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CN101314672A - 一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料及其制备方法 Download PDF

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柴振中
杨涛
陈晓东
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Abstract

本发明涉及一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料及其制备方法，其特征在于，该复合材料由以下重量百分比组成：PA66树脂、PA6树脂、玻璃纤维、无机矿物、微珠、相容剂、抗氧剂、润滑剂等组成。其制备方法：将各种原料放入高混机中混合；出料；将混合的原料放入螺杆机中挤出造粒即可。同普通的玻纤增强PA和矿物增强PA相比，本方法制备的PA复合材料具有光泽度高，强度好，低气味等优点，不仅可以广泛应用于外饰件，如电动工具外壳，马达外壳等，还可以应用到一些内饰件。

Description

一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料及其制备方法，不仅可以广泛应用于外饰件，如电动工具外壳，马达外壳等，还可以应用到一些内饰件，属于工程塑技术领域。
背景技术
尼龙6和尼龙66以其优良的综合性能被广泛运用于各行业，玻璃纤维和矿物填充改性尼龙具有高强度、高耐热、高抗疲劳、低成形收缩等良好性能，因此被广泛应用于汽车、机械、家电、航空及军用部件等领域，并发展成为当今世界第一大工程塑料。
目前市场上的尼龙改性材料主要是玻纤和矿物填充改性复合材料。玻璃纤维填充改性尼龙虽然具有优异的机械性能以及低的收缩率，但产品外观粗糙，甚至会出现玻纤纹路和浮纤等现象；矿物填充尼龙尽管在外观上优于前者，但是材料的强度和韧性偏低，收缩率也相对偏大。另外尼龙在聚合过程中存在一些单体在加工过程中会散发出较大的气味。随着改性尼龙应用领域的不断扩大，具备高光洁度，低气味、高强度的材料才能满足某些特殊应用的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种的高光泽、低气味、增强尼龙复合材料及其制备方法。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料，其特征在于，它由以下重量百分比的原料制成：
PA66或者PA6树脂       40-75％、
相容剂                1-10％、
玻璃纤维或者无机矿物  5-45％、
硫酸钡                1-5％、
微珠            5-15％、
抗氧剂          0.2-1％
润滑剂          0.2-1％
其它助剂        0.2-1％
所述的PA6树脂的粘度为2.6-5.0；PA66树脂的粘度为2.5-3.0；所述的相容剂为马来酸酐接枝POE(烯辛烯共聚物)、PP(聚丙烯)或者EPDM(三元乙丙橡胶)；所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，无机矿物为硅灰石、碳酸钙，或者是玻璃纤维与无机矿物的混合体；所述的硫酸钡为2500目；微珠为空心玻璃微珠，粒度为10-250微米，壁厚1-2微米，2500目的超细陶瓷微珠或者两者混合物；所述的抗氧剂为168(亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯)酯)和1098(N，N′-1，6-亚己基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺])，重量百分比为1∶1；所述的润滑剂为改性乙撑双脂肪酸酰胺(TAF)，或硅酮粉(MB-4)或两者的混合物；所述的其它助剂为硫化锌。
一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，其方法如下：
第一步.按重量百分比秤取原料；
第二步.将尼龙树脂、相容剂、无机矿物、硫酸钡，微珠、抗氧剂、润滑剂、硫化锌等依次放入高混机中混合5-10分钟；
第三步.出料；
第四步.将混合好的原料放入螺杆机中挤出造粒，在挤出过程中在挤出机玻纤加入口加入玻璃纤维，挤出机螺杆的转速为180～600转/分，PA6复合材料的加工温度为235℃、240℃、245℃、245℃、245℃、245℃、245℃、240℃、240℃；PA66复合材料的加工温度为255℃、260℃、270℃、270℃、270℃、270℃、270℃、270℃、265℃。。
本发明通过添加硫酸钡、微珠、润滑剂等在保持尼龙复合材料优异的机械性能的同时，明显的提高了材料的光洁度；硫化锌、马来酸酐接枝物与润滑剂的相互作用降低了尼龙加工过程中的气味，同时改善了材料的加工性能。
本发明的优点是：
1.在玻璃纤维以及矿物增强尼龙材料中加入微珠，硫酸钡等，使得产品表面平滑、光亮，而且改善了加工性能；
2.在玻璃纤维以及矿物增强尼龙材料中加入硫化锌、马来酸酐接枝物与润滑剂明显的降低了材料在加工过程中散发的气味；
3.采用玻璃纤维和无机矿物共用作为填料，两种填料相互补充，材料表现出优异的综合性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
选用PA66实施例1-6
PA66选用通用级；相容剂选用马来酸酐接枝聚丙烯；玻璃纤维选用无碱长玻纤；无机矿物选用硅灰石；微珠采用空心玻璃微珠和陶瓷微珠(1∶1)；抗氧剂选用168/1098(1∶1)；润滑剂选用TAF/MB-4(1∶1)。
配比(重量％)(表1)
  1-1   1-2   1-3   1-4   1-5   1-6
  PA66   65.8   58.5   48.3   PA66   61   57.5   52.3
  相容剂   3   3   3   相容剂   3   3   3
  玻璃纤维   30   25   35   无机矿物   35   30   35
  硫酸钡   0   2   2   硫酸钡   0   2   2
  微珠   0   10   10   微珠   0   6   6
  168/1098   0.4   0.4   0.4   168/1098   0.4   0.4   0.4
  TAF/MB-4   0.8   0.8   1.0   TAF/MB-4   0.8   0.8   1.0
  硫化锌   0   0.3   0.3   硫化锌   0   0.3   0.3
采用ASTM标准做性能测试。
将所有组分按比例放入高混机中混合8分钟，然后用螺杆挤出机挤出造粒，螺杆转数在200转/分，加工温度255℃、260℃、270℃、270℃、270℃、270℃、270℃、270℃、265℃。
性能对比(表2)
  性能   1-1   1-2   1-3   1-4   1-5   1-6
  冲击强度J/m   80   70   91   70   65   58
  拉伸强度MPa   152   135   161   85   82   80
  弯曲强度MPa   200   191   215   120   121   131
  热变形温度℃   250   250   251   235   232   235
  气味   一般   较小   较小   一般   较小   较小
表面光洁性 表面粗糙   浮纤大有改观，表面光滑，平整   浮纤大有改观，表面光滑，平整 表面光滑   表面更加光滑，平整 表面更加光滑，平整
选用PA6实施例2(1-6)
PA6普通级；相容剂选用马来酸酐接枝聚丙烯；玻璃纤维选用无碱长玻纤；无机矿物选用硅灰石；微珠采用空心玻璃微珠和陶瓷微珠(1∶1)；抗氧剂选用168/1098(1∶1)；润滑剂选用TAF/MB-4(1∶1)。
配比(重量％)(表3)
  2-1   2-2   2-3   2-4   2-5   2-6
  PA6   65.8   58.5   48.3   PA6   61   57.5   52.3
  相容剂   3   3   3   相容剂   3   3   3
  玻璃纤维   30   25   35   无机矿物   35   30   35
  硫酸钡   0   2   2   硫酸钡   0   2   2
  微珠   0   10   10   微珠   0   6   6
  168/1098   0.4   0.4   0.4   168/1098   0.4   0.4   0.4
  TAF/MB-4   0.8   0.8   1.0   TAF/MB-4   0.8   0.8   1.0
  硫化锌   0   0.3   0.3   硫化锌   0   0.3   0.3
将所有组分按比例放入高混机中混合8分钟，然后用螺杆挤出机挤出造粒，螺杆转数在200转/分，加工温度235℃、240℃、245℃、245℃、245℃、245℃、245℃、240℃、240℃
采用ASTM标准做性能测试。
性能对比(表4)
  性能   2-1   2-2   2-3   2-4   2-5   2-6
  冲击强度J/m   101   95   104   85   81   74
  拉伸强度MPa   138   125   145   78   73   70
  弯曲强度MPa   180   172   189   112   117   120
  热变形温度℃   208   206   211   195   197   201
  气味   一般   较小   较小   一般   较小   较小
表面光洁性 表面粗糙   浮纤大有改观，表面平整   浮纤大有改观，表面平整 表面光滑   表面更加光滑，平整 表面更加光滑，平整

Claims (10)

1.一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料，其特征在于，它由以下重量百分比的原料制成：
PA66或者PA6树脂       40-75％、
相容剂                1-10％、
玻璃纤维或者无机矿物  5-45％、
硫酸钡                1-5％、
微珠                  5-15％、
抗氧剂                0.2-1％、
润滑剂                0.2-1％、
其它助剂              0.2-1％。
2.根据权利要求1所述的一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料，其特征在于，所述的PA6树脂的粘度为2.6-5.0；PA66树脂的粘度为2.5-3.0。
3.根据权利要求1所述的一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝POE、聚丙烯PP或者三元乙丙橡胶EPDM。
4.根据权利要求1所述的一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料，其特征在于，所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，无机矿物为硅灰石、碳酸钙，或者玻璃纤维与无机矿物的混合体。
5.根据权利要求1所述的一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料，其特征在于，所述的硫酸钡为2500目。
6.根据权利要求1所述的一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料，其特征在于，所述的微珠为空心玻璃微珠，粒度为10-250微米，壁厚为1-2微米，2500目的超细陶瓷微珠或者两者混合物。
7.根据权利要求1所述的一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为重量百分比为1∶1的168和1098。
8.根据权利要求1所述的一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料，其特征在于，所述的润滑剂为改性乙撑双脂肪酸酰胺TAF，或硅酮粉MB-4或两者的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料，其特征在于，所述的其它助剂为硫化锌。
10.根据权利要求1所述的一种高光泽、低气味、增强尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，其方法如下：
第一步.按重量百分比秤取原料；
第二步.将尼龙树脂、相容剂、无机矿物、微珠、抗氧剂、润滑剂、其它特殊助剂依次放入高混机中混合5-10分钟；
第三步.出料；
第四步.将混合好的原料放入螺杆机中挤出造粒，在挤出过程中在挤出机玻纤加入口加入玻璃纤维，挤出机螺杆的转速为180～600转/分，PA6复合材料的加工温度为235℃、240℃、245℃、245℃、245℃、245℃、245℃、240℃、240℃；PA66复合材料的加工温度为255℃、260℃、270℃、270℃、270℃、270℃、270℃、270℃、265℃。
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