CN112341811A - 一种尼龙聚酯合金材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种尼龙聚酯合金材料及其制备方法和应用，一种尼龙聚酯合金材料，该合金材料由包括如下重量份的原料制成：尼龙树脂30‑80份，聚酯1‑30份，第一相容剂0.01‑10份，第二相容剂0.01‑10份，分散剂0.01‑10份，玻璃纤维20‑60份。本发明所述的尼龙聚酯合金材料加入复配的相容剂，可以有效的解决相容性问题，在起到连接两相材料桥梁作用的同时，可以有效提升材料体系的韧性，通过加入E型玻璃纤维，在很大程度上提升了聚酰胺聚酯的强度与刚度，且产品具有良好的外观，适合用于家电、汽车以塑代钢等领域。
Description
技术领域
本发明属于工程塑料领域，尤其是涉及一种尼龙聚酯合金材料及其制备方法和应用。
背景技术
尼龙做工程材料应用广泛，但是因为尼龙材料吸水导致尼龙材料强度降低，通过将尼龙与聚酯作为合金材料使用，减少尼龙因为吸水导致强度降低是尼龙材料改性的方向之一，但是尼龙与聚酯的相容性较差，因此，解决材料相容性的问题也是关键技术手段之一，为了提升尼龙聚酯合金材料的性能，需要通过不同的方式进行改善。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种尼龙聚酯合金材料及其制备方法和应用。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种尼龙聚酯合金材料，该合金材料由包括如下重量份的原料制成：
进一步，所述的合金材料由包括如下重量份的原料制成：
进一步，所述的尼龙树脂为PA6、PA6/6、PA10或PA6与PA6/6的共聚物中的至少一种；聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
进一步，所述的第一相容剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；所述的第一相容剂的熔点为70-80℃，TG为-40℃-60℃；优选的，所述的第一相容剂的熔点为72-75℃，TG为-55℃。
进一步，所述的第二相容剂为环氧树脂；所述的第二相容剂的环氧当量为100-2000eq/g；优选的，所述的第二相容剂的环氧当量为500-1200eq/g。
进一步，所述的分散剂为甲苯、二甲苯或二氯甲烷中的至少一种。
进一步，所述的玻璃纤维为E玻璃纤维，其Mg与Si含量之比为1:9；优选的，所述的玻璃纤维中的Mg与Si含量之比为1:5；所述的玻璃纤维在室温下10％HCL溶液浸泡24h后的失重量小于等于3％；优选的，所述的玻璃纤维在室温下10％HCL溶液浸泡24h后的失重量小于等于1.5％。
进一步，所述合金材料还包括1-5份的助剂，所述的助剂为润滑剂、成核剂或抗静电剂中的至少一种。
所述的尼龙聚酯合金材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将分散剂加热到75℃后将第二相容剂进行溶解分散，将其均匀的喷洒在玻璃纤维表面，晾干固化后备用；
(2)在侧喂料斗上设置有加热设备，所述的加热设备的温度设置为75-80℃进行预热，然后将所述的步骤(1)中得到的处理后的玻璃纤维从侧喂料加入；预热目的是提高玻纤表面的环氧基团的活性；
(3)将尼龙树脂、聚酯、第一相容剂在高混机中进行预混合得到预混料，然后将预混物投入双螺杆挤出机中进行熔融混合，并挤出造粒，得到聚酰胺聚酯合金增强材料；其中双螺杆挤出机的螺杆长径比为40-48:1，螺筒温度为250-270℃，螺杆转速为200-550rpm。
所述的尼龙聚酯合金材料的应用，所述的合金材料在家电、汽车以塑代钢领域中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的尼龙聚酯合金材料加入复配的相容剂，可以有效的解决相容性问题，在起到连接两相材料桥梁作用的同时，可以有效提升材料体系的韧性，通过加入E型玻璃纤维，在很大程度上提升了聚酰胺聚酯的强度与刚度，且产品具有良好的外观，适合用于家电、汽车以塑代钢等领域。
