CN105419102A - 一种高抗冲、低浮纤的增强pp/pa6合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种高抗冲、低浮纤的增强pp/pa6合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，所述高抗冲、低浮纤增强聚丙烯复合材料的配方按照重量百分比为：聚丙烯树脂40.6～70％，尼龙树脂6～20％，无碱玻纤纱5～35％，相容剂3～8％，抗浮纤填料助剂0.8～2.5％，偶联剂0.2～0.5％，抗氧剂0.2～0.5％，加工助剂0.8～1.5％；其中抗浮纤填料助剂为金属氧化物、滑石粉、空心玻璃微珠、蒙脱土或高岭土中一种或其混合物组成。该高抗冲、低浮纤玻纤增强聚丙烯复合材料，性价比高、成型性好、力学性能突出，同时制件表面光洁度高无明显浮纤，可满足家电产品中不同风轮、扇叶及洗衣机部件在中高频环境下的使用要求。另外，本发明还提供了一种该高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料的制备方法。

Description

一种高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯复合材料，特别是一种具有高抗冲、低浮纤的玻纤增强PP/PA6合金材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯树脂(PP)是一种用途广泛的通用塑料，它的优点是密度低、价格便宜，电绝缘性和耐化学腐蚀性优良，加工性能和耐热性在通用热塑性塑料中最高，耐折叠性很好。作为非极性的结晶性材料，其吸水率很低，熔点在165℃左右。
PP经玻纤增强改性后，PP材料具备了高强度、高模量，机械性能、耐热性和尺寸稳定性得到大的改善。但是，增强PP作为绝大部分外观制件的材料来使用时，产品表面光洁度、浮纤都必须达到一定的要求，而且在使用过程中要求抗冲击性好、抗跌落性强。PA6具有优良的综合性能，除了优异的力学性能外，还兼具耐磨、耐有机溶剂、摩擦系数小、自润滑性能优良、加工性能好等优点。但PA6也存在缺点，如吸水性大，尺寸稳定性差。
现有技术制备的玻纤增强PP材料，虽然可以使强度和模量大幅提高，但是抗冲强度却较低，通常为了尽量减少玻纤外露又采取了较为复杂的母粒法二次造粒；另一方面，采用新型改进设备来加工，如长玻纤增强PP(LGFT)，可以明显提高PP的力学性能，但限于加工成本高且需后处理来消除制件的浮纤现象，因而不适用于推广。
发明内容
本发明旨在提供一种高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，以克服上述技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，由以下按照重量百分比计的原料组成：(1)PP树脂40.6～70％；(2)PA6树脂6～20％；(3)无碱玻纤纱5～35％；(4)相容剂3～8％；(5)抗浮纤填料助剂0.8～2.5％；(6)偶联剂0.2～0.5％；(7)抗氧剂0.2～0.8％；(8)加工助剂0.8～1.5％。
本发明还具有包括以下:
所述的PP树脂为均聚PP和嵌段共聚PP的混合物，重量比为2～3:1～2。
所述的均聚PP树脂的熔体流动速率为30-100g/10min，嵌段共聚PP树脂的熔体流动速率为3-8g/10min。
所述的PA6树脂为中低粘度，相对粘度为2.4～2.8。
所述无碱玻纤为为无碱连续玻纤，纤维直径为11-20μm。
所述相容剂为马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯的接枝物，其接枝率为0.6～1.2％。
所述抗浮纤填料助剂为金属氧化物、滑石粉、空心玻璃微珠、蒙脱土或高岭土中一种或其混合物。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DSTP中一种或其混合物。
所述的加工助剂为改性乙撑双硬脂酰胺(TAF)、聚乙烯蜡或硅酮粉中的一种或其混合物。
具体的是:
所述的PP树脂为均聚PP和嵌段共聚PP的混合物，重量比为2～3:1～2。均聚PP树脂优选为PP粉茂名石化的320粉，共聚PP优选为燕山石化的K8003，优选比例为2～3:1。
所述的PA6树脂为中低粘树脂，相对粘度为2.3-2.8，优选为中粘PA6新会美达的M2800或低粘PA6台湾集盛的TP4208。
所述无碱玻纤为为无碱连续玻纤，纤维直径为11-20μm，优选为巨石集团的玻纤988A。
所述相容剂为马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯的接枝物，其接枝率为0.6～1.2％，优选为沈阳四维的SWJ-1B，接枝率为0.8％。
所述抗浮纤助剂为金属氧化物、滑石粉、空心玻璃微珠、蒙脱土或高岭土中一种或其混合物组成。优选金属氧化物与空心玻璃微珠的混合物，其中金属氧化物为氧化锌。
所述偶联剂为硅烷偶联剂，优选为KH-550。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DSTP中一种或其混合物，优选为1010:168＝1:2。
所述的加工助剂为改性乙撑双硬脂酰胺(TAF)、聚乙烯蜡或硅酮粉中的一种或其混合物，优选为TAF：硅酮粉＝2:1。
另外，本发明还提供了一种制备该高抗冲、低浮纤增强PP/PA6合金材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)原料处理及混合：
