的，如羅地亞公司生產(chǎn)的，商品牌 號27AE1 ；相容劑選用接枝率為1. 3的PPO-g-MAH，如SABIC公司生產(chǎn)的，商品牌號為450C ； 增韌劑選用接枝率為1. 2的SEBS-g-MAH，如科騰公司生產(chǎn)的，商品牌號為FX1901G ；玻璃纖 維選用短切長度在3-6mm的無堿短切原絲，如巨石公司生產(chǎn)的，商品牌號為560 ；玻璃微珠 選用粒徑為2500目的，如3M公司生產(chǎn)的，商品牌號為KT-2500 ；云母粉選用粒徑目數(shù)為800 目的，如億信礦產(chǎn)公司生產(chǎn)的，商品牌號為YC800 ；抗氧劑為四
季戊四醇酯，三(2，4_ 二叔丁基)亞磷酸苯酯，選用Ciba公司生產(chǎn)，商品牌 號分別為IrganoxlOlO，和Irganox168。其它助劑中的潤滑劑選用季戊四醇硬脂酸酯，如龍 沙公司生產(chǎn)的，商品牌號為PETS-3，熱穩(wěn)定劑選用亞銅鹽類的，如布呂格曼公司生產(chǎn)的，商 品牌號H3336，紫外光吸收劑選用羥苯基苯并三唑類，如汽巴公司生產(chǎn)的，商品牌號UV234， 在實施例中可以選用其中的一種或多種。實施例1 將PP0按重量百分為27% (以下均為重量百分比)，PA6630 %，PP0-g-MAH 6%, SEBS-g-MAH 6 %，稱好倒入攪拌器，攪拌均勻，再按玻璃微珠5 %，云母粉15%， 1010/1680. 2/0. 2%，其他助劑0. 6%稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到 雙螺桿擠出機的料斗中，玻璃纖維10%通過側喂料加入到擠出機中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒 成復合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設置分別為一區(qū)溫度230°C ；二區(qū)250°C ；三區(qū) 270°C ；四區(qū)260°C ；機頭260°C ；停留時間2 3min。壓力為14MPa。實施例2 將PP0按重量比為27% (以下均為重量比)，PA6630%，PP0-g-MAH6%，SEBS-g-MAH 6 %，稱好倒入攪拌器，攪拌均勻，再按玻璃微珠10 %，云母粉10 %，1010/1680. 2/0. 2 %，其 他助劑0. 6%稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機的料斗中， 玻璃纖維10%通過側喂料加入到擠出機中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復合材料。其中，螺桿 各加溫區(qū)溫度設置分別為一區(qū)溫度230°C ；二區(qū)250°C ；三區(qū)270°C ；四區(qū)260°C ；機頭 260°C ；停留時間2 3min。壓力為14MPa。實施例3 將PP0按重量比為27% (以下均為重量比)，PA6630%，PP0-g-MAH6%，SEBS-g-MAH 6 %，稱好倒入攪拌器，攪拌均勻，再按玻璃微珠15 %，云母粉5 %，1010/1680. 2/0. 2 %，其 他助劑0. 6%稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機的料斗中， 玻璃纖維10%通過側喂料加入到擠出機中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復合材料。其中，螺桿 各加溫區(qū)溫度設置分別為一區(qū)溫度230°C ；二區(qū)250°C ；三區(qū)270°C ；四區(qū)260°C ；機頭 260°C ；停留時間2 3min。壓力為14MPa。實施例4 將PP0按重量比為20% (以下均為重量比)，PA6637%，PP0-g-MAH6%，SEBS-g-MAH 6 %，稱好倒入攪拌器，攪拌均勻，再按玻璃微珠10 %，云母粉10 %，1010/1680. 2/0. 2 %，其 他助劑0. 6%稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機的料斗中， 玻璃纖維10%通過側喂料加入到擠出機中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設置分別為一區(qū)溫度230°C ；二區(qū)250°C ；三區(qū)270°C ；四區(qū)260°C ；機頭 260°C ；停留時間2 3min。壓力為14MPa。實施例5 將PP0按重量比為37% (以下均為重量比)，？々6620%，？ 01-獻116%，5￡851-獻11 6 %，稱好倒入攪拌器，攪拌均勻，再按玻璃微珠10 %，云母粉10 %，1010/1680. 2/0. 2 %，其 他助劑0. 6%稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機的料斗中， 玻璃纖維10%通過側喂料加入到擠出機中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復合材料。其中，螺桿 各加溫區(qū)溫度設置分別為一區(qū)溫度230°C ；二區(qū)250°C ；三區(qū)270°C ；四區(qū)260°C ；機頭 260°C ；停留時間2 3min。壓力為14MPa。對比例1 將PP0按重量比為27 % (以下均為重量比)，PA6630 %，PP0_g_MAH6 %， SEBS-g-MAH 6%，稱好倒入攪拌器，攪拌均勻，再按1010/1680. 2/0. 2%，其他助劑0. 6%稱 好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機的料斗中，玻璃纖維30 %通 過側喂料加入到擠出機中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設 置分別為一區(qū)溫度230°C ；二區(qū)250°C ；三區(qū)270°C ；四區(qū)260°C ；機頭260°C ；停留時 間2 3min。壓力為14MPa。對比例2:將PP0按重量比為27 % (以下均為重量比)，PA6630 %，PP0_g_MAH6 %， SEBS-g-MAH 6%，稱好倒入攪拌器，攪拌均勻，再按玻璃微珠20%，1010/1680. 2/0. 2%，其 他助劑0. 6%稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機的料斗中， 玻璃纖維10%通過側喂料加入到擠出機中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復合材料。其中，螺桿 各加溫區(qū)溫度設置分別為一區(qū)溫度230°C ；二區(qū)250°C ；三區(qū)270°C ；四區(qū)260°C ；機頭 260°C ；停留時間2 3min。壓力為14MPa對比例3:將PP0按重量比為27 % (以下均為重量比)，PA6630 %，PP0_g_MAH6 %， SEBS-g-MAH 6 %，稱好倒入攪拌器，攪拌均勻，再按云母粉20 %，1010/1680. 2/0. 2 %，其他 助劑0. 6%稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機的料斗中，玻 璃纖維10%通過側喂料加入到擠出機中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復合材料。其中，螺桿各 加溫區(qū)溫度設置分別為一區(qū)溫度230°C ；二區(qū)250°C ；三區(qū)270°C ；四區(qū)260°C ；機頭 260°C ；停留時間2 3min。壓力為14MPa對比例4:將PP0按重量比為20 % (以下均為重量比)，PA6637 %，PP0_g_MAH6 %， SEBS-g-MAH 6%，稱好倒入攪拌器，攪拌均勻，再按1010/1680. 2/0. 2%，其他助劑0. 6%稱 好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機的料斗中，玻璃纖維30 %通 過側喂料加入到擠出機中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設 置分別為一區(qū)溫度230°C ；二區(qū)250°C ；三區(qū)270°C ；四區(qū)260°C ；機頭260°C ；停留時 間2 3mi n。壓力為14MPa。對比例5:將PP0按重量比為37 % (以下均為重量比)，PA6620 %，PP0_g_MAH6 %，
6SEBS-g-MAH 6%，稱好倒入攪拌器，攪拌均勻，再按1010/1680. 2/0. 2%，其他助劑0. 6%稱 好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機的料斗中，玻璃纖維30 %通 過側喂料加入到擠出機中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設 置分別為一區(qū)溫度230°C ；二區(qū)250°C ；三區(qū)270°C ；四區(qū)260°C ；機頭260°C ；停留時 間2 3min。壓力為14MPa。對比例6:將PP0按重量比為43 % (以下均為重量比)，PA6644 %，PP0_g_MAH6 %， SEBS-g-MAH 6%，稱好倒入攪拌器，攪拌均勻，再按1010/1680. 2/0. 2%，其他助劑0. 6%稱 好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機的料斗中經(jīng)熔融共混，擠出 造粒成復合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設置分別為一區(qū)溫度230°C ；二區(qū)250°C ；三 區(qū)270°C ；四區(qū)260°C ；機頭260°C ；停留時間2 3min。壓力為14MPa。性能測試拉伸強度按GB/T 1040標準進行測試，試樣類型為II型試樣，樣條尺寸(mm) 115(長)X (6 士 0. 04)(中間平行部分寬度)X2(厚度)，拉伸速度為200mm/min ；彎曲強度和彎曲模量按GB 9341/T標準進行檢驗。試樣類型為試樣尺寸(mm) (80 士0. 4) X (10 士0. 1) X (4士0. 02)，彎曲速度為 20mm/min ；翹曲度測試按照平面上的翹曲度評價標準進行測試，試樣類型為試樣尺寸(mm) (1000 士 2) X (1000 士 2) X (2 士 0. 02)，測試條件為成型后5KG夾板壓24h后測試。熱變形測試按照ASTM D648標準進行測試，試樣類型為試樣尺寸(mm) (128 士 0. 2) X (13 士 0. 04) X (6. 4 士 0. 02).測試壓力為 1. 82MPa，單位為。C。