CN115160780A - 一种碳纤维增强尼龙66/pp复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种碳纤维增强尼龙66/pp复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115160780A CN115160780A CN202210674842.XA CN202210674842A CN115160780A CN 115160780 A CN115160780 A CN 115160780A CN 202210674842 A CN202210674842 A CN 202210674842A CN 115160780 A CN115160780 A CN 115160780A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon fiber
- nylon
- fiber reinforced
- reinforced nylon
- resin
- 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.)
- Pending
Links
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 title claims abstract description 95
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims abstract description 94
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims abstract description 94
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 82
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 47
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 47
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims abstract description 10
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 29
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 22
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 22
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 17
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- -1 calcium carboxylate salt Chemical class 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 claims description 5
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims description 5
- WBWXVCMXGYSMQA-UHFFFAOYSA-N 3,9-bis[2,4-bis(2-phenylpropan-2-yl)phenoxy]-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro[5.5]undecane Chemical compound C=1C=C(OP2OCC3(CO2)COP(OC=2C(=CC(=CC=2)C(C)(C)C=2C=CC=CC=2)C(C)(C)C=2C=CC=CC=2)OC3)C(C(C)(C)C=2C=CC=CC=2)=CC=1C(C)(C)C1=CC=CC=C1 WBWXVCMXGYSMQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- LYRFLYHAGKPMFH-UHFFFAOYSA-N octadecanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(N)=O LYRFLYHAGKPMFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001993 wax Substances 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 4
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 3
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000004953 Aliphatic polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 2
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 229920003231 aliphatic polyamide Polymers 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 210000001320 hippocampus Anatomy 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPMYUUITDBHVQZ-UHFFFAOYSA-N 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoic acid Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(CCC(O)=O)=CC(C(C)(C)C)=C1O WPMYUUITDBHVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000013022 formulation composition Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
