CN102286201A - 一种高强度尼龙复合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度尼龙复合物，由质量百分比为43.1%～74.4%的尼龙6或尼龙66、质量百分比为20%～50%的无碱长玻璃纤维、质量百分比为5%的镁盐晶须、质量百分比为0.2%～1%尼龙扩链剂、质量百分比为0.1%～0.3%的抗氧剂和质量百分比为0.3%～0.6%的润滑剂组成。本发明的高强度尼龙复合物在主要材料为尼龙6或尼龙66、无碱长玻璃纤维的基础上添加配方材料：镁盐晶须、尼龙扩链剂、抗氧剂和润滑剂，能有大大增加尼龙复合物的物理和机械性能。本发明的高强度尼龙复合物的优点在于：力学性能成倍增加、耐热性能显著提高、成型收缩率降低、吸水率降低、耐蠕变性能和耐疲劳强度显著提高。

Description

一种高强度尼龙复合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高强度尼龙复合物及其制备方法，尤其涉及一种将玻璃纤维加入尼龙（聚酰胺）基体中，用共混挤出方法制得的高强度尼龙复合物。

背景技术

尼龙（聚酰胺）具有优良的力学性能，物理、机械性能，电性能，耐磨耐化学药品等优点，如拉伸强度高，抗冲击性能好，耐化学药品和耐油性突出，是五大通用工程塑料中应用最广的品种。现有市面上出现许多添加玻璃纤维的改性尼龙，以增强尼龙制品存在的易翘曲、流动性较差等缺点，但容易导致其注射制品尺寸不稳定易变形，对制品后组装产生不良影响，严重影响其使用性能。在配方方面，由于单纯只选用玻璃纤维来增强尼龙的特性，也易造成尼龙易翘曲、流动性差等现象，即使添加矿物来改善翘曲及流动性，但对于力学性能也会造成很大的负面影响。而在生产工艺方面，现主要采用体积式喂料同时喂尼龙、矿粉以及其他添加剂，侧喂料用长玻纤，此种生产工艺经常使产品质量不稳定。另外，尼龙还存在着较突出的缺点，如吸水率大，导致尺寸稳定性差等，尼龙作为工程塑料使用，力学性能还需要进一步的提高，以便得到具有更高强度和热变形温度的聚酰胺材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种能成倍地提高力学性能、耐热性能显著提高、成型收缩率降低、吸水率降低、耐耐蠕变性能和耐疲劳强度显著提高的高强度尼龙复合物。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高强度尼龙复合物，其中前述的尼龙复合物由质量百分比为43.1%～74.4%的尼龙6或尼龙66、质量百分比为20%～50%的无碱长玻璃纤维、质量百分比为5%的镁盐晶须、质量百分比为0.2%～1%尼龙扩链剂、质量百分比为0.1%～0.3%的抗氧剂和质量百分比为0.3%～0.6%的润滑剂组成。本发明的高强度尼龙复合物在主要材料为尼龙6或尼龙66、无碱长玻璃纤维的基础上添加配方材料：镁盐晶须、尼龙扩链剂、抗氧剂和润滑剂，能有大大增加尼龙复合物的物理和机械性能。其中，在传统增强材料配方的基础上添加的镁盐晶须产品呈单须纤维结构，直径在纳米尺寸范围内，镁盐晶须具有很高的物理机械性能，加入后能增强尼龙复合物材料的强度；而且镁盐晶须易分散，与树脂的相容性好，制得的尼龙产品表面抗划伤能力强、尺寸稳定不易翘曲变形，并能提高尼龙产品的抗老化性能。另外，加入的尼龙扩链剂通过在加工过程中与尼龙端基进行化学反应，使尼龙6或尼龙66的分子量可以被永久增大，改善尼龙组合物的冲击强度，同时增加无碱长玻璃纤维对增强尼龙组合物的断裂伸长率。尼龙6或尼龙66容易发生热氧降解反应，加入抗氧剂可以保持尼龙6或尼龙66的优良性能，延长尼龙复合物的使用寿命。润滑剂具有良好的润滑、分散作用。

作为对前述技术方案的进一步设计：前述的尼龙扩链剂为二胺类扩链剂或多元醇类扩链剂，二胺类扩连剂可为二氨基二胺甲烷（MDA）；所述的抗氧剂为酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸脂类抗氧剂和硫脂类抗氧剂中的一种或一种以上；所述的润滑剂为硅酮粉或硬脂酸钙。