本发明所述的尼龙聚酯合金增强材料通过加入环氧树脂与乙烯三元共聚物复配作为相容剂，为了提高环氧树脂的分散与环氧基团活性，先将分散剂加了将环氧树脂进行溶解分散，均匀分布在玻纤表面，为了满足这一要求，玻璃纤维必须满足在盐酸浸泡下失重量小于3％的玻纤，这样不但可以将环氧树脂浸润于玻纤表面，同时可以与聚酯树脂表面结合形成稳定的相容结构，通过树脂与所述甘油酯三元共聚物混合，通过螺杆熔融加热过程，将尼龙聚酯与玻纤形成紧密的界面结合，提升了材料整体的界面作用，从而达到尼龙聚酯合金材料高模量高强度的效果。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
现对实施例及对比例所用的原材料做如下说明，但不限于这些材料：
PA66-a：PA66 50FWFS，工业级，粘度2.6-2.8，ASCEND公司；
PA6 2800A，工业级，黏度2.6-2.8，海洋化纤公司；
聚酯：包括PBT L08XM PET SB500,工业级，黏度2.0-2.8，中石化仪征化纤公司；
第一相容剂：三元共聚物PTW,熔指10-12g/min，杜邦公司；
第二相容剂：环氧树脂，环氧当量为100-2000eq/g，总氯含量为0.01％-0.05％，上海科倍化工有限公司；
分散剂：甲苯、二甲苯、二氯甲烷中的一种或几种，上海清科化工试剂有限公司；
玻璃纤维：E7CS10-03-568H，巨石集团有限公司。
性能测试方法：
拉伸强度：按ISO 527-2标准测试，测试条件为10mm/min；
弯曲强度与弯曲模量：按ISO 178标准测试，测试条件为2mm/min；
吸水率：采用80*10*4mm样条，采用80℃纯净水浸泡24小时，测试浸泡前后质量变化率；
熔融指数：按ISO 1133标准测试，测试条件为280℃，2.16kg。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种尼龙聚酯合金材料，该合金材料由包括如下重量份的原料制成：尼龙树脂39.6份，聚酯30份，第一相容剂0.1份，第二相容剂0.3份，分散剂0.3份，玻璃纤维30份。
所述的尼龙聚酯合金材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将分散剂加热到75℃后将第二相容剂进行溶解分散，将其均匀的喷洒在玻璃纤维表面，晾干固化后备用；
(2)在侧喂料斗上设置有加热设备，所述的加热设备的温度设置为75-80℃进行预热，然后将所述的步骤(1)中得到的处理后的玻璃纤维从侧喂料加入；预热目的是提高玻纤表面的环氧基团的活性；
(3)将尼龙树脂、聚酯、第一相容剂在高混机中进行预混合得到预混料，然后将预混物投入双螺杆挤出机中进行熔融混合，并挤出造粒，得到聚酰胺聚酯合金增强材料；其中双螺杆挤出机的螺杆长径比为40-48:1，螺筒温度为250-270℃，螺杆转速为200-550rpm。
实施例2
一种尼龙聚酯合金材料，该合金材料由包括如下重量份的原料制成：尼龙树脂39.5份，聚酯30份，第一相容剂0.2份，第二相容剂0.3份，分散剂0.5份，玻璃纤维30份。
所述的尼龙聚酯合金材料的制备方法同实施例1。
实施例3
一种尼龙聚酯合金材料，该合金材料由包括如下重量份的原料制成：尼龙树脂38份，聚酯20份，第一相容剂1份，第二相容剂1份，分散剂1.5份，玻璃纤维40份。
所述的尼龙聚酯合金材料的制备方法同实施例1。
实施例4
一种尼龙聚酯合金材料，该合金材料由包括如下重量份的原料制成：尼龙树脂37份，聚酯20份，第一相容剂2份，第二相容剂1份，分散剂2份，玻璃纤维40份。
所述的尼龙聚酯合金材料的制备方法同实施例1。
实施例5
一种尼龙聚酯合金材料，该合金材料由包括如下重量份的原料制成：尼龙树脂30份，聚酯15份，第一相容剂3份，第二相容剂3份，分散剂2份，玻璃纤维50份。
所述的尼龙聚酯合金材料的制备方法同实施例1。
实施例6
一种尼龙聚酯合金材料，该合金材料由包括如下重量份的原料制成：尼龙树脂30份，聚酯15份，第一相容剂4份，第二相容剂3份，分散剂3份，玻璃纤维50份。
所述的尼龙聚酯合金材料的制备方法同实施例1。
对比例1
一种尼龙聚酯合金材料，该合金材料由包括如下重量份的原料制成：尼龙树脂40份，聚酯30份，玻璃纤维30份。
所述的尼龙聚酯合金材料的制备方法，包括如下步骤：将尼龙树脂、聚酯、玻璃纤维在高混机中进行预混合得到预混料，然后将预混物投入双螺杆挤出机中进行熔融混合，并挤出造粒，得到聚酰胺聚酯合金增强材料；其中双螺杆挤出机的螺杆长径比为40-48:1，螺筒温度为250-270℃，螺杆转速为200-550rpm。
对比例2
一种尼龙聚酯合金材料，该合金材料由包括如下重量份的原料制成：尼龙树脂37份，聚酯20份，玻璃纤维40份。
所述的尼龙聚酯合金材料的制备方法同对比例1。
