CN114213840A - 一种超高强度、低翘曲、低浮纤pa增强材料及其制备工艺 - Google Patents

一种超高强度、低翘曲、低浮纤pa增强材料及其制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN114213840A
CN114213840A CN202111592045.9A CN202111592045A CN114213840A CN 114213840 A CN114213840 A CN 114213840A CN 202111592045 A CN202111592045 A CN 202111592045A CN 114213840 A CN114213840 A CN 114213840A
Authority
CN
China
Prior art keywords
low
glass fiber
index
parts
melting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111592045.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114213840B (zh
Inventor
何子超
倪世茂
王志鹏
陶鹏
李敬玉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Shitian Material Technology Co ltd
Original Assignee
Guangzhou Shitian Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou Shitian Material Technology Co ltd filed Critical Guangzhou Shitian Material Technology Co ltd
Priority to CN202111592045.9A priority Critical patent/CN114213840B/zh
Publication of CN114213840A publication Critical patent/CN114213840A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114213840B publication Critical patent/CN114213840B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/06Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • C08J5/08Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials glass fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2377/00Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2377/02Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2451/00Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
    • C08J2451/06Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2477/00Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2477/02Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/20Carboxylic acid amides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • C08K7/04Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14Glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02Ingredients treated with inorganic substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04Ingredients treated with organic substances

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

