CN115895242A

CN115895242A - 一种微发泡耐磨pa6合金材料及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN115895242A
Application number: CN202211254212.3A
Authority: CN
Inventors: 陈春银; 张平; 张钊鹏; 王象龙; 钟明
Original assignee: Guangdong Shunde Shunyan New Material Co ltd
Current assignee: Guangdong Shunde Shunyan New Material Co ltd
Priority date: 2022-10-13
Filing date: 2022-10-13
Publication date: 2023-04-04

Abstract

本发明公开了一种微发泡耐磨PA6合金材料及其制备方法和应用，包括以下质量份的原料组成：23.4～56.1份PA6树脂、8～12份浇筑尼龙、15～25份POK树脂、3～5份增韧剂、0.2～0.6份抗氧剂、0.6～1.4润滑剂、0.3～0.7份有机黑种、0.8～1.2份普通黑种、1～5份发泡剂、0.5‑1份N‑丁基苯磺酰胺(BBSA)、15～25份无碱玻璃纤维。本发明制备出来的PA6/POK合金材料，比普通增强尼龙材料相比，其合金特性明显，有着更低的吸水率和更高的尺寸稳定性，更高的耐磨性，与普通的PA6/POK合金相比有着更低的比重，更符合汽车轻量化的发展趋势，该微发泡PA6/POK合金材料基础材料易于加工，和普通改性工程材料一样，便于大规模生产。

Description

一种微发泡耐磨PA6合金材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于微发泡耐磨合金材料制备技术领域，具体涉及一种微发泡耐磨PA6合金材料及其制备方法和应用。

背景技术

尼龙(PA)作为5大通用工程塑料之首，在轻工业领域中占据举足轻重的地位，常被应用于电子电气、汽车、机械等领域，与日常生活早已紧密相连。通过增强改性等手段，强度和耐热性能大幅度增加，远超过PP和PC等材料，被大量应用于要求较高的领域，如汽车发动机周边以及内外饰结构件。随着我国经济快速发展，汽车行业也迎来了高峰期，国内汽车消费市场已成为全球第一，但要求也是水涨船高，轻量化、电动化以及智能化的趋势不可逆转。轻量化必然更多的要求以塑代钢，固然增强改性后的尼龙有很多优点，如高强度、高模量、高耐温等，但其耐磨性比较一般，吸水率大，干态和湿态下性能差异很大，比重也不算轻。

聚酮(POK)是近年来由韩国晓星开发一种新型工程塑料，以一氧化碳、乙烯和丙烯为主要原料，具有低吸水率、高耐磨性、高耐化学性、高耐冲击强度与高气体阻隔性能。其耐磨性为POM的14倍，冲击韧性为PA6的2.5倍，耐油性为PA12的2倍，几乎是目前性能最均衡的工程材料，具有非常广阔的应用前景，发展十分迅速，正被大量应用在汽车相关领域。但其加工领域比较窄，成本也比较高，限制了应用。本发明的目的是提供用于汽车内外饰的一种微发泡耐磨PA6合金材料及其制备方法和应用。目前有一些PA/POK合金的相关报道，但因PA用普通发泡手段效果不明显，发泡剂所产生的气体容易溢出，所以还鲜有可用于汽车内外饰微发泡耐磨PA6/POK合金材料的报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种微发泡耐磨PA6合金材料及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微发泡耐磨PA6合金材料，包括以下质量份的原料组成：23.4～56.1份PA6树脂、8～12份浇筑尼龙、15～25份POK树脂、3～5份增韧剂、0.2～0.6份抗氧剂、0.6～1.4润滑剂、0.3～0.7份有机黑种、0.8～1.2份普通黑种、1～5份发泡剂、0.5-1份N-丁基苯磺酰胺(BBSA)、15～25份无碱玻璃纤维。

一种微发泡耐磨PA6合金材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、PA6树脂以及浇筑尼龙在110℃下烘3-4小时，尽量将水分控制在千分之2以下；

步骤二、将烘干处理后的PA6树脂和浇筑尼龙、POK树脂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂、有机黑种以及普通黑种按比例在混料机中以120r/min的速度混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，在熔融挤出的同时，引入无碱玻璃纤维；熔融挤出温度在225-250℃之间，螺杆转速为450转/分；

步骤三、造粒及后处理；对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁得到成品颗粒，标号、烘干处理后密封备用；