另外，本发明还涉及高强度尼龙复合物的制备方法，其制备步骤为：

①把尼龙6或尼龙66放入除湿干燥机内，在110℃的温度内干燥除湿8小时；

②把经过干燥除湿后的尼龙6或尼龙66与镁盐晶须、尼龙扩链剂、抗氧剂、润滑剂一起放入高速混料机内充分混合2分钟后备用；

③把上述②中的混合物放入双螺杆挤出机内，同时在双螺杆挤出的玻璃纤维口处加入无碱长玻璃纤维，令无碱长玻璃纤维与混合物充分混合，然后通过双螺杆挤出机挤出尼龙复合物；

④尼龙复合物通过冷却水槽水冷成型后拉条，然后通过切粒机切料形成尼龙复合物颗粒，完成尼龙复合物的制备。

作为对前述制备方法描述的进一步设计：前述的双螺杆挤出机的加工工艺条件如下：

温度为第一节螺筒250℃，第二节螺筒250℃，第三节螺筒250℃，第四节螺筒240℃，第五节螺筒240℃，第六节螺筒240℃，第七节螺筒230℃，第八节螺筒230℃，第九节螺筒230℃；

前述的双螺杆挤出机的螺杆转速为450～500转/min。

综上所述，本发明的高强度尼龙复合物与现有技术的尼龙材料相比，具有优点如下：尼龙（聚酰胺）用无碱长玻璃纤维和其他配方混合后，形成的尼龙复合物的性能有突出变化主要表现在：力学性能成倍增加、耐热性能显著提高、成型收缩率降低、吸水率降低、耐蠕变性能和耐疲劳强度显著提高 。同时，利用高强度尼龙复合物的制备方法所制成的产品可使用于高强度的汽车、电子等要求高耐磨、高耐热、高性能要求的工程塑料上，也可在其他使用领域上具有非常广阔的使用范围。

具体实施方式

本发明实施例1所描述的一种高强度尼龙复合物，尼龙复合物由质量百分比为43.1%的尼龙6、质量百分比为50%的无碱长玻璃纤维、质量百分比为5%的镁盐晶须、质量百分比为1%尼龙扩链剂、质量百分比为0.3%的抗氧剂和质量百分比为0.6%的润滑剂组成。本实施例的高强度尼龙复合物在主要材料为尼龙6、无碱长玻璃纤维的基础上添加配方材料：镁盐晶须、尼龙扩链剂、抗氧剂和润滑剂，能大大增加尼龙复合物的物理和机械性能。其中，在传统增强材料配方的基础上添加的镁盐晶须产品呈单须纤维结构，直径在纳米尺寸范围内，镁盐晶须具有很高的物理机械性能，加入后使能增强尼龙复合物材料的强度；而且镁盐晶须易分散，与树脂的相容性好，制得的尼龙产品表面抗划伤能力强、尺寸稳定不易翘曲变形，并能提高尼龙产品的抗老化性能。另外，加入的尼龙扩链剂通过在加工过程中与尼龙端基进行化学反应，使尼龙6的分子量可以被永久增大，改善尼龙组合物的冲击强度，同时增加无碱长玻璃纤维对增强尼龙组合物的断裂伸长率。尼龙6容易发生热氧降解反应，加入抗氧剂可以保持尼龙6的优良性能，延长尼龙复合物的使用寿命。润滑剂具有良好的润滑、分散作用。

前述的尼龙扩链剂为二胺类扩链剂，该尼龙扩链剂为二氨基二胺甲烷（MDA）。抗氧剂为空间受阻酚抗氧剂和膦酸盐的增效混合物；润滑剂为硅酮粉。

另外，本实施例还涉及高强度尼龙复合物的制备方法，其制备步骤为：

①把尼龙6或尼龙66放入除湿干燥机内，在110℃的温度内干燥除湿8小时；

②把经过干燥除湿后的尼龙6或尼龙66与镁盐晶须、尼龙扩链剂、抗氧剂、润滑剂一起放入高速混料机内充分混合2分钟后备用；

③把上述②中的混合物放入双螺杆挤出机内，同时在双螺杆挤出的玻璃纤维口处加入无碱长玻璃纤维，令无碱长玻璃纤维与混合物充分混合，然后通过双螺杆挤出机挤出尼龙复合物；

④尼龙复合物通过冷却水槽水冷成型后拉条，然后通过切粒机切料形成尼龙复合物颗粒，完成尼龙复合物的制备。

前述的双螺杆挤出机的加工工艺条件如下：

温度为第一节螺筒250℃，第二节螺筒250℃，第三节螺筒250℃，第四节螺筒240℃，第五节螺筒240℃，第六节螺筒240℃，第七节螺筒230℃，第八节螺筒230℃，第九节螺筒230℃；

