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CN105419319A - 一种高抗uv玻纤增强尼龙6材料及其制备方法 - Google Patents

一种高抗uv玻纤增强尼龙6材料及其制备方法 Download PDF

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周英辉
罗忠富
丁正亚
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Abstract

本发明公开了一种高抗UV玻纤增强尼龙6材料，包括以下组分及其重量百分比含量：尼龙6树脂28-89.2％，长链尼龙5-15％，玻璃纤维5-50％，炭黑母粒0.5-2％，流动改性剂0.1-1％，抗氧剂0.1-2％，光稳定剂0.1-2％，上述组分的重量百分比之和为100％；本发明还提供了一种高抗UV玻纤增强尼龙6材料的制备方法。本发明的优势在于：通过本发明配方所制备得到的尼龙6材料具有优异外观，同时，还具有良好的抗UV性能。

Description

一种高抗UV玻纤增强尼龙6材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种高抗UV玻纤增强尼龙6材料及其制备方法。
背景技术
聚酰胺(PA)作为目前综合性能最优异的五大工程塑料之一，具有优异的机械强度、长期耐热性、抗冲击性能、耐疲劳性能，其玻纤增强材料被广泛应用于汽车内外饰结构件当中，但是由于酰胺基团耐紫外线性能较弱，当其玻纤增强材料在应用于汽车内外饰件时也存在树脂易变色、开裂以及老化后玻纤外漏等问题。
公开号为CN104559152A的专利中提出了使用超支化聚酯改善玻纤增强尼龙的流动性，但是专利没有提及对材料浮纤及耐候性能的影响。
公开号为CN1408770的专利中提出了一种使用高低分子量复配的受阻胺光稳定剂改善不同结构尼龙材料的耐候性能，但是专利没有提及对玻纤增强材料的受光照后的浮纤解决方案。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种高抗UV玻纤增强尼龙6材料，该材料具有优异外观，同时，还具有良好的抗UV性能。
本发明的另一个目的还在于提供了一种高抗UV玻纤增强尼龙6材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案实施如下：
本发明的一种高抗UV玻纤增强尼龙6材料，包括以下组分及其重量百分比含量：
上述述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其特征在于，所述尼龙6树脂的相对粘度为1.5-3.5，相对粘度采用乌氏粘度计进行测量。
上述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其中，所述的长链尼龙为尼龙610，尼龙612，尼龙1010，尼龙11或尼龙1212。
上述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其中，所述玻璃纤维由含有环氧基团或氨基官能团的硅烷偶联剂进行表面处理。
上述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其中，所述炭黑母粒以聚乙烯为载体。
上述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其中，所述的流动改性剂为长链饱和多烷基酸、长链饱和多烷基酸的盐类化合物以及超支化聚合物中的至少一种。
上述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其中，所述长链饱和多烷基酸为十二烷基酸，所述长链饱和多烷基酸的盐类化合物为十二烷基酸的盐类化合物，所述超支化聚合物为超支化聚酯和超支化聚酰胺酯中的至少一种。
上述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其中，所述抗氧化剂为铜离子卤化物、酚类抗氧化剂、硫醚类抗氧化剂和亚磷酸酯类抗氧化剂中的至少一种。
优选的，所述铜离子卤化物为碘化亚铜、溴化亚铜、碘化钾和溴化钾中的至少一种。
上述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其中，所述光稳定剂为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类和受阻胺类光稳定剂中的至少一种。
本发明还提供了一种高抗UV玻纤增强尼龙6材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤1：按照以下组分及其重量百分含量准备原材料：尼龙6树脂28-89.2％，长链尼龙5-15％，玻璃纤维5-50％，炭黑母粒0.5-2％，流动改性剂0.1-1％，抗氧剂0.1-2％，光稳定剂0.1-2％；其中，玻璃纤维由含有环氧基团或氨基官能团的硅烷偶联剂进行表面处理；
步骤2：将尼龙6树脂在120℃条件下烘干，烘干时间为4h；
步骤3：将长链尼龙、炭黑母粒、流动改性剂、抗氧剂、光稳定剂和烘干后的尼龙6树脂放入高速混合机中混合，混合温度为25℃，混合时间为10min，混合速度为300-1000转每分钟；