- C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2377/06—Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2423/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08J2423/12—Polypropene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2451/00—Characterised 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
- C08J2451/06—Characterised 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明提供了一种碳纤维增强尼龙66/PP复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域，所述碳纤维尼龙66/PP复合材料包括以下组分：尼龙66树脂、PP树脂、碳纤维、助剂、成核剂母粒；所述成核剂母粒为带有尼龙端羧基封锁官能团的成核剂母粒。本申请提供的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料，通过添加如E5073等具有尼龙端羧基封端效果的成核剂母粒，可以降低碳纤维增强尼龙66/PP复合材料的吸水率，提高碳纤维增强尼龙66/PP复合材料的机械性能和耐热性能，保持产品的尺寸稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种碳纤维增强尼龙66/PP复合材料及其制备方法。
背景技术
尼龙66是由己二酸和己二胺进行缩聚反应制得的脂肪族聚酰胺，化学名是聚己二酰己二胺，在聚酰胺材料中有较高的熔点，在较高温度也能保持较强的强度和刚度，其广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。
目前，碳纤维增强尼龙66复合材料越来越多的应用在工业产品中，但现有尼龙66复合材料存在吸水率高的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种碳纤维增强尼龙66/PP复合材料及其制备方法，以解决现有尼龙66复合材料存在吸水率高的技术问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种碳纤维增强尼龙66/PP复合材料，所述碳纤维尼龙66/PP复合材料包括以下组分：尼龙66树脂、PP树脂、碳纤维、助剂、成核剂母粒；
所述成核剂母粒为带有尼龙端羧基封锁官能团的成核剂母粒。
进一步地，所述成核剂母粒包括具有环氧基团的羧酸盐成核剂和碳链数为6～12的羧酸钙盐中的至少一种。
进一步地，以质量分数计，所述碳纤维尼龙66/PP复合材料包括以下组分：
尼龙66树脂40～60％；PP树脂5～30％；碳纤维10～40％；成核剂母粒0.01～10％；其余为助剂。
进一步地，所述助剂包括相容剂、抗氧剂和润滑剂。
进一步地，以质量分数计，所述碳纤维尼龙66/PP复合材料包括以下组分：
尼龙66树脂40～60％；PP树脂5～30％；碳纤维10～40％；成核剂母粒0.01～10％；相容剂含量为1％～8％；抗氧剂含量为0.2～0.6％；润滑剂0.4～0.6％。
进一步地，所述相容剂包括马来酸酐接枝物。
进一步地，所述马来酸酐接枝物包括马来酸酐接枝的PP和马来酸酐接枝的POE中的至少一种。
进一步地，所述抗氧剂包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和双(2,4—二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的至少一种。
进一步地，所述润滑剂包括硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡和硅酮母粒中的至少一种。优选地，选用乙烯基双硬脂酰胺化合物。
第二方面，本申请实施例提供了一种第一方面所述的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料的制备方法，所述制备方法包括：
将尼龙66树脂进行干燥，后与PP树脂混合，得到第一混合料；
向所述第一混合料中加入相容剂和成核剂母粒进行混合，得到第二混合料；
向所述第二混合料中加入抗氧剂和润滑剂进行混合，得到第三混合料；
将所述第三混合料与碳纤维进行加热熔融，后造粒，得到碳纤维增强尼龙66/PP复合材料。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供了一种碳纤维增强尼龙66/PP复合材料，该碳纤维增强尼龙66/PP复合材料通过加入带有尼龙端羧基封锁官能团的成核剂母粒，可以显著降低碳纤维增强尼龙66/PP复合材料的吸水率。同时，本申请以碳纤作为增强材料，尼龙作为树脂基材制成复合材料综合体现了碳纤维和尼龙各自的优点，其强度远高于未增强的尼龙材料，蠕变小尺寸精度高热稳定性好、阻尼性优良、化学稳定性好等特点，从而使得本申请提供的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料兼具优异的机械性能和较低的吸水率。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种碳纤维增强尼龙66/PP复合材料制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
尼龙66是由己二酸和己二胺进行缩聚反应制得的脂肪族聚酰胺，化学名是聚己二酰己二胺，在聚酰胺材料中有较高的熔点，在较高温度也能保持较强的强度和刚度，其广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。
目前，碳纤维增强尼龙66复合材料越来越多的应用在工业产品中，但现有尼龙66复合材料存在吸水率高的问题。
本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种碳纤维增强尼龙66/PP复合材料，所述碳纤维尼龙66/PP复合材料包括以下组分：尼龙66树脂、PP树脂、碳纤维、助剂、成核剂母粒；
所述成核剂母粒为带有尼龙端羧基封锁官能团的成核剂母粒。
本申请实施例提供了一种碳纤维增强尼龙66/PP复合材料，该碳纤维增强尼龙66/PP复合材料通过加入带有尼龙端羧基封锁官能团的成核剂母粒，可以显著降低碳纤维增强尼龙66/PP复合材料的吸水率。同时，本申请以碳纤作为增强材料，尼龙作为树脂基材制成复合材料综合体现了碳纤维和尼龙各自的优点，其强度远高于未增强的尼龙材料，蠕变小尺寸精度高热稳定性好、阻尼性优良、化学稳定性好等特点，从而使得本申请提供的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料兼具优异的机械性能和较低的吸水率。