将PP树脂、烘干的PA6树脂、相容剂、偶联剂、抗浮纤填料助剂、抗氧剂、加工助剂等原料在混料机中混合3～5分钟，充分搅拌使各组分均匀分散；
(4)熔融挤出：
将混合好的物料在双螺杆挤出机上挤出造粒，无碱玻纤通过挤出机的玻纤口加入，调节主机转速和喂料频率，保持一定的真空度，熔融挤出温度在205～225℃之间，主机转速为380～430rpm；
(5)造粒及后处理：
对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。
本发明的高抗冲、低浮纤增强PP/PA6合金材料采用合金方式选取了合适的基体配比(粘度比)、抗浮纤与流变加工助剂，具备成本低、成型工艺简单的特点，力学性能突出，同时制件表面无浮纤，可满足家电产品中不同风轮、扇叶及洗衣机部件在中高频环境下的使用要求，亦可替代部分工程结构件。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步说明，实施例不对本发明构成任何形式的限制。
下面实施例中所使用的均聚聚丙烯为PP320粉，共聚聚丙烯为K8003，熔体流动速率在230℃/2.16Kg条件下分别测得为35-40g/10min和3g/10min；中粘PA6的相对粘度为2.8，低粘PA6的相对粘度为2.4；连续无碱玻纤988A优选巨石的ER13-2000-988A，其直径在14μm；偶联剂为硅烷偶联剂KH-550；抗浮纤填料助剂为氧化锌与空心玻璃微珠的混合物(重量比1:3)；抗氧剂为1010与168的混合物(重量比1:2)；加工助剂为TAF与硅酮粉的混合物(重量比2:1)。
按照表1中的各实施例的原料配方方案按重量分数进行称量，将各组分原料按比例加入到高速混合机中，混合均匀，备用；将混匀之后的物料在双螺杆挤出机中进行挤出造粒，挤出机分为9个区，PP树脂、PA6树脂、接枝PP、偶联剂、抗浮纤填料助剂、抗氧剂和加工助剂从1区加入，连续无碱玻维在4区加入；经熔融挤出，然后经过水冷后，由切粒机切成长度为2-5mm的粒子，得到高抗冲、低浮纤增强PP/PA6合金材料。其中，各区加工温度依次为185℃，195℃，200℃，200℃，210℃，210℃，220℃，220℃，225℃，主机转速为410rpm，真空度为0.2MPa。挤出造粒之后的粒子进行重新干燥之后，进行注塑，制备出测试力学性能的样板或样条。各实施例的测试标准及测试结果如表2所示。
表1各实施例所用原料及重量(kg)
表2各实施例所得产品性能测试结果
综合表2可以看出，本发明的PP/PA6合金材料具备高模量、高抗冲、低浮纤的特点，而组分比、抗浮纤助剂、加工助剂的合理配合才能达到较好的效果。以上实施例是本发明的较佳实施方案，凡依本发明技术方案所作出的改变，所产生的功能作用未能超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，其特征在于，其按重量百分比由以下组份组成：
2.如权利要求1所述的高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，其特征在于：所述的PP树脂为均聚PP和嵌段共聚PP的混合物，重量比为2～3:1～2。
3.如权利要求1所述的高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，其特征在于：所述的均聚PP树脂的熔体流动速率为30-100g/10min，嵌段共聚PP树脂的熔体流动速率为3-8g/10min。
4.如权利要求1所述的高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，其特征在于：所述的PA6树脂为中低粘度，相对粘度为2.4～2.8。
5.如权利要求1所述的高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，其特征在于：所述无碱玻纤为为无碱连续玻纤，纤维直径为11-20μm。
6.如权利要求1所述的高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯的接枝物，其接枝率为0.6～1.2％。
7.如权利要求1所述的高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，其特征在于：所述抗浮纤填料助剂为金属氧化物、滑石粉、空心玻璃微珠、蒙脱土或高岭土中一种或其混合物。
8.如权利要求1所述的高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DSTP中一种或其混合物。
9.如权利要求1所述的高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，其特征在于：所述的加工助剂为改性乙撑双硬脂酰胺(TAF)、聚乙烯蜡或硅酮粉中的一种或其混合物。
10.制备如权利要求1～9任何一项所述的高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)原料处理及混合：
将PP树脂、烘干的PA6树脂、相容剂、偶联剂、抗浮纤填料助剂、抗氧剂、加工助剂等原料在混料机中混合3～5分钟，充分搅拌使各组分均匀分散；
(2)熔融挤出：
将混合好的物料在双螺杆挤出机上挤出造粒，无碱玻纤通过挤出机的玻纤口加入，调节主机转速和喂料频率，保持一定的真空度，熔融挤出温度在205～225℃之间，主机转速为380～430rpm；
(3)造粒及后处理：
对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。
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