步骤4：将步骤3中混合好的原料加入双螺杆挤出机中，再将玻璃纤维从侧喂料口加入，在210℃-280℃的温度下熔融挤出造粒、拉条、切粒，最终获得本发明的产品。
本发明的有益效果如下：
本发明的配方中加入了长链尼龙，增加了树脂对玻纤的包裹作用，材料表面的长链尼龙也可以提高抗UV性能，现有技术中一般仅加入光稳定剂来提高尼龙6材料的抗UV能力，所以本发明的抗UV能力比现有技术高。同时，本发明的配方中还加入了流动改性剂，通过提高材料的流动性，增加树脂对玻纤的包裹，有利于材料在光老化后的外观保持。
具体实施方式
下面将结合对比例1-3和实施例1-4，对本发明作进一步说明。
下述对比例和实施例中所用到的原材料及其生产厂家见下表：
原材料 厂家
尼龙6树脂 Kuibyshevazot
尼龙1212 山东东辰工程塑料有限公司
尼龙612 山东东辰工程塑料有限公司
炭黑母粒 卡博特化工有限公司
短切玻纤 巨石集团有限公司
长链饱和烷基酸 东莞市三合化工有限公司
超支化聚合物 Perstorp
抗氧剂1098 汽巴公司
光稳定剂 BASF
对比例1
取烘干后的尼龙668.2kg，炭黑母粒1kg，抗氧剂0.3kg，光稳定剂0.5kg，在高速混合器中将上述组份一起混合均匀，投入双螺杆挤出机的主喂料器，30kg短切玻纤由侧喂加入，经双螺杆挤出后造粒。控制双螺杆挤出机各区域的温度为：一区温度230℃，二区温度250℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度250℃，六区温度240℃，七区温度240℃，八区温度240℃，九区温度240℃；双螺杆挤出机的主机转速300转/分钟。
对比例2
取烘干后的尼龙653kg，炭黑母粒1kg，长链饱和烷基酸0.2kg，超支化聚合物1kg，抗氧剂0.3kg，光稳定剂0.5kg，在高速混合器中将上述组份一起混合均匀，投入双螺杆挤出机的主喂料器，30kg短切玻纤由侧喂加入，经双螺杆挤出后造粒。控制双螺杆挤出机各区域的温度为：一区温度230℃，二区温度250℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度250℃，六区温度240℃，七区温度240℃，八区温度240℃，九区温度240℃；双螺杆挤出机的主机转速300转/分钟。
对比例3
取烘干后的尼龙667.5kg，炭黑母粒1kg，长链饱和烷基酸0.7kg，抗氧剂0.3kg，光稳定剂0.5kg，在高速混合器中将上述组份一起混合均匀，投入双螺杆挤出机的主喂料器，30kg短切玻纤由侧喂加入，经双螺杆挤出后造粒。控制双螺杆挤出机各区域的温度为：一区温度230℃，二区温度250℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度250℃，六区温度240℃，七区温度240℃，八区温度240℃，九区温度240℃；双螺杆挤出机的主机转速300转/分钟。
实施例1
取尼龙662.7kg在120℃的条件下烘干4h，将尼龙12125kg,炭黑母粒1kg，长链饱和烷基酸0.5kg，抗氧剂0.3kg，光稳定剂0.5kg，烘干后的尼龙662.7kg在高速混合器中混合均匀，混合时间为10min，混合速度为300-1000转每分钟；随后将混合后的原材料投入双螺杆挤出机的主喂料器，再将30kg短切玻纤由侧喂加入，经双螺杆挤出后造粒。控制双螺杆挤出机各区域的温度为：一区温度230℃，二区温度250℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度250℃，六区温度240℃，七区温度240℃，八区温度240℃，九区温度240℃；双螺杆挤出机的主机转速300转/分钟。
实施例2
取尼龙657.8kg在120℃的条件下烘干4h，将尼龙121210kg,炭黑母粒1kg，长链饱和烷基酸0.4kg，抗氧剂0.3kg，光稳定剂0.5kg，烘干后的尼龙657.8kg在高速混合器中混合均匀，混合时间为10min，混合速度为300-1000转每分钟；随后将混合后的原材料投入双螺杆挤出机的主喂料器，再将30kg短切玻纤由侧喂加入，经双螺杆挤出后造粒。控制双螺杆挤出机各区域的温度为：一区温度230℃，二区温度250℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度250℃，六区温度240℃，七区温度240℃，八区温度240℃，九区温度240℃；双螺杆挤出机的主机转速300转/分钟。
实施例3
取尼龙653kg在120℃的条件下烘干4h，将尼龙121215kg,炭黑母粒1kg，超支化聚合物0.2kg，抗氧剂0.3kg，光稳定剂0.5kg，烘干后的尼龙653kg在高速混合器中混合均匀，混合时间为10min，混合速度为300-1000转每分钟；随后将混合后的原材料投入双螺杆挤出机的主喂料器，再将30kg短切玻纤由侧喂加入，经双螺杆挤出后造粒。控制双螺杆挤出机各区域的温度为：一区温度230℃，二区温度250℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度250℃，六区温度240℃，七区温度240℃，八区温度240℃，九区温度240℃；双螺杆挤出机的主机转速300转/分钟。
