CN104693789A - 一种金云母玻璃纤维复合填充的pa6增强材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子技术领域，提供了一种金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料及其制备方法，所述材料包括的各原料及各原料质量百分比如下：PA660％～70％；金云母18％～22％；玻璃纤维10％～12％，增韧剂POE接枝马来酸酐1％～5％；抗氧剂0.1％～1％；润滑剂0.1％～1％，偶联剂0.4％。本发明采用金云母和玻纤纤维复合填充PA6材料，在玻纤增强PA6的基础上添加了金云母粉，改善了单纯玻纤增强PA6的收缩率不均一，尺寸稳定性差，易翘曲，耐候性差，光泽性差等缺点。本材料力学性能好，低本低，热稳定性佳，尺寸稳定性佳，表面光泽度好，抗紫外性能超强等性能，拓展了PA6增强材料在室外制件的应用范围。

Description

一种金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料料的制备方法。
背景技术
玻纤增强尼龙复合材料以其优秀的机械性能在如今已经得到普遍应用，优其在结构件上，但越来越多的室外外观兼结构件开始得到应用，这样就需要开发一些强度、外观、耐候性可以均衡的材料来应对市场需求，通常我们会采用PA加纤或PP加纤制成，但PA加纤材料尺寸不稳定，表面浮纤严重很难做到光亮，改善耐候性需要添加价格昂贵的耐候剂，从而成本居高不下，PP加纤材料在保证表面美观的前提下，提高机械强度困难，而且耐热性较差。所以一直以来市场对成本低，外观美观，兼力学性能高的材料有着极高的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料料及其制备方法，该PA6增强材料料综合性能优秀。
为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明涉提供了一种金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料，其包含的原料及各原料质量百分比如下：
其中，所述PA6为湖南巴陵石化的BL3280H，粘度为2.75。
其中，所述金云母为海扬粉体的HY-M1，粒径16-18um，白度70。所述金云母需经钛酸脂偶联剂(乙醇：偶联剂＝3：1稀释)，在75℃高混机中混合5～10分钟进行表面处理。
其中，所述玻璃纤维为中国巨石的988A玻璃纤维。 
其中，所述增韧剂为自制的POE接枝马来酸酐，接枝率为1.5％～2.0％
其中，所述抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(1098)和亚膦酸三(2，4二叔丁基苯基酯)(168)按1：1复配。
其中，所述润滑剂为乙撑双脂脂肪酸酰胺TAF。
本发明具有以下有益效果：本发明基于PA加纤的超高力学性能，添加低成本的金云母矿粉填充，在大幅降低成本的同时还使得金云母粉末的优秀耐候性，耐热性，表面光泽，外观靓丽充分的表现在材料上，从而得到一款可以弥补市场上对此种要求材料的部分空缺。
具体实施方式
本发明涉及了一种金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料，其包含的原料及各原料质量％配比如下：PA660-70％；金云母18-22％；玻璃纤维10-12％，增韧剂1-5％；抗氧剂0.1-1％；润滑剂0.1-1％，偶联剂0.4％。
上述配方中，PA6为湖南巴陵石化的BL3280H，粘度为2.75。金云母为海扬粉体的HY-M1，粒径16-18um，白度70。所述金云母需经钛酸脂偶联剂(乙醇：偶联剂＝3：1稀释)，在75℃高混机中混合5～10分钟进行表面处理。所述玻璃纤维为中国巨石的988A玻璃纤维。所述增韧剂为自制POE接枝马来酸酐，接枝率为1.5％～2.0％。所述抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯 基)丙酰基)己二胺(1098)和亚膦酸三(2，4二叔丁基苯基酯)(168)1：1复配。润滑剂为乙撑双脂脂肪酸酰胺TAF。
本实施例技术方案中，选择PA6(即尼龙6)作为原材料，其经微量玻纤增强后，机械性能和耐热性会成倍提高，从而提高了材料的耐热性和机械性能；另外，由于材料中使用了经处理的金云母，相比其它填充类矿粉，成本低，对材料的耐候性和耐热性提高明显，表面光泽度高，对材料的强度也有很好的增强作用；第三，由于材料使用了增韧剂POE接技马来酸酐，很好的提高材料的韧性；第四，由于材料使用了长玻璃纤维，有效的提升PA6树脂的强度，由于加入量少，所以不影响材料的外观。
另外，本发明实施例还提供了上述金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料的制备方法，包括下述步骤：
(1)按照如权利要求1-7任一项所述金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料原料的质量％配比称取各原料；
(2)将称取好的PA6、处理过的金云母，以及增韧剂、抗氧剂、润滑剂、在中速混合器中混合5-10分钟；
(3)将混好的原料和所述玻璃纤维置于双螺杆挤出机中掺混，经过熔融挤出，造粒。所述双螺杆挤出机的工艺参数为：双螺杆挤出机一区温度为220-250℃，二区温度为220-250℃，三区温度为220-250℃，四区温度为220-250℃，五区温度230℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度260℃混合料在螺杆中输送时间为1-2分钟。
下面结合具体实施例对本发明作详细的描述：
实施例1
按如下组分配比备料：PA674％；金云母10％；玻璃纤维10％，增韧剂POE接枝马来酸酐5％；抗氧剂0.4％；润滑剂0.2％，偶联剂0.4％。其中玻璃纤维通过侧位加纤口加入，然后经过熔融温度为220-250℃双螺杆挤出机挤出，造粒。
其中各区段温度为：一区220℃，二区230℃，三区250℃，四区250℃，五区230℃，六区230℃，七区230℃，八区260℃，停留时间为90秒钟。
实施例2