本发明提供了一种超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料,包括:PA620~40份,玻璃纤维55~80份,矿物粉2~8份,功能相容剂2~8份,润滑剂0.2~0.6份,抗氧化剂0.2~1.5份;所述的功能相容剂为马来酸酐接枝乙烯‑辛稀共聚物、马来酸酐接枝乙烯‑丙烯共聚物或马来酸酐接枝三元乙丙橡胶;所述的PA6包括高熔指PA6与低熔指PA6,熔融指数分别为70~100g/10min和30~50g/10min,高熔指PA6占比40~50%,低熔指PA6占比40~60%。本发明中,超高的玻璃纤维含量(>60%)为PA增强材料提供了更高机械强度、耐热性、尺寸稳定性等优异性能,同时还克服了高含量纤维所产生的高翘曲、高浮纤及低光泽等缺陷。

Description

一种超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料及其制备工艺
技术领域
本发明属于PA增强材料领域,尤其涉及一种超高强度、低翘曲、低浮纤的PA增强材料及其制备工艺。
背景技术
尼龙(PA)树脂通常需要添加玻璃纤维进行提高材料的强度。由于PA经玻璃纤维增强后,其强度可达到原来几倍以上。其玻纤含量越高,强度越大,耐热越高,甚至可以与金属材料相媲美。因此,PA增强材料可以替代金属用于各种机械部件。玻纤增强尼龙具有强度高、韧性好、耐疲劳性好、自润滑性好、高耐磨、高耐热、易加工等优点,广泛应用于汽车发动机周边部件,以及其他领域需要的高强度和有一定耐热要求的产品。随着玻纤含量的提高,虽然其机械强度、耐热性能逐步提高,但是,由于导热不均,更容易发生翘曲,导致注塑件发生形变,影响注塑件的使用。同时,由于玻纤含量提高,塑件表面更易出现浮纤,影响其外观。
CN201510873933.6公开了一种改善了浮纤的玻纤增强PA6组合物及其制备方法,其由30-60份PA6、1-10份PA66、25-45份玻璃纤维、5-15份云母、0-5份增韧剂、5-10份成核剂和5-10份硅酮粉经混合、挤出造粒制备而成。云母和硅酮粉混合后增强了PA6与玻璃纤维之间的相容性,并在玻璃纤维、尼龙树脂之间形成了类似锚固结点,即交联点,改善了玻纤与树脂的粘结状态,减少玻纤与树脂的分离;同时尼龙66还提高了组合物的机械强度。CN201610425990.2公开了一种改善浮纤现象的玻纤增强PA6组合物及其制备方法,由以下组分按重量份制备而成:PA6、PA66、玻璃纤维、硫酸镁晶须、增韧剂、成核剂、硅油。由硫酸镁晶须和硅油混合后增强了与玻璃纤维之间的相容性,并在玻璃纤维、尼龙树脂之间形成了类似锚固结点,即交联点,改善了玻纤与树脂的粘结状态,减少玻纤与树脂的分离,使玻纤在加工过程中与树脂同步流动,不易扯开,大大地减少玻纤的外露,并通过加入PA66来提高PA6组合物的机械强度。上述技术方案通过PA66增加强度,提高了加工温度,明显增加生产成本;另外通过添加其他助剂改善玻纤与尼龙的相容性,但实际上云母和硅酮粉的组合,或者硫酸镁晶须和硅油的组合对玻纤与尼龙的相容性的改善效果一般,在加工过程中还是容易存在浮纤现象。
综上,研究一种超高强度、低翘曲、低浮纤的玻纤增强PA材料及其制备工艺具有广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种超高强度、低翘曲、低浮纤的PA增强材料。超高的玻璃纤维含量(>60%)为PA增强材料提供了更高机械强度、耐热性、尺寸稳定性等优异性能,同时还克服了高含量纤维所产生的高翘曲、高浮纤及低光泽等缺陷。
为实现上述目的,本发明提供的技术方案如下:
一种超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料,包括如下按重量份计的原料制备而成:
PA6 20~40份
玻璃纤维55~80份
矿物粉2~8份
功能相容剂2~8份
润滑剂0.2~0.6份
抗氧化剂0.2~1.5份;
所述的功能相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛稀共聚物、马来酸酐接枝乙烯-丙烯共聚物或马来酸酐接枝三元乙丙橡胶;
所述的PA6包括高熔指PA6与低熔指PA6,所述高熔指PA6的熔融指数为70~100g/10min,所述低熔指PA6的熔融指数为30~50g/10min;在PA6中,所述的高熔指PA6占比40~50%,所述的低熔指PA6占比40~60%。熔指代表熔体流动速率,熔指数值高则说明熔体流动性好,反之则流动性差。
所述玻璃纤维经过碱处理或者酸处理,玻璃纤维选用长度为3mm,直径为15~17μm的玻璃纤维。