步骤四、BBSA液体按照一定比例，分别添加到上述颗粒中，以120r/min的速度搅拌均匀后，再加入不同比例CCR909母粒，搅拌均匀，密封备用；

步骤五、将上述方案所得的粒子在110-120℃下烘干4-5小时，注塑成国标样条和摩擦样条，测力学性能和磨耗量。

优选的，上述材料中，PA6树脂选用巴陵石化2.4粘度的树脂BL3240，浇筑尼龙选择成都森发橡塑公司MC901。

优选的，上述材料中，POK选择韩国晓星M630A，发泡剂为昆山雅炀新材碳酸氢盐的聚合物CCR909母粒。

优选的，上述材料中，抗氧剂按照比例1010/168＝1/1复配，润滑剂按照比例霍尼韦尔540A/PETS＝1/2复配。

优选的，上述材料中，有机黑种选择卡博特2014，普通黑种选择东莞神彩2412，增韧剂选沈阳科通KT-915。

优选的，上述材料中，BBSA选择苏州金忠化工，玻璃纤维选择巨石560A。

一种微发泡耐磨PA6合金材料的应用，制备出来的PA6/POK合金材料，比普通增强尼龙材料相比，其合金特性明显，有着更低的吸水率和更高的尺寸稳定性，更高的耐磨性；与普通的PA6/POK合金相比有着更低的比重，更符合汽车轻量化的发展趋势；该微发泡PA6/POK合金材料基础材料易于加工，和普通改性工程材料一样，便于大规模生产；微发泡PA6/POK合金材料需要在普通配方的基础上，进行了改良，避免了发泡剂失效。

与现有技术相比，本发明提供了一种微发泡耐磨PA6合金材料及其制备方法和应用，具备以下有益效果：

1、本发明制备出来的PA6/POK合金材料，比普通增强尼龙材料相比，其合金特性明显，有着更低的吸水率和更高的尺寸稳定性，更高的耐磨性。

2、本发明与普通的PA6/POK合金相比有着更低的比重，更符合汽车轻量化的发展趋势。

3、本发明该微发泡PA6/POK合金材料基础材料易于加工，和普通改性工程材料一样，便于大规模生产。

4、本发明微发泡PA6/POK合金材料需要在普通配方的基础上，进行了改良，避免了发泡剂失效；与此同时，还需在普通改性加工的基础上多一步掺混发泡剂的步骤，而不能直接进行造粒；经两方面的改善，最终才得到效果较好的微发泡耐磨材料，同时这也是本专利的核心创新点。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：一种微发泡耐磨PA6合金材料，包括以下质量份的原料组成：23.4～56.1份PA6树脂、8～12份浇筑尼龙、15～25份POK树脂、3～5份增韧剂、0.2～0.6份抗氧剂、0.6～1.4润滑剂、0.3～0.7份有机黑种、0.8～1.2份普通黑种、1～5份发泡剂、0.5-1份N-丁基苯磺酰胺(BBSA)、15～25份无碱玻璃纤维。

一种微发泡耐磨PA6合金材料的制备方法，包括以下步骤：

本发明中，优选的，上述材料中，PA6树脂选用巴陵石化2.4粘度的树脂BL3240，浇筑尼龙选择成都森发橡塑公司MC901。

本发明中，优选的，上述材料中，POK选择韩国晓星M630A，发泡剂为昆山雅炀新材碳酸氢盐的聚合物CCR909母粒。

本发明中，优选的，上述材料中，抗氧剂按照比例1010/168＝1/1复配，润滑剂按照比例霍尼韦尔540A/PETS＝1/2复配。

本发明中，优选的，上述材料中，有机黑种选择卡博特2014，普通黑种选择东莞神彩2412，增韧剂选沈阳科通KT-915。

本发明中，优选的，上述材料中，BBSA选择苏州金忠化工，玻璃纤维选择巨石560A。

一种微发泡耐磨PA6合金材料，包括以下质量份的原料组成：23.4～56.1份PA6树脂、8～12份浇筑尼龙、15～25份POK树脂、3～5份增韧剂、0.2～0.6份抗氧剂、0.6～1.4润滑剂、0.3～0.7份有机黑种、0.8～1.2份普通黑种、1～5份发泡剂、0.5-1份N-丁基苯磺酰胺(BBSA)、15～25份无碱玻璃纤维。

一种微发泡耐磨PA6合金材料的制备方法，包括以下步骤：

一种微发泡耐磨PA6合金材料及其制备方法和应用，上述材料中，PA6树脂选用巴陵石化2.4粘度的树脂BL3240，浇筑尼龙选择成都森发橡塑公司MC901，上述材料中，POK选择韩国晓星M630A，发泡剂为昆山雅炀新材碳酸氢盐的聚合物CCR909母粒，上述材料中，抗氧剂按照比例1010/168＝1/1复配，润滑剂按照比例霍尼韦尔540A/PETS＝1/2复配，上述材料中，有机黑种选择卡博特2014，普通黑种选择东莞神彩2412，增韧剂选沈阳科通KT-915，上述材料中，BBSA选择苏州金忠化工，玻璃纤维选择巨石560A。