按如下组分配比备料：PA669％；金云母15％；玻璃纤维10％，增韧剂POE接枝马来酸酐5％；抗氧剂0.4％；润滑剂0.2％，偶联剂0.4％。其中玻璃纤维通过侧位加纤口加入，然后经过熔融温度为220-250℃双螺杆挤出机挤出，造粒。
其中各区段温度为：一区220℃，二区230℃，三区250℃，四区250℃，五区230℃，六区230℃，七区230℃，八区260℃，停留时间为90秒钟。
实施例3
按如下组分配比备料：PA664％；金云母20％；玻璃纤维10％，增韧剂POE接枝马来酸酐5％；抗氧剂0.4％；润滑剂0.2％，偶联剂0.4％。其中玻璃纤维通过侧位加纤口加入，然后经过熔融温度为220-250℃双螺杆挤出机挤出，造粒。
其中各区段温度为：一区220℃，二区230℃，三区250℃，四区250℃，五区230℃，六区230℃，七区230℃，八区260℃，停留时间为90秒钟。
实施例4
按如下组分配比备料：PA659％；金云母25％；玻璃纤维10％，增韧剂POE接枝马来酸酐5％；抗氧剂0.4％；润滑剂0.2％，偶联剂0.4％。其中玻璃纤维通过侧位加纤口加入，然后经过熔融温度为220-250℃双螺杆挤出机挤出，造粒。
其中各区段温度为：一区220℃，二区230℃，三区250℃，四区250℃，五区230℃，六区230℃，七区230℃，八区260℃，停留时间为90秒钟。
性能测试及实行标准：
将上述4个实施例完成造粒的粒子在80-100℃的鼓风烘箱中干燥4-6小时，再将干燥的粒子在80T注塑机上注塑制样，制样过程中保持模温在70-100 ℃之间。
拉伸强度按GB/T 1040标准进行检验，试样类型为I型，样条尺寸(mm)：170(长)×(20±0.2)(端部宽度)×(4±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；
弯曲强度和弯曲模量按GB 9341/T标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)，弯曲速度为20mm/min；
缺口冲击强度按GB/T 1043标准进行检验，试样类型为I型，试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为3.2mm；
实施例1～4配方及性能见表1：
表1
实施例 1 2 3 4
PA6 74 69 64 59
玻璃纤维 10 10 10 10
金云母粉 10 15 20 25
增韧剂 5 5 5 5
偶联剂 0.4 0.4 0.4 0.4
抗氧剂 0.4 0.4 0.4 0.4
润滑剂 0.2 0.2 0.2 0.2
缺口冲击强度 120 102 88 54
拉伸强度 90 96 101 103
伸长率 1.0 2.5 1.8 3.1
弯曲强度 123 131 140 143
弯曲模量 3520 3710 4030 4130
从上述表格可看出，所述金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料中，随着金云母的含量不断提高，材料的机械性能也随之提高，这充分提高了材料的拉伸强度，弯曲强度和表面硬度，而且表面光泽度变化不大且越来越光亮， 但随着金云母更多的加入，材料也会变得越来越脆，在加入25％金云母后，材料已经很脆，不再适合做外观件。所以综合而言，加20％金云母和10％的玻璃纤维的增强PA6材料力学效果是最好的。
以上对本发明所提供的一种金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料，其特征在于，其包含的原料及各原料质量百分比如下：
2.如权利要求1所述的金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料，其特征在于，所述PA6为湖南巴陵石化的BL3280H，粘度为2.75。
3.如权利要求1所述的金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料，其特征在于，所述金云母为海扬粉体的HY-M1，粒径16-18um，白度为70，且所述金云母经钛酸脂偶联剂在75℃高混机中混合5～10分钟进行表面处理。
4.如权利要求1所述的金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料，其特征在于，所述的玻璃纤维为中国巨石的988A玻璃纤维。
5.如权利要求1所述的金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料，其特征在于，所述增韧剂为自制POE接枝马来酸酐，接枝率为1.5～2.0％。
6.如权利要求1所述的金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料，其特征在于，所述抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和亚膦酸三(2，4二叔丁基苯基酯)按1：1复配。
7.如权利要求1所述的金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料，其特征在于，所述润滑剂为乙撑双脂脂肪酸酰胺TAF。
8.一种金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)按照如权利要求1-7任一项所述金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料原料的质量％配比称取各原料；
(2)将称取好的PA6、处理过的金云母，以及增韧剂、抗氧剂、润滑剂、在中速混合器中混合5-10分钟；
(3)将混好的原料和所述玻璃纤维置于双螺杆挤出机中掺混，经过熔融挤出，造粒。
9.如权利要求8所述金云母玻璃纤维复合填充的PA6增强材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的工艺参数为：双螺杆挤出机一区温度为220-250℃，二区温度为220-250℃，三区温度为220-250℃，四区温度为220-250℃，五区温度230℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度260℃混合料在螺杆中输送时间为1-2分钟。
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