本申请中，“带有尼龙端羧基封锁官能团的成核剂母粒”具体是指成核剂母粒上含有具有能封锁尼龙羧基的官能团，如具有环氧基团的羧酸盐成核剂，可通过封锁尼龙羧基端，提高尼龙的结晶度，使得尼龙的无定形区变小，降低尼龙的吸水率；或如具有长碳链成分的羧酸钙盐成核剂，使得尼龙的酰胺基团密度变小，从而降低尼龙的吸水率。
本申请中，尼龙66树脂为尼龙66，选自通用级、挤出级、注塑级或阻燃级的粒料或粉料中的一种。在一些具体实施例中，尼龙66树脂可选自如平顶山神马生产，商品牌号为EPR27等市售产品。
本申请中，碳纤维为短切碳纤，具体可选自丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、黏胶基碳纤维和酚醛碳纤维中的至少一种。在一些具体实施例中，碳纤维可选自如日本东邦Tenax生产，商品牌号为HT C413等市售产品。
本申请中，PP树脂具体可选自如武汉中韩生产，商品牌号为PP K8009的共聚PP树脂等市售产品。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述成核剂母粒包括具有环氧基团的羧酸盐成核剂和碳链数为6～12的羧酸钙盐中的至少一种。
本申请中，该成核剂母粒包括具有环氧基团的羧酸盐成核剂和碳链数为6～12的羧酸钙盐中的至少一种。在一些具体的实施例中，成核剂母粒可选自如北京泰纳科生产的牌号E5073等市售产品。
作为本发明实施例的一种实施方式，以质量分数计，所述碳纤维尼龙66/PP复合材料包括以下组分：
尼龙66树脂40～60％；PP树脂5～30％；碳纤维10～40％；成核剂母粒0.01～10％；其余为助剂。
本申请中，该碳纤维尼龙66/PP复合材料是以碳纤维作为增强材料，以尼龙66树脂作为基材，并加入适量的PP树脂所形成的复合材料。碳纤维的原子结构类似于石墨材料，其本身具有较好的热稳定性和耐化学腐蚀性，因而将其作为增强材料，提高碳纤维尼龙66/PP复合材料的机械性能；同时，通过加入上述成核剂母粒，可以显著降低碳纤维增强尼龙66/PP复合材料的吸水率，从而使得本申请提供的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料兼具优异的机械性能和较低的吸水率。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述助剂包括相容剂、抗氧剂和润滑剂。
本发明中，相容剂在碳纤维和尼龙66之间的界面中，起到降低界面张力、增加界面结合强度的作用，从而可以提高碳纤维与尼龙66的相容性；抗氧剂可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，可以增加碳纤维增强尼龙66/PP复合材料的抗老化性能；润滑剂主要起润滑作用，提高碳纤维增强尼龙66/PP复合材料流动性和脱模效果。
作为本发明实施例的一种实施方式，以质量分数计，所述碳纤维尼龙66/PP复合材料包括以下组分：
尼龙66树脂40～60％；PP树脂5～30％；碳纤维10～40％；成核剂母粒0.01～10％；相容剂含量为1％～8％；抗氧剂含量为0.2～0.6％；润滑剂0.4～0.6％。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述相容剂包括马来酸酐接枝物。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述马来酸酐接枝物包括马来酸酐接枝的PP和马来酸酐接枝的POE中的至少一种。
本申请中，选用马来酸酐接枝物作为相容剂，这类相容剂的低极性高分子主链与复合体系中的基体聚合物有较好的相似相容性，而接枝的强极性马来酸酐又能为基体提供大量的活性基团，增加基体的反应性，故能在树脂基体与增强纤维间起到良好的桥梁作用。在一些具体的实施例中，相容剂可选自如宁波能之光生产的PP接枝马来酸酐，牌号GPM200A等市售产品。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述抗氧剂包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和双(2,4—二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的至少一种。
本申请中，优选地，抗氧剂选择以四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)为主抗氧剂和双(2,4—二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂S9228)为辅抗氧剂，将两者进行复配使用，可以显著增强碳纤维增强尼龙66/PP复合材料的抗老化性能。在一些具体的实施例中，主抗氧剂--四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，采用德国巴斯夫生产，商品牌号分别为Irganox1010；耐高温辅抗-双(2,4—二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，上述配方中采用美国Dover Chemical公司生产，牌号S9228。
作为本发明实施例的一种实施方式，所述润滑剂包括硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡和硅酮母粒中的至少一种。
本申请中，较佳地，润滑剂选自乙烯基双硬脂酰胺化合物。在一些具体的实施例中，润滑剂可选自如美国龙沙生产，商品牌号为PETS等市售产品。
第二方面，本申请实施例提供了一种第一方面所述的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料的制备方法，所述制备方法包括：
将尼龙66树脂进行干燥，后与PP树脂混合，得到第一混合料；
向所述第一混合料中加入相容剂和成核剂母粒进行混合，得到第二混合料；
向所述第二混合料中加入抗氧剂和润滑剂进行混合，得到第三混合料；
将所述第三混合料与碳纤维进行加热熔融，后造粒，得到碳纤维增强尼龙66/PP复合材料。