对比例3
一种尼龙聚酯合金材料，该合金材料由包括如下重量份的原料制成：尼龙树脂29份，聚酯15份，第一相容剂4份，第二相容剂3份，分散剂0.3份，玻璃纤维50份。
所述的尼龙聚酯合金材料的制备方法同实施例1。
将各实施例和对比例所制得的尼龙聚酯合金材料先按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，然后进行各性能测试；各例试样的性能测试数据见表1所示。
表1性能测试数据
由表1中可以明显看出，实施例1-6中得到的材料的刚性与强度有明显的提升，这样就在传统的尼龙聚酯合金体系下，明显提升了材料的综合性能，弥补了材料的缺陷，拓宽的材料的应用领域。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种尼龙聚酯合金材料，其特征在于：该合金材料由包括如下重量份的原料制成：
2.根据权利要求1所述的尼龙聚酯合金材料，其特征在于：所述的合金材料由包括如下重量份的原料制成：
3.根据权利要求2所述的尼龙聚酯合金材料，其特征在于：所述的尼龙树脂为PA6、PA6/6、PA10或PA6与PA6/6的共聚物中的至少一种；聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的尼龙聚酯合金材料，其特征在于：所述的第一相容剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；所述的第一相容剂的熔点为70-80℃，TG为-40℃-60℃；优选的，所述的第一相容剂的熔点为72-75℃，TG为-55℃。
5.根据权利要求2所述的尼龙聚酯合金材料，其特征在于：所述的第二相容剂为环氧树脂；所述的第二相容剂的环氧当量为100-2000eq/g；优选的，所述的第二相容剂的环氧当量为500-1200eq/g。
6.根据权利要求2所述的尼龙聚酯合金材料，其特征在于：所述的分散剂为甲苯、二甲苯或二氯甲烷中的至少一种。
7.根据权利要求2所述的尼龙聚酯合金材料，其特征在于：所述的玻璃纤维为E玻璃纤维，其Mg与Si含量之比为1:9；优选的，所述的玻璃纤维中的Mg与Si含量之比为1:5；所述的玻璃纤维在室温下10％HCL溶液浸泡24h后的失重量小于等于3％；优选的，所述的玻璃纤维在室温下10％HCL溶液浸泡24h后的失重量小于等于1.5％。
8.权利要求1-7中任一项所述的尼龙聚酯合金材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将分散剂加热到75℃后将第二相容剂进行溶解分散，将其均匀的喷洒在玻璃纤维表面，晾干固化后备用；
(2)在侧喂料斗上设置有加热设备，所述的加热设备的温度设置为75-80℃进行预热，然后将所述的步骤(1)中得到的处理后的玻璃纤维从侧喂料加入；
(3)将尼龙树脂、聚酯、第一相容剂在高混机中进行预混合得到预混料，然后将预混物投入双螺杆挤出机中进行熔融混合，并挤出造粒，得到聚酰胺聚酯合金增强材料；其中双螺杆挤出机的螺杆长径比为40-48:1，螺筒温度为250-270℃，螺杆转速为200-550rpm。
9.权利要求1-78中任一项所述的尼龙聚酯合金材料的应用，其特征在于：所述的合金材料在家电、汽车以塑代钢领域中的应用。
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| Title |
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| MARCUS VINICIUS NOVELLO, ET AL.,: "Post-consumer Polyethylene Terephthalate and Polyamide 66 Blends and Corresponding Short Glass Fiber Reinforced Composites", 《MATERIALS RESEARCH》 * |
| 付鹏 等: "PTW和EP复合增容PBT/PA 610合金的研究", 《工程塑料应用》 * |
| 王荣国 等: "《复合材料概论》", 28 February 2015, 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社 * |
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