实施例4
取尼龙662.9kg在120℃的条件下烘干4h，将尼龙6125kg,炭黑母粒1kg，超支化聚合物0.3kg，抗氧剂0.3kg，光稳定剂0.5kg，烘干后的尼龙653kg在高速混合器中混合均匀，混合时间为10min，混合速度为300-1000转每分钟；随后将混合后的原材料投入双螺杆挤出机的主喂料器，再将30kg短切玻纤由侧喂加入，经双螺杆挤出后造粒。控制双螺杆挤出机各区域的温度为：一区温度230℃，二区温度250℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度250℃，六区温度240℃，七区温度240℃，八区温度240℃，九区温度240℃；双螺杆挤出机的主机转速300转/分钟。
将对比例1-3和实施例1-4所获得的产品进行方板评估和灰卡等级评估，具体的性能测试方法和标准为：
表面浮纤使用方板评估，将样板放入D65光源箱下观察，将纤等级分为5个等级：
等级1：表面无浮纤；
等级2：表面有轻微浮纤；
等级3：表面有可见浮纤；
等级4：表面浮纤较多；
等级5：表面有严重浮纤。
抗UV性能使用灰卡等级评估，将样板放入氙灯老化箱按照SAEJ1960标准老化1000h。
性能测试的结果如下表所示：
对比例1 对比例2 对比例3 实施例1 实施例3 实施例5 实施例6
表面浮纤 5 2 4 4 2 3 1
灰卡 3 3.5 3.5 3 4 3.5 4.5
通过上述测试可知，本发明的配方中加入了长链尼龙，增加了树脂对玻纤的包裹作用，材料表面的长链尼龙也可以提高抗UV性能，现有技术中一般仅加入光稳定剂来提高尼龙6材料的抗UV能力，所以本发明的抗UV能力比现有技术高。同时，本发明的配方中还加入了流动改性剂，通过提高材料的流动性，增加树脂对玻纤的包裹，有利于材料在光老化后的外观保持。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其特征在于，包括以下组分及其重量百分比含量：
上述组分的重量百分比之和为100％。
2.如权利要求1所述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其特征在于，所述尼龙6树脂的相对粘度为1.5-3.5。
3.如权利要求1所述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其特征在于，所述的长链尼龙为尼龙610，尼龙612，尼龙1010，尼龙11或尼龙1212。
4.如权利要求1所述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其特征在于，所述玻璃纤维由含有环氧基团或氨基官能团的硅烷偶联剂进行表面处理。
5.如权利要求1所述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其特征在于，所述炭黑母粒以聚乙烯为载体。
6.如权利要求1所述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其特征在于，所述的流动改性剂为长链饱和多烷基酸、长链饱和多烷基酸的盐类化合物以及超支化聚合物中的至少一种。
7.如权利要求6所述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其特征在于，所述长链饱和多烷基酸为十二烷基酸，所述长链饱和多烷基酸的盐类化合物为十二烷基酸的盐类化合物，所述超支化聚合物为超支化聚酯和超支化聚酰胺酯中的至少一种。
8.如权利要求1所述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其特征在于，所述抗氧化剂为铜离子卤化物、酚类抗氧化剂、硫醚类抗氧化剂和亚磷酸酯类抗氧化剂中的至少一种。
9.如权利要求1所述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料，其特征在于，所述光稳定剂为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类和受阻胺类光稳定剂中的至少一种。
10.一种如权利要求1所述的高抗UV玻纤增强尼龙6材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
步骤1：按照以下组分及其重量百分含量准备原材料：尼龙6树脂28-89.2％，长链尼龙5-15％，玻璃纤维5-50％，炭黑母粒0.5-2％，流动改性剂0.1-1％，抗氧剂0.1-2％，光稳定剂0.1-2％；其中，玻璃纤维由含有环氧基团或氨基官能团的硅烷偶联剂进行表面处理；
步骤2：将尼龙6树脂在120℃条件下烘干，烘干时间为4h；
步骤3：将长链尼龙、炭黑母粒、流动改性剂、抗氧剂、光稳定剂和烘干后的尼龙6树脂放入高速混合机中混合，混合温度为25℃，混合时间为10min，混合速度为300-1000转每分钟；
步骤4：将步骤3中混合好的原料加入双螺杆挤出机中，再将玻璃纤维从侧喂料口加入，在210℃-280℃的温度下熔融挤出造粒、拉条、切粒，最终获得本发明的产品。
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