本申请中，在一些具体的实施例中，尼龙66树脂进行干燥的参数包括：110℃下干燥4～6小时；尼龙66树脂和PP树脂进行混合时，可适应性地加入白矿物油，使树脂材料能够更好的均混分散，增加体系流动性，有助于尼龙66树脂和PP树脂充分混合，其并不参与反应；第三混合料与碳纤维进行加热熔融、造粒的工艺参数包括：采用双螺杆挤出机进行加热熔融、造粒，加工温度控制在245～265℃，主机转速300r/min。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1-4及对比例1提供了一种碳纤维增强尼龙66/PP复合材料，各例中组分含量如表1所示。其中，PA66树脂(尼龙66树脂)采用平顶山神马生产，商品牌号为EPR27；PP树脂采用武汉中韩生产，商品牌号为PP K8009；碳纤维采用日本东邦Tenax生产，商品牌号为HT C413；成核剂母粒采用北京泰纳科生产，牌号E5073；相容剂采用宁波能之光生产的PP接枝马来酸酐，牌号GPM200A；润滑剂采用美国龙沙生产，商品牌号为PETS。
实施例1-4及对比例1提供的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料的制备方法，如图1所示，具体包括：
按照表1中碳纤维增强尼龙66/PP复合材料配方，精确称取各组分，需要精确至0.001KG；PA66放进干燥箱内，110℃下干燥4～6小时；
将PA66、PP树脂以及适量白矿物油(以质量分数计，白矿物油用量具体为0.1％，起到分散润滑的作用)倒入搅拌桶内，进行材料的预混合，混合时间3min，混合均匀后配得第一混合料；
将称取好的相容剂和成核剂母粒与上述第一混合料再次倒入搅拌桶进行第二次混合，混合时间3min，混合均匀后配得第二混合料；
将称取好的抗氧剂和润滑剂与上述第二混合料再次倒入搅拌桶进行第三次混合，混合时间3min，混合均匀后配得第三混合料；
将第三混合料料投入到双螺杆挤出机的主加料斗，混合物料会通过自身重力及挤出机第一段喂料区螺杆进行输送，同时将称取好的玻璃纤维加入到侧进料机料斗内，通过侧进料机螺杆输送至挤出机螺杆腔内，经过加热筒体和螺杆剪切的加热熔融、挤出造粒，最终得到碳纤维增强尼龙66/PP复合材料。其中，双螺杆挤出机具体加工温度控制在245～265℃，主机转速300r/min。
表1实施例1-4及对比例1提供的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料的成分表
| 配方组成 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 |
| PA66树脂 | 57％ | 56％ | 54％ | 51％ | 59％ |
| PP树脂 | 15％ | 15％ | 15％ | 15％ | 15％ |
| 碳纤维 | 20％ | 20％ | 20％ | 20％ | 20％ |
| 成核剂母粒E5073 | 2％ | 3％ | 5％ | 8％ | 0 |
| 相容剂 | 5％ | 5％ | 5％ | 5％ | 5％ |
| 抗氧剂1010 | 0.2％ | 0.2％ | 0.2％ | 0.2％ | 0.2％ |
| 抗氧剂S9228 | 0.3％ | 0.3％ | 0.3％ | 0.3％ | 0.3％ |
| 润滑剂 | 0.5％ | 0.5％ | 0.5％ | 0.5％ | 0.5％ |
测试例
本例对实施例1-4及对比例1提供的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料进行性能测试，测试结果及测试标准如表2所示。
表2性能测试结果
从表2的性能对比测试可以看本申请提供的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料具有优异的机械性能和耐热性能，添加了成核剂母粒E5073后，材料的耐热性能和机械性能明显提高，热变形温度提高了20℃，平衡吸水率降低了53.3％。
综上所述，本申请提供的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料，通过添加如E5073等具有端羧基封端效果的成核剂母粒，可以降低碳纤维增强尼龙66/PP复合材料的吸水率，提高碳纤维增强尼龙66/PP复合材料的机械性能和耐热性能，保持产品的尺寸稳定性。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种碳纤维增强尼龙66/PP复合材料，其特征在于，所述碳纤维尼龙66/PP复合材料包括以下组分：尼龙66树脂、PP树脂、碳纤维、助剂、成核剂母粒；
所述成核剂母粒为带有尼龙端羧基封锁官能团的成核剂母粒。
2.根据权利要求1所述的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料，其特征在于，所述成核剂母粒包括具有环氧基团的羧酸盐成核剂和碳链数为6～12的羧酸钙盐中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料，其特征在于，以质量分数计，所述碳纤维尼龙66/PP复合材料包括以下组分：
尼龙66树脂40～60％；PP树脂5～30％；碳纤维10～40％；成核剂母粒0.01～10％；其余为助剂。
4.根据权利要求1或3所述的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料，其特征在于，所述助剂包括相容剂、抗氧剂和润滑剂。
5.根据权利要求4所述的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料，其特征在于，以质量分数计，所述碳纤维尼龙66/PP复合材料包括以下组分：
尼龙66树脂40～60％；PP树脂5～30％；碳纤维10～40％；成核剂母粒0.01～10％；相容剂含量为1％～8％；抗氧剂含量为0.2～0.6％；润滑剂0.4～0.6％。
6.根据权利要求5所述的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料，其特征在于，所述相容剂包括马来酸酐接枝物。
7.根据权利要求6所述的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料，其特征在于，所述马来酸酐接枝物包括马来酸酐接枝的PP和马来酸酐接枝的POE中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料，其特征在于，所述抗氧剂包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和双(2,4—二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的至少一种。
9.根据权利要求5所述的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料，其特征在于，所述润滑剂包括硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡和硅酮母粒中的至少一种。