本发明根据分子结构特性以及相似相容原理,采用具有既亲PA又亲玻纤的功能相容剂(马来酸酐接枝乙烯-辛稀共聚物、马来酸酐接枝乙烯-丙烯共聚物或马来酸酐接枝三元乙丙橡胶),在润滑剂的配合下,将玻纤缠绕或包裹,形成高强度的“钢筋混凝土”结构,从而形成超高强度、低翘曲、低浮纤的PA增强复合材料。以马来酸酐接枝的乙烯-辛稀嵌段共聚物为例,其具有类似于表面活性剂的两亲特性,马来酸的基团(羰基和羧基)容易与玻纤(-O-Si-O-)亲和,也易与PA的基团(酰胺基)亲和,而其乙烯-辛烯基团更易与PA的分子链亲和,由此能够将玻纤紧密缠绕或包裹,形成包裹的橡胶束结构,极大地提高了材料的强度,防止发生翘曲,并浮纤很少。
同时本发明的PA6采用高熔指PA6与低熔指PA6组合使用,本发明经过大量研究,发现熔融指数70~100g/10min与熔融指数为30~50g/10min的PA6组合使用,能够扬长避短,获得较好的加工性能以及机械强度和耐老化性能。且低熔指的PA6树脂熔体流速慢,与玻纤(难以流动)形成中心主流体层;高熔指PA6树脂熔体因其流速相对较快,流动相先于主流体形成湍流,能够将玻纤缠绕或包裹,包裹玻纤的橡胶束会呈径向排列,增强了材料的强度,也不会产生浮纤。而且根据流体的湍流效应,低熔融指数的塑料在流动时,容易处于湍流的前沿,由此最先接触到低温的模壁,迅速形成表面凝固层(见图1)。通过保压时间工艺的控制,最终形成由高熔指PA6树脂缠绕或包覆低熔指的PA6树脂,并同时与径向排列的玻纤组成了多层网格结构,进而增强了材料的强度,也产生了防止玻纤外露的效果。
在本发明中,优选地,所述的玻璃纤维的处理方式为以下两种方式中的一种:
碱性处理:a.将玻璃纤维浸入到氢氧化钠溶液中浸泡8~12h,浸泡温度为30℃~65℃;b.将浸泡后的玻璃纤维自然晾干,置入150℃的烘箱中烘干;
酸性处理:a.将玻璃纤维浸入到丙烯酸或丙烯酸酯溶液中浸泡8~12h,浸泡温度为30℃~65℃;b.将浸泡后的玻璃纤维自然晾干,置入150℃的烘箱中烘干。
优选的处理方法为氢氧化钠溶液浸泡处理,其浸泡时间为10h,浸泡温度为45℃。经过碱性预处理,玻纤上出现水化层或硅羟基(-Si-OH),提高了玻璃纤维与功能相容剂分子中的酸酐或羧酸基团的结合能力,能够获得较好的综合力学性能。
在本发明中,优选地,所述的润滑剂为润滑剂EBS、润滑剂PETS和润滑剂石蜡中的一种或几种的混合物,优选的为润滑剂EBS。润滑剂的作用是能够游离在功能相容剂、玻纤中,充当辅助的介质,利于材料的挤出加工,降低浮纤,形成光泽。
在本发明中,优选地,所述的矿物粉为滑石粉、高岭土、云母粉中的至少一种。优选的为1250目滑石粉。
微观上分析,功能相容剂将PA6与玻璃纤维通过两亲性形成立体框架结构,在润滑剂和滑石粉的协助下,形成“钢筋混凝土”结构。其中,PA6、功能相容剂和润滑剂类似于水泥(润滑剂类似于水),玻璃纤维类似于钢筋,而滑石粉类似于砂石。PA6与功能相容剂分子在润滑剂的协助下,与玻璃纤维发生包裹或缠绕,形成橡胶束,在挤压外力作用下,玻璃纤维径向交错定向排列,降低了横向排列(脱颖而出)的几率,从而极大降低产生浮纤的程度。由于玻璃纤维纵横交错排列(钢筋排列),当受到外部荷载作用时,基体树脂中的结构协同作用能够互相分散、吸收外能量,产生了良好的协同增强作用,又不好发生形变(翘曲)。
在本发明中,优选地,所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168和抗氧剂1098中的一种或几种的混合物。优选的为抗氧剂1098和168的等比混合物。
在本发明中,优选地,所述的功能相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛稀共聚物,马来酸酐接枝乙烯-辛稀共聚物中,马来酸酐的质量分数为2%~3%,接枝率≥1%。
在本发明中,优选地,所述高熔指PA6的熔融指数为80g/10min,所述低熔指PA6的熔融指数为40g/10min;在PA6中,所述的高熔指PA6占比50%,所述的低熔指PA6占比50%。
在本发明中,优选地,所述超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料由如下按重量份计的原料制备而成:
PA6 20~22份
玻璃纤维65~70份
矿物粉2~3份
功能相容剂5~8份
润滑剂0.4份
抗氧化剂1.0份。
上述各原料的占比,玻纤含量高可显著提高PA6的机械强度、耐热性、尺寸稳定性,同时相容剂的用量提高以及高熔指PA6与低熔指PA6组合,使防止发生翘曲,降低浮纤。
本发明还提供所述超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料的制备工艺,包括如下步骤:
S1.将PA6在100~120℃温度下,干燥处理2~4h;
S2.将玻璃纤维、功能相容剂、润滑剂、抗氧化剂按比例称取,在高速搅拌机中搅拌1~3分钟,混匀;
S3.将S2中混合均匀的物料加入密炼机中,进行混炼,造粒,获得玻纤相容剂混合物;
S4.将S3所述的玻纤相容剂混合物、矿物粉、PA6按比例称取,在高速搅拌机中搅拌5~10分钟;