實施例及對比例配方及材料性能見下表 由對比例可以看出，玻璃纖維對PP0/PA66合金具有明顯的增強作用，能大幅度提 高材料的耐熱性和機械強度，但是材料的翹曲度非常大，尺寸穩(wěn)定性差，不利于大型制件的 成型和裝配；比較對比例1，2，3可以看出，對比例3中采用玻璃纖維復合云母粉增強PP0/ PA66合金，材料的耐熱性和強度較純玻纖增強有所下降，翹曲度也有所降低(0. 62)，但是 依然較大，不利于大型制件的成型和裝配，對比例2中采用玻璃纖維復合玻璃微珠增強 PP0/PA66合金，材料翹曲度非常小，利于制件的成型和裝配，但是材料強度和耐熱較純玻纖 增強下降明顯，材料力學性能損失較大，在制作一些受力結構件時，滿足不了產(chǎn)品的機械性 能要求。實施例1，2，3，4，5采用玻璃纖維復合玻璃微珠，云母粉三元增強PP0/PA66合金， 與對比例1，2，3相比較，材料的綜合性能優(yōu)異，機械強度和耐熱相比對比例1而言有所下 降，但是強度依然高達lOOMPa以上，熱變形在210°C以上，可以滿足受力結構件和耐熱制件 的要求，同時材料翹曲度非常小，接近對比例2的翹曲度，在0. 3左右，適合大型制件的成型 和裝配，相比對比例3的翹曲度0. 62減少了一半，而對比例1的翹曲度更是高達1. 8，尺寸 穩(wěn)定性差。綜上所述，玻璃纖維復合玻璃微珠，云母粉三元增強PP0/PA66合金，綜合性能優(yōu) 異，適合制作強度，耐熱要求較高，尺寸穩(wěn)定性要求好的大型制件和受熱部件，成型后的產(chǎn) 品翹曲度低，外觀好，利于裝配和后加工。以上對本發(fā)明所提供的一種高強度PP0/PA66合金材料及其制備方法進行了詳細 介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明 只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本 發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應 理解為對本發(fā)明的限制。
權利要求
一種高強度PPO/PA66合金材料，，其特征在于，按重量百分比由下述組分組成聚苯醚樹脂 20-40％；尼龍66樹脂 20-40％；相容劑 5-10％；增韌劑 5-10％；玻璃纖維 5-15％；玻璃微珠 5-15％；云母粉 5-15％；抗氧劑 0.2-0.4％；其它助劑 0.5-1％。
2.如權利要求1所述的高強度PP0/PA66合金材料，，其特征在于所述聚苯醚樹脂，其 特性粘度為0. 35-0. 5dl/g ；所述尼龍66樹脂，其相對黏度為2. 4-3. 0。
3.如權利要求1所述的高強度PP0/PA66合金材料，，其特征在于所述的相容劑為 PPO-g-MAH，接枝率為 1. 0-1. 7%。
4.如權利要求1所述的高強度PP0/PA66合金材料，，其特征在于所述的增韌劑為 SEBS-g-MAH，接枝率為 0. 8-1. 5%。
5.如權利要求1所述的高強度PP0/PA66合金材料，，其特征在于所述的玻璃纖維為 無堿短切原絲，短切長度3-12mm。
6.如權利要求1所述的高強度PP0/PA66合金材料，，其特征在于所述的玻璃微珠為 空心玻璃微珠，粒徑目數(shù)為800-5000。
7.如權利要求1所述的高強度PP0/PA66合金材料，，其特征在于所述的云母粉為鱗 片結構，粒徑目數(shù)為200-1000。
8.如權利要求1所述的高強度PP0/PA66合金材料，，其特征在于所述的抗氧劑為四 -(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧劑和三(2，4_ 二叔丁基)亞磷酸苯酯輔抗氧劑的復配。
9.如權利要求1所述的高強度PP0/PA66合金材料，，其特征在于所述的其它助劑包 括潤滑劑，熱穩(wěn)定劑，紫外光吸收劑中的一種或者多種。
10.一種如權利要求1所述的高強度PP0/PA66合金材料，的制備方法，其特征在于，包 括以下步驟a:按權利要求1所述的重量配比稱取好聚苯醚樹脂、尼龍66樹脂、相容劑和增韌劑，倒 入攪拌設備，混合均勻；b 按權利要求1所述的重量配比稱取好玻璃微珠、云母粉、抗氧劑、其它助劑，與a步驟 中混合好的塑料物料一起放入到混合器中混合直到均勻；c 將b中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機的加料斗，按權利要求1所述的重量配 比稱取好的玻璃纖維通過側喂料加入到擠出機中，經(jīng)熔融擠出，造粒；加工工藝如下雙 螺桿擠出機一區(qū)溫度220-240 °C，二區(qū)溫度230-250 °C，三區(qū)溫度260-270 °C，四區(qū)溫度 250-270°C，機頭 260-270°C，停留時間 2 3min，壓力為 12_18MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強度PPO/PA66合金材料及其制備方法。高強度PPO/PA66合金材料按重量百分比由下述組分組成聚苯醚樹脂20-40％；尼龍66樹脂20-40％；相容劑5-10％；增韌劑5-10％；玻璃纖維5-15％；玻璃微珠5-15％；云母粉5-15％；抗氧劑0.2-0.4％；其它助劑0.5-1％本發(fā)明通過采用玻璃纖維復合玻璃微珠，云母粉增強PPO/PA66合金，制得的材料綜合性能優(yōu)異，不僅強度高，耐熱性好，易噴涂，同時還具有極佳的尺寸穩(wěn)定性，翹曲率低，適合成型大型結構制件和受熱部件。
文檔編號B29B9/06GK101875776SQ20101014054
公開日2010年11月3日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權日2010年3月31日
發(fā)明者周兵, 徐東, 賀永 申請人:深圳市科聚新材料有限公司