10.一种权利要求1～9任一项所述的碳纤维增强尼龙66/PP复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将尼龙66树脂进行干燥，后与PP树脂混合，得到第一混合料；
向所述第一混合料中加入相容剂和成核剂母粒进行混合，得到第二混合料；
向所述第二混合料中加入抗氧剂和润滑剂进行混合，得到第三混合料；
将所述第三混合料与碳纤维进行加热熔融，后造粒，得到碳纤维增强尼龙66/PP复合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210674842.XA CN115160780A (zh) | 2022-06-14 | 2022-06-14 | 一种碳纤维增强尼龙66/pp复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210674842.XA CN115160780A (zh) | 2022-06-14 | 2022-06-14 | 一种碳纤维增强尼龙66/pp复合材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115160780A true CN115160780A (zh) | 2022-10-11 |
Family
ID=83485915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210674842.XA Pending CN115160780A (zh) | 2022-06-14 | 2022-06-14 | 一种碳纤维增强尼龙66/pp复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115160780A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115651397A (zh) * | 2022-10-24 | 2023-01-31 | 河南天海电器有限公司 | 一种尼龙扎带料、尼龙扎带及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113462150A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-10-01 | 中广核瑞胜发（厦门）新材料有限公司 | 一种阻燃尼龙复合材料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-06-14 CN CN202210674842.XA patent/CN115160780A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113462150A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-10-01 | 中广核瑞胜发（厦门）新材料有限公司 | 一种阻燃尼龙复合材料及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115651397A (zh) * | 2022-10-24 | 2023-01-31 | 河南天海电器有限公司 | 一种尼龙扎带料、尼龙扎带及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106221204B (zh) | 玻纤增强聚酰胺组合物及其制备方法和应用 | |
| CN109749433B (zh) | 一种聚酰胺组合物及其制备方法 | |
| CN108264749A (zh) | 一种高流动良表面碳纤维增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法 | |
| US10619031B2 (en) | Crystallizable thermoplastic resin composition and molded article | |
| RU2635136C1 (ru) | Стеклонаполненная композиция на основе полифениленсульфида | |
| CN110982258A (zh) | 一种无浮纤高玻纤增强尼龙材料及其制备方法 | |
| CN102617997A (zh) | 一种玻璃纤维增强pbt/pet复合材料及其制备方法 | |
| CN102276982A (zh) | 一种聚苯硫醚与耐高温尼龙复合物及其制备方法 | |
| CN113429781A (zh) | 一种长玻纤增强生物基聚酰胺56、合金及其制备方法 | |
| WO2015001996A1 (ja) | 吸水時の振動性に優れた高融点ポリアミド樹脂組成物 | |
| CN111040440A (zh) | 一种低密度高耐磨尼龙复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN112724675A (zh) | 一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法 | |
| CN115160780A (zh) | 一种碳纤维增强尼龙66/pp复合材料及其制备方法 | |
| CN114410105B (zh) | 一种高抗冲的耐磨聚酰胺组合物及其制备方法和应用 | |
| CN111808365A (zh) | 一种扁平玻纤增强阻燃pp复合材料及制备方法 | |
| CN111961340B (zh) | 一种无卤阻燃生物基尼龙56复合材料及其制备方法 | |
| CN110903640A (zh) | 一种高流动高抗冲尼龙材料及其制备方法 | |
| CN111484731A (zh) | 一种高模量阻燃增强尼龙复合材料及其制备方法 | |
| CN109517375A (zh) | 一种导电尼龙材料及其制备方法 | |
| CN115181416B (zh) | 一种聚酰胺工程塑料及其制备方法与应用 | |
| CN103554905B (zh) | 一种电梯滚轮专用pa66复合材料及其制备方法 | |
| CN111925655B (zh) | 一种耐磨柔韧pei线缆材料，其制备方法以及线缆 | |
| CN111825975B (zh) | 一种聚酰胺组合物及其制备方法 | |
| CN115785493A (zh) | 长纤维增强无卤阻燃生物基聚酰胺复合材料及其制备方法 | |
| CN112063169A (zh) | 一种生物基pa56/abs合金及其制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20221011 |