S5.最后,物料经双螺杆挤出机挤出,冷却,干燥,造粒,获得所述的PA增强材料。
优选地,所述挤出的工艺条件:挤出温度220~250℃、主机转速400~550rpm。
本发明的制备工艺先将玻纤与相容剂、润滑剂、抗氧化剂混合造粒,再与PA6混合,这样的顺序使玻纤与PA6的相容性大大提高,玻纤在PA6中分散均匀,降低翘曲、浮纤等现象。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1、与现有玻纤改性PA增强材料对比,本发明的增强材料不仅保留了优异的机械性能,而且改善了翘曲、浮纤等缺陷,塑件的光泽度较好。
2、本发明的PA6采用高熔指PA6与低熔指PA6组合使用,高熔指PA6树脂熔体因其流速相对较快,流动相先于主流体(低熔指PA6与玻纤)形成湍流,能够将玻纤缠绕或包裹,包裹玻纤的橡胶束会呈径向排列,最终形成由高熔指PA6树脂缠绕或包覆低熔指的PA6树脂,并同时与径向排列的玻纤组成了多层网格结构,进而增强了材料的强度,也产生了防止玻纤外露的效果。
3、本发明根据分子结构特性以及相似相容原理,采用具有既亲PA又亲玻纤的功能相容剂,在润滑剂的配合下,将玻纤缠绕或包裹,形成高强度的“钢筋混凝土”结构,从而形成超高强度、低翘曲、低浮纤的PA增强复合材料。
附图说明
图1为本发明不同流速的熔体产生湍流的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进一步详细说明,但本发明要求的保护范围并不局限于实施例。
下述具体实施案例中,所采用的原料如无特殊说明,均为市售。
其中,功能相容剂选用马来酸酐接枝乙烯-辛稀共聚物,马来酸酐接枝乙烯-辛稀共聚物中,马来酸酐的质量分数为2%~3%,接枝率≥1%。抗氧化剂选用抗氧剂1098和168的等比混合物。采用的玻璃纤维经过碱性处理,长度为3mm,直径为15~17μm,碱性处理步骤如下:a.将玻璃纤维浸入到氢氧化钠溶液中浸泡10h,浸泡温度为45℃;b.将浸泡后的玻璃纤维自然晾干,置入150℃的烘箱中烘干。
实施例1
超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料,制备原料如下:
PA6 22 Kg(高熔指PA6 12Kg,熔融指数为80g/10min;低熔指PA6 10Kg,熔融指数为40g/10min)
玻璃纤维65Kg
1250目滑石粉3Kg
功能相容剂5Kg
润滑剂EBS 0.4Kg
抗氧化剂1.0Kg。
超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料的制备步骤如下:
S1.将PA6在110℃温度下,干燥处理3h;
S2.将玻璃纤维、功能相容剂、润滑剂、抗氧化剂按比例称取,在高速搅拌机中搅拌1分钟,混匀;
S3.将S2中混合均匀的物料加入密炼机中,进行混炼,造粒,获得玻纤相容剂混合物;
S4.将S3所述的玻纤相容剂混合物、滑石粉、PA6按比例称取,在高速搅拌机中搅拌5~10分钟;
S5.最后,物料经双螺杆挤出机挤出(挤出温度240℃、主机转速500rpm),冷却,干燥,造粒,获得所述的PA增强材料。
采用ISO标准对本实施例的PA增强材料进行测试,其结果如下表1。
表1
Figure BDA0003430155090000061
实施例2
超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料,制备原料如下:
PA6 20 Kg(高熔指PA6 6Kg,熔融指数为80g/10min;低熔指PA6 14Kg,熔融指数为40g/10min)
玻璃纤维70Kg
1250目滑石粉2Kg
功能相容剂8Kg
润滑剂EBS 0.4Kg
抗氧化剂1.0Kg。
超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料的制备步骤如下:
S1.将PA6在110℃温度下,干燥处理3h;
S2.将玻璃纤维、功能相容剂、润滑剂、抗氧化剂按比例称取,在高速搅拌机中搅拌1分钟,混匀;
S3.将S2中混合均匀的物料加入密炼机中,进行混炼,造粒,获得玻纤相容剂混合物;
S4.将S3所述的玻纤相容剂混合物、滑石粉、PA6按比例称取,在高速搅拌机中搅拌5~10分钟;
S5.最后,物料经双螺杆挤出机挤出(挤出温度230℃、主机转速450rpm),冷却,干燥,造粒,获得所述的PA增强材料。
采用ISO标准对本实施例的PA复合材料进行测试,其结果如下表2。
表2
Figure BDA0003430155090000071
实施例3
超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料,制备原料如下:
PA630 Kg(高熔指PA6 13Kg,熔融指数为90g/10min;低熔指PA6 17Kg,熔融指数为50g/10min)
玻璃纤维75Kg
1250目滑石粉5Kg