实施例1～3耐磨PA6/POK合金材料的具体制备方法如下：

(1)PA6树脂以及浇筑尼龙在110℃下烘3-4小时，尽量将水分控制在千分之2以下；

(2)将烘干处理后的PA6树脂和浇筑尼龙、POK树脂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂、有机黑种以及普通黑种按比例在混料机中120r/min的速度混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，在熔融挤出的同时，引入无碱玻璃纤维；熔融挤出温度在230-250℃之间，螺杆转速为450转/分；

(3)造粒及后处理。对挤出的物料进行水冷、风干、切粒、过强磁得到成品颗粒；

(4)将上述实施例1～3所制备的颗粒分别标记为颗粒A、B和C，在120℃下烘2小时后，密封备用。

实施例4～9微发泡耐磨PA6/POK合金材料的具体制备方法如下：

	方案4	方案5	方案6	方案7	方案8	方案9
							颗粒A	98	96.5
颗粒B			98	96.5
							颗粒C					98	96.5
BBSA	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
							CCR909	1.5	3	1.5	3	1.5	3

(1)BBSA液体按照上述比例，分别添加到烘干处理后的颗粒A、B和C中，搅拌均匀后，再加入不同比例CCR909母粒，搅拌均匀，密封备用；

(2)将上述方案1～9所得的粒子置于110-120℃烘箱中干燥3-4小时，注塑成国标样条和摩擦样条，按照GB/T1040-2006、GB/T9341-2008、GB/T1843-2008、GB/T3960-2016的相关标准分别对其拉伸强度、弯曲强度、悬臂梁缺口冲击强度、摩擦性能进行测试。

试验数据：

实施例1-9测试数据具体如下表

从上述表中数据可以看出，普通粘度尼龙体系即使添加了发泡母粒，比重也几乎无变化，说明发泡效果不明显；但加了浇筑尼龙的体系，比重明显变轻，发泡效果明显，这是因为浇筑增加了溶体粘度，熔体强度变高，注塑过程中产生的气体能被锁住，微孔没有破裂，气体没有逃逸出去。同时加了POK树脂的合金材料比纯PA6磨耗量大幅度降低，材料耐磨性明显增加。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种微发泡耐磨PA6合金材料，其特征在于，包括以下质量份的原料组成：23.4～56.1份PA6树脂、8～12份浇筑尼龙、15～25份POK树脂、3～5份增韧剂、0.2～0.6份抗氧剂、0.6～1.4润滑剂、0.3～0.7份有机黑种、0.8～1.2份普通黑种、1～5份发泡剂、0.5-1份N-丁基苯磺酰胺(BBSA)、15～25份无碱玻璃纤维。

2.一种微发泡耐磨PA6合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种微发泡耐磨PA6合金材料，其特征在于：上述材料中，PA6树脂选用巴陵石化2.4粘度的树脂BL3240，浇筑尼龙选择成都森发橡塑公司MC901。

4.根据权利要求1所述的一种微发泡耐磨PA6合金材料，其特征在于：上述材料中，POK选择韩国晓星M630A，发泡剂为昆山雅炀新材碳酸氢盐的聚合物CCR909母粒。

5.根据权利要求1所述的一种微发泡耐磨PA6合金材料，其特征在于：上述材料中，抗氧剂按照比例1010/168＝1/1复配，润滑剂按照比例霍尼韦尔540A/PETS＝1/2复配。

6.根据权利要求1所述的一种微发泡耐磨PA6合金材料，其特征在于：上述材料中，有机黑种选择卡博特2014，普通黑种选择东莞神彩2412，增韧剂选沈阳科通KT-915。

7.根据权利要求1所述的一种微发泡耐磨PA6合金材料，其特征在于：上述材料中，BBSA选择苏州金忠化工，玻璃纤维选择巨石560A。

8.一种微发泡耐磨PA6合金材料的应用，其特征在于：制备出来的PA6/POK合金材料，比普通增强尼龙材料相比，其合金特性明显，有着更低的吸水率和更高的尺寸稳定性，更高的耐磨性；与普通的PA6/POK合金相比有着更低的比重，更符合汽车轻量化的发展趋势；该微发泡PA6/POK合金材料基础材料易于加工，和普通改性工程材料一样，便于大规模生产；微发泡PA6/POK合金材料需要在普通配方的基础上，进行了改良，避免了发泡剂失效。