前述的双螺杆挤出机的螺杆转速为450～500转/min。

实施例2

本实施例2是在实施例1的基础上进行改变，其具体如下：

保留实施例1中的高强度尼龙复合物的制备方法，主要是对高强度尼龙复合物的组分配方作出改变，即高强度尼龙复合物由质量百分比为74.4%的尼龙66、质量百分比为20%的无碱长玻璃纤维、质量百分比为5%的镁盐晶须、质量百分比为0.2%尼龙扩链剂、质量百分比为0.1%的抗氧剂和质量百分比为0.3%的润滑剂组成。其中镁盐晶须产品呈单须纤维结构，直径在纳米尺寸范围内，镁盐晶须具有很高的物理机械性能，加入后使能增强尼龙复合物材料的强度。尼龙扩链剂采用羰基双己内酰胺（CBC）；抗氧剂为双（2.4-二叔丁基苯基）季戊四醇双二亚磷酸酯；润滑剂为硬脂酸钙。

实施例3

本实施例3同样是在实施例1的基础上进行改变，其具体如下：

保留实施例1中的高强度尼龙复合物的制备方法，主要是对高强度尼龙复合物的组分配方作出改变，即高强度尼龙复合物由质量百分比为48.8%的尼龙6、质量百分比为45%的无碱长玻璃纤维、质量百分比为5%的镁盐晶须、质量百分比为0.5%尼龙扩链剂、质量百分比为0.2%的抗氧剂和质量百分比为0.5%的润滑剂组成。其中镁盐晶须产品呈单须纤维结构，直径在纳米尺寸范围内，镁盐晶须具有很高的物理机械性能，加入后使能增强尼龙复合物材料的强度。尼龙扩链剂采用苯基双恶唑啉（PBO)；抗氧剂为磷酸氢二钠；润滑剂为硬脂酸钙。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术内容作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (4)

1. 一种高强度尼龙复合物，其特征在于：所述的尼龙复合物由质量百分比为43.1%～74.4%的尼龙6或尼龙66、质量百分比为20%～50%的无碱长玻璃纤维、质量百分比为5%的镁盐晶须、质量百分比为0.2%～1%尼龙扩链剂、质量百分比为0.1%～0.3%的抗氧剂和质量百分比为0.3%～0.6%的润滑剂组成。

2.根据权利要求1所述的高强度尼龙复合物，其特征在于：所述的尼龙扩链剂为二胺类扩链剂或多元醇类扩链剂，二胺类扩连剂可为二氨基二胺甲烷（MDA）；所述的抗氧剂为酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸脂类抗氧剂和硫脂类抗氧剂中的一种或一种以上；所述的润滑剂为硅酮粉或硬脂酸钙。

3.一种根据权利要求1所述高强度尼龙复合物的制备方法，其特征在于：所述的制备步骤为：

①把尼龙6或尼龙66放入除湿干燥机内，在110℃的温度内干燥除湿8小时；

②把经过干燥除湿后的尼龙6或尼龙66与镁盐晶须、尼龙扩链剂、抗氧剂、润滑剂一起放入高速混料机内充分混合2分钟后备用；

③把上述②中的混合物放入双螺杆挤出机内，同时在双螺杆挤出的玻璃纤维口处加入无碱长玻璃纤维，令无碱长玻璃纤维与混合物充分混合，然后通过双螺杆挤出机挤出尼龙复合物；

④尼龙复合物通过冷却水槽水冷成型后拉条，然后通过切粒机切料形成尼龙复合物颗粒，完成尼龙复合物的制备。

4.根据权利要求3所述的高强度尼龙复合物的制备方法，其特征在于：所述的双螺杆挤出机的加工工艺条件如下：

温度为第一节螺筒250℃，第二节螺筒250℃，第三节螺筒250℃，第四节螺筒240℃，第五节螺筒240℃，第六节螺筒240℃，第七节螺筒230℃，第八节螺筒230℃，第九节螺筒230℃；

所述的双螺杆挤出机的螺杆转速为450～500转/min。