功能相容剂6Kg
润滑剂EBS 0.5Kg
抗氧化剂1.2Kg。
超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料的制备步骤如下:
S1.将PA6在100℃温度下,干燥处理4h;
S2.将玻璃纤维、功能相容剂、润滑剂、抗氧化剂按比例称取,在高速搅拌机中搅拌3分钟,混匀;
S3.将S2中混合均匀的物料加入密炼机中,进行混炼,造粒,获得玻纤相容剂混合物;
S4.将S3所述的玻纤相容剂混合物、滑石粉、PA6按比例称取,在高速搅拌机中搅拌5~10分钟;
S5.最后,物料经双螺杆挤出机挤出(挤出温度230℃、主机转速550rpm),冷却,干燥,造粒,获得所述的PA增强材料。
采用ISO标准对本实施例的PA复合材料进行测试,其结果如下表3。
表3
Figure BDA0003430155090000081
实施例4
超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料,制备原料如下:
PA635 Kg(高熔指PA6 18Kg,熔融指数为100g/10min;低熔指PA6 17Kg,熔融指数为45g/10min)
玻璃纤维80Kg
1250目滑石粉6Kg
功能相容剂8Kg
润滑剂EBS 0.6Kg
抗氧化剂1.5Kg。
超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料的制备步骤如下:
S1.将PA6在120℃温度下,干燥处理2h;
S2.将玻璃纤维、功能相容剂、润滑剂、抗氧化剂按比例称取,在高速搅拌机中搅拌3分钟,混匀;
S3.将S2中混合均匀的物料加入密炼机中,进行混炼,造粒,获得玻纤相容剂混合物;
S4.将S3所述的玻纤相容剂混合物、滑石粉、PA6按比例称取,在高速搅拌机中搅拌5~10分钟;
S5.最后,物料经双螺杆挤出机挤出(挤出温度250℃、主机转速500rpm),冷却,干燥,造粒,获得所述的PA增强材料。
采用ISO标准对本实施例的PA复合材料进行测试,其结果如下表4。
表4
Figure BDA0003430155090000091
对比例1
与实施例1不同的是,所述的玻璃纤维未进行碱性处理,其他条件及制备工艺不变。
采用ISO标准对本对比例的PA增强材料进行测试,其结果如下表5。
表5
Figure BDA0003430155090000101
本对比例中使用的玻璃纤维未进行碱性处理,相容剂无法有效与玻纤结合,材料性能下降。
对比例2
与实施例1对比不同的是,对比例2的制备工艺如下:
(1)将PA6在110℃温度下,干燥处理3h;
(2)将上述PA6、玻璃纤维、滑石粉、功能相容剂、润滑剂、抗氧化剂按比例称取,在高速搅拌机中搅拌10分钟;
(3)物料经双螺杆挤出机熔融挤出(挤出温度230℃、主机转速450rpm)、冷却、干燥、造粒获得所述的PA增强材料。
采用ISO标准对本对比例的PP复合材料进行测试,其结果如下表6。
表6
Figure BDA0003430155090000102
Figure BDA0003430155090000111
与实施例1不同,本对比例的玻璃纤维和相容剂没有经过密炼机混炼,直接在双螺杆挤出中挤出造粒。由于塑料熔体和玻璃纤维在双螺杆挤出机停留时间短,分散分布效果差,树脂、相容剂、玻璃纤维之间的相互接触机会少,相容效果不佳,材料的性能也随之下降。实施例1中,玻纤与相容剂在密炼机中混炼,得到充分接触,再在双螺杆中与其他组分一起挤出,塑料与玻璃纤维结合效果佳,材料性能优异。
对比例3
制备原料如下:
低熔指PA6 22Kg,熔融指数为40g/10min
玻璃纤维70Kg
1250目滑石粉2Kg
功能相容剂8Kg
润滑剂EBS 0.4Kg
抗氧化剂1.0Kg。
制备工艺同实施例1。
采用ISO标准对本对比例的PA增强材料进行测试,其结果如下表7。
表7
Figure BDA0003430155090000112
与实施例1不同的是,实施例1使用两种不同熔融指数的PA6复配。在注塑成型过程中,由于两种PA6树脂熔体的熔融指数有差异,低熔指的PA6树脂熔体流速慢,与玻纤(难以流动)形成中心主流体层;高熔指PA6树脂熔体因其流速相对较快,流动相先于主流体形成湍流,能够将玻纤缠绕或包裹,包裹玻纤的橡胶束会呈径向排列,增强了材料的强度,也不会产生浮纤。而且根据流体的湍流效应,低熔融指数的塑料在流动时,容易处于湍流的前沿,由此最先接触到低温的模壁,迅速形成表面凝固层(见图1)。通过保压时间工艺的控制,最终形成由高熔指PA6树脂缠绕或包覆低熔指的PA6树脂,并同时与径向排列的玻纤组成了多层网格结构,进而增强了材料的强度,也产生了防止玻纤外露的效果。
对比例4
与实施例1不同的是,不添加功能相容剂,其他条件及制备工艺不变。
采用ISO标准对本对比例的PA增强材料进行测试,其结果如下表8。
表8
Figure BDA0003430155090000121
