CN104231610A - 一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法，该材料按质量百分含量由以下组分组成：尼龙630-70%、玻璃纤维10-30%、无碱玻璃微珠1-10%、相容剂5-15%、玻纤分散剂0.1-0.5%、抗氧剂0.1-0.5%、偶联剂0.1-0.5%、成核剂0.1-0.5%。本发明将尼龙6、玻璃纤维、无碱玻璃微珠、相容剂、玻纤分散剂、成核剂、偶联剂及抗氧剂通过双螺杆挤出机熔融共混，制得增强尼龙6材料，该材料优点是具有优异的尺寸稳定性，良好的耐翘曲变形能力，同时具有非常好的刚性、高耐热性。

Description

一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及改性聚酰胺6技术领域，尤其涉及一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法。
背景技术
玻纤增强聚酰胺6改性材料，以其优良的耐高温性能、较高的尺寸稳定性、较高的机械性能等优点，被广泛用于汽车发动机周边的部件，但由于聚酰胺6属于高结晶材料，特别容易在制作制品的时候产生内应力，并且玻纤具有各向异性，玻纤的去向不同产生各取向上的收缩比一致，二者共同作用导致玻纤增强聚酰胺6制品后翘曲现象比较严重。
本发明针对玻纤增强聚酰胺6材料的后翘曲现象，在配方中玻璃为主加入无碱玻璃微珠，以削弱玻纤的各向异性作用，最大限度地克服后翘曲现象，实验结果表明，材料平面特征尺寸上的翘曲度可控制在0.5%左右，同时具有较高的刚性、耐热性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法。
本发明的技术方案是：
一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法，按质量百分比包含以下部分：
聚酰胺6                    30-70% 
玻璃纤维                 10-30%
无碱玻璃微珠             1-10%
相容剂                   5-15%
玻纤分散剂               0.1-0.5%
偶联剂                   0.1-0.5%
抗氧剂                   0.1-0.5%
成核剂                   0.1-0.5%
上述一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法，包括；
步骤一、按权利要求1所述的质量百分比称取各组分，将聚酰胺6在100℃下真空干燥8小时以上，玻璃纤维、无碱玻璃微珠、相容剂及复合成核剂在80℃下干燥4小时； 
步骤二、将干燥处理后的聚酰胺6、无碱玻璃微珠、相容剂、复合成核剂及抗氧剂、偶联剂、玻纤分散剂放入高速混合机中，在常温下搅拌5-15min；
步骤三、将步骤二混合后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，将玻璃纤维从双螺杆中段的玻纤口加入，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却、造粒、均化、包装；其中，双螺杆挤出机的温度设置为：一区：220~250℃；二区：220~250℃；三区：220~250℃；四区：220~250℃；五区：220~250℃；六区：220~250℃；七区：220~250℃；机头温度220~250℃，螺杆转速180~300r/min。
具体实施方式
实施例一
    称取聚酰胺6 65KG，相容剂5KG，玻纤分散剂0.5KG，偶联剂0.3KG，抗氧剂0.5KG，成核剂0.5KG；然后在高速混合机中混合15min。混合好的物料由加料斗加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维30KG由双螺杆挤出机中段的玻纤口加入，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却、造粒、均化、包装。双螺杆挤出机的温度设置为：一区：240℃；二区：240℃；三区：235℃；四区：235℃；五区：235℃；六区：230℃；七区：230℃；机头温度230℃，螺杆转速205r/min。
实施例二
    称取聚酰胺6 65KG，相容剂5KG，玻纤分散剂0.5KG，偶联剂0.3KG，抗氧剂0.5KG，成核剂0.5KG，无碱玻璃微珠2KG；然后在高速混合机中混合15min。混合好的物料由加料斗加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维30KG由双螺杆挤出机中段的玻纤口加入，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却、造粒、均化、包装。双螺杆挤出机的温度设置为：一区：240℃；二区：240℃；三区：235℃；四区：235℃；五区：235℃；六区：230℃；七区：230℃；机头温度230℃，螺杆转速205r/min。
实施例三
    称取聚酰胺6 65KG，相容剂5KG，玻纤分散剂0.5KG，偶联剂0.3KG，抗氧剂0.5KG，成核剂0.5KG，无碱玻璃微珠4KG；然后在高速混合机中混合15min。混合好的物料由加料斗加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维30KG由双螺杆挤出机中段的玻纤口加入，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却、造粒、均化、包装。双螺杆挤出机的温度设置为：一区：240℃；二区：240℃；三区：235℃；四区：235℃；五区：235℃；六区：230℃；七区：230℃；机头温度230℃，螺杆转速205r/min。
实施例四
    称取聚酰胺6 65KG，相容剂5KG，玻纤分散剂0.5KG，偶联剂0.3KG，抗氧剂0.5KG，成核剂0.5KG，无碱玻璃微珠6KG；然后在高速混合机中混合15min。混合好的物料由加料斗加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维30KG由双螺杆挤出机中段的玻纤口加入，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却、造粒、均化、包装。双螺杆挤出机的温度设置为：一区：240℃；二区：240℃；三区：235℃；四区：235℃；五区：235℃；六区：230℃；七区：230℃；机头温度230℃，螺杆转速205r/min。
实施例五
    称取聚酰胺6 65KG，相容剂5KG，玻纤分散剂0.5KG，偶联剂0.3KG，抗氧剂0.5KG，成核剂0.5KG，无碱玻璃微珠8KG；然后在高速混合机中混合15min。混合好的物料由加料斗加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维30KG由双螺杆挤出机中段的玻纤口加入，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却、造粒、均化、包装。双螺杆挤出机的温度设置为：一区：240℃；二区：240℃；三区：235℃；四区：235℃；五区：235℃；六区：230℃；七区：230℃；机头温度230℃，螺杆转速205r/min。
实施例六
    称取聚酰胺6 65KG，相容剂5KG，玻纤分散剂0.5KG，偶联剂0.3KG，抗氧剂0.5KG，成核剂0.5KG，无碱玻璃微珠10KG；然后在高速混合机中混合15min。混合好的物料由加料斗加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维30KG由双螺杆挤出机中段的玻纤口加入，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却、造粒、均化、包装。双螺杆挤出机的温度设置为：一区：240℃；二区：240℃；三区：235℃；四区：235℃；五区：235℃；六区：230℃；七区：230℃；机头温度230℃，螺杆转速205r/min。
将实施例一至例六的增强聚酰胺6材料注塑成标准试样，测试其性能，测试结果如表1所示
表1实施例一至例六检测结果
1.    2.  缺口冲击强度 3.  弯曲强度 4.  热变形温度 5.  翘曲度
6.  实施例一 7.  14.2 8.  245.3 9.  195 10.     5.15
11.     实施例二 12.     14.0 13.     246.3 14.     200 15.     4.10
16.     实施例三 17.     13.2 18.     246.9 19.     202 20.     2.21
21.     实施例四 22.     12.1 23.     252.3 24.     205 25.     1.02
26.     实施例五 27.     12.2 28.     255.6 29.     206 30.     0.52
31.     实施例六 32.     8.6 33.     256.2 34.     206 35.     0.50
注：翘曲度为平面特征上的翘曲度
    其中实施例五为本发明实例，实施例一至例六为参比实例。从表1中实施例一至例六的对比可以看出，无碱玻璃微珠的加入量为0%-8%时，材料的弯曲强度、热变形温度有所提高，材料的冲击强度略有下降，材料的翘曲度逐渐降低，当无碱玻璃微珠加入量为10%时，材料的翘曲度已经变化不大，而缺口冲击强度下降幅度较大，综合比较，玻璃微珠加入量为8%时，材料的综合性能优良，翘曲度比较理想，达到了改善玻纤增强聚酰胺6材料翘曲度的目的。

Claims (10)

1.一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6及其制备方法，其特征在于，按质量百分含量由以下组分组成：
聚酰胺6                    30-70% 
玻璃纤维                 10-30%
无碱玻璃微珠             1-10%
相容剂                   5-15%
玻纤分散剂               0.1-0.5%
偶联剂                   0.1-0.5%
抗氧剂                   0.1-0.5%
成核剂                   0.1-0.5%。
2.根据权利要求1所述的一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法，其特征在于：所述的聚酰胺6粘度为2.0-2.8。
3.根据权利要求1所述的一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法，其特征在于：玻璃纤维为无碱无捻连续玻纤，直径为：8~15μm。
4.根据权利要求1所述的一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法，其特征在于：玻璃微珠为无碱玻璃微珠，并且表面经过偶联剂处理。
5.根据权利要求1所述的一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法，其特征在于：相容剂为PE-g-MAH、POE-g-MAH、EPDM-g-GMA中的一种或其组合。
6.根据权利要求1所述的一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法，其特征在于：玻纤分散剂为乙撑双脂肪酸酰胺类分散剂TAF。
7.根据权利要求1所述的一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法，其特征在于：偶联剂为γ-（2，3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酸丙酯基甲氧基硅烷中的一种或其组合。
8.根据权利要求1所述的一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法，其特征在于：抗氧剂为N,N’-六亚甲基双（3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺）和亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯）酯中的一种或其组合。
9.根据权利要求1所述的一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法，其特征在于：复合成核剂为二（苯亚甲基）山梨醇和Surlyn8920中的一种或其组合。
10.如权利要求1-9中任一项所述的一种耐翘曲变形的增强聚酰胺6材料及其制备方法，其特征在于，包括：
步骤一、按权利要求1所述的质量百分比称取各组分，将聚酰胺6在100℃下真空干燥8小时以上，玻璃纤维、无碱玻璃微珠、相容剂及复合成核剂在80℃下干燥4小时； 
步骤二、将干燥处理后的聚酰胺6、无碱玻璃微珠、相容剂、复合成核剂及抗氧剂、偶联剂、玻纤分散剂放入高速混合机中，在常温下搅拌5-15min；
步骤三、将步骤二混合后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，将玻璃纤维从双螺杆中段的玻纤口加入，经熔融共混挤出、水冷、风刀冷却、造粒、均化、包装；其中，双螺杆挤出机的温度设置为：一区：220~250℃；二区：220~250℃；三区：220~250℃；四区：220~250℃；五区：220~250℃；六区：220~250℃；七区：220~250℃；机头温度220~250℃，螺杆转速180~300r/min。
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