根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此,本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料,其特征在于,包括如下按重量份计的原料制备而成:
PA620~40份
玻璃纤维55~80份
矿物粉2~8份
功能相容剂2~8份
润滑剂0.2~0.6份
抗氧化剂0.2~1.5份;
所述的功能相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛稀共聚物、马来酸酐接枝乙烯-丙烯共聚物或马来酸酐接枝三元乙丙橡胶;
所述的PA6包括高熔指PA6与低熔指PA6,所述高熔指PA6的熔融指数为70~100g/10min,所述低熔指PA6的熔融指数为30~50g/10min;在PA6中,所述的高熔指PA6占比40~50%,所述的低熔指PA6占比40~60%;
所述玻璃纤维经过碱处理或者酸处理,玻璃纤维选用长度为3mm,直径为15~17μm的玻璃纤维。
2.根据权利要求1所述超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料,其特征在于,所述的玻璃纤维的处理方式为以下两种方式中的一种:
碱性处理:a.将玻璃纤维浸入到氢氧化钠溶液中浸泡8~12h,浸泡温度为30℃~65℃;b.将浸泡后的玻璃纤维自然晾干,置入150℃的烘箱中烘干;
酸性处理:a.将玻璃纤维浸入到丙烯酸或丙烯酸酯溶液中浸泡8~12h,浸泡温度为30℃~65℃;b.将浸泡后的玻璃纤维自然晾干,置入150℃的烘箱中烘干。
3.根据权利要求1所述超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料,其特征在于,所述的矿物粉为滑石粉、高岭土、云母粉中的至少一种。
4.根据权利要求1所述超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料,其特征在于,所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168和抗氧剂1098中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料,其特征在于,所述的润滑剂为润滑剂EBS、润滑剂PETS和润滑剂石蜡中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料,其特征在于,所述的功能相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛稀共聚物,马来酸酐接枝乙烯-辛稀共聚物中,马来酸酐的质量分数为2%~3%,接枝率≥1%。
7.根据权利要求1所述超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料,其特征在于,所述高熔指PA6的熔融指数为80g/10min,所述低熔指PA6的熔融指数为40g/10min;在PA6中,所述的高熔指PA6占比50%,所述的低熔指PA6占比50%。
8.根据权利要求1所述超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料,其特征在于,由如下按重量份计的原料制备而成:
PA620~22份
玻璃纤维65~70份
矿物粉2~3份
功能相容剂5~8份
润滑剂0.4份
抗氧化剂1.0份。
9.权利要求1-8任一项所述超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料的制备工艺,其特征在于,包括如下步骤:
S1.将PA6在100~120℃温度下,干燥处理2~4h;
S2.将玻璃纤维、功能相容剂、润滑剂、抗氧化剂按比例称取,在高速搅拌机中搅拌1~3分钟,混匀;
S3.将S2中混合均匀的物料加入密炼机中,进行混炼,造粒,获得玻纤相容剂混合物;
S4.将S3所述的玻纤相容剂混合物、矿物粉、PA6按比例称取,在高速搅拌机中搅拌5~10分钟;
S5.最后,物料经双螺杆挤出机挤出,冷却,干燥,造粒,获得所述的PA增强材料。
10.根据权利要求9所述超高强度、低翘曲、低浮纤PA增强材料的制备工艺,其特征在于,所述挤出的工艺条件:挤出温度220~250℃、主机转速400~550rpm。
CN202111592045.9A 2021-12-23 2021-12-23 一种超高强度、低翘曲、低浮纤pa增强材料及其制备工艺 Active CN114213840B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111592045.9A CN114213840B (zh) 2021-12-23 2021-12-23 一种超高强度、低翘曲、低浮纤pa增强材料及其制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111592045.9A CN114213840B (zh) 2021-12-23 2021-12-23 一种超高强度、低翘曲、低浮纤pa增强材料及其制备工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114213840A true CN114213840A (zh) 2022-03-22
CN114213840B CN114213840B (zh) 2023-10-13

Family

ID=80705576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111592045.9A Active CN114213840B (zh) 2021-12-23 2021-12-23 一种超高强度、低翘曲、低浮纤pa增强材料及其制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114213840B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114921092A (zh) * 2022-03-23 2022-08-19 金发科技股份有限公司 一种尼龙组合物及其制备方法和应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114921092A (zh) * 2022-03-23 2022-08-19 金发科技股份有限公司 一种尼龙组合物及其制备方法和应用
CN114921092B (zh) * 2022-03-23 2023-09-19 金发科技股份有限公司 一种尼龙组合物及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN114213840B (zh) 2023-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101693777B (zh) 汽车保险杠用材料及其制备方法
CN102181100B (zh) 玻纤增强共聚聚丙烯复合材料及其制备方法
CN100509953C (zh) 一种聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法
CN101698728B (zh) 光亮型可注塑木塑复合材料及制备方法
CN101314672A (zh) 一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料及其制备方法
CN101117433B (zh) 含有弹性体的基于聚碳酸酯的共混材料及其制备方法
CN109401302A (zh) 良表面高冲击尼龙/pok合金及其制备方法
CN103740027A (zh) 一种玻璃纤维增强aes复合材料及其制备方法
CN105504803A (zh) 一种高流动性纤维增强尼龙复合材料及其制备方法
CN106189136B (zh) 一种改性聚乳酸复合材料及其制造方法和应用
CN103436012B (zh) 一种超高分子量聚乙烯改性尼龙66及其制备方法
CN114213840A (zh) 一种超高强度、低翘曲、低浮纤pa增强材料及其制备工艺
CN111378275A (zh) 一种车用高性能玻纤增强氧化石墨烯尼龙6/聚烯烃合金及其制备方法
CN102558803A (zh) 汽车保险杠材料及其制备方法
CN101851419A (zh) 一种哑光级聚酰亚胺/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯合金树脂组合物及其制备方法
CN104356585A (zh) 高性能连续碳纤维增强abs复合材料及其制备方法
CN102942736B (zh) 一种高玻纤含量增强聚丙烯材料及其制备方法
CN106751761A (zh) 高刚性高光泽碳纤维增强聚酰胺复合材料及其制备方法
CN111748154A (zh) 一种高性能增强聚丙烯复合材料
CN106700236A (zh) 一种聚丙烯填充母粒及其制备方法
CN115109336A (zh) 一种改性铝土矿洗矿泥增强木塑复合材料及其制备方法
CN103937094A (zh) 一种抗打螺钉爆裂增强聚丙烯材料、其制备方法及其应用
CN111154183B (zh) 增强聚丙烯材料及其制备方法
CN114181510A (zh) 一种低线性膨胀系数的pc/abs合金材料及其制备方法
CN106700229A (zh) 一种聚丙烯填充母粒及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant