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尼龙复合材料的制作方法

作者: 文章来源:mg娱乐娱城官网 发布于:2019-10-11 9:45:39
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料技术领域,特别是涉及一种尼龙复合材料。

【背景技术】
[0002] 尼龙(Nylon),学名聚酰胺(Polyamide),简称为PA,是指高分子链上具有酰胺基 (一NHC0-)重复结构单元的热塑性树脂的总称。聚酰胺虽然种类较多,但主要由两种方法 制得,一种是由二元羧酸与二元胺发生官能团间的缩聚反应制备;另一种是用己内酰胺或 ω-氨基己酸开环聚合得到。随着社会的发展,工程塑料已经广泛应用于汽车制造、电子电 气、航空航天等行业,但工程塑料面临的使用环境也会越来越苛刻,比如高温、高电压、高 湿、高负荷、化学试剂等,对工程塑料的性能要求也越高,常常需要在高温条件下保持其力 学性能,提高阻燃性能或电性能等。近年来,尼龙的主要改性方法可分为共聚改性、共混改 性以及填充改性。但是目前采用的改性方法针对性很强,某些性能不能兼顾。玻璃纤维价格 低廉,强度和杨氏模量较尼龙树脂大10倍,吸水率非常低,耐热和耐化学药品性能和机械性 能出色,是一种理想的工程用增强材料,但是当玻纤含量超过40%后,其增强效果变得不明 显,反而延张性下降,而且表面出现浮纤、光泽度下降等。同时,玻璃纤维含量添加越高,对 设备的损耗越大,造成较高的隐形成本。

【发明内容】
[0003] 基于此,有必要针对上述问题,提供一种尼龙复合材料,其不仅具有较好的表面性 能,同时具有较好的机械性能。
[0004] -种尼龙复合材料,包括如下重量百分比的各组分: 尼龙树脂 24.4~57.4%;
[0005] 短切玻璃纤维 35~60%; 改性纳米勃姆石 5~15%; 相容剂 2~5%:;
[0006] 润滑剂 0.1-1%; 抗氧剂 0.1~1%。
[0007] 在其中一个实施例中,所述改性纳米勃姆石为采用纳米勃姆石经油酸改性后,表 面与甲基丙烯酸甲酯接枝得到的。
[0008] 在其中一个实施例中,所述改性纳米勃姆石的粒径为40~100nm。
[0009] 在其中一个实施例中,包括如下重量百分比的各组分: 尼龙树脂 35.4-46.4%; 短切玻璃纤维 40~5 5%; 改性纳米勃姆石 10~15%;
[0010] 相容剂 2~4%; 润滑剂 0.1-1%; 抗氧剂 0.1~丨%。
[0011]在其中一个实施例中,包括如下重量百分比的各组分: 尼龙树脂 46.4%; 短切玻璃纤维 40%; 改性纳米勃姆石 m%.;
[0012] 相容剂 3%; 润滑剂 0.3%; 抗氧剂 0.3% "
[0013] 在其中一个实施例中,所述尼龙树脂为尼龙6、尼龙46或高温尼龙中的至少一种。
[0014] 在其中一个实施例中,所述相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝苯乙烯-乙烯-丁 烯-苯乙烯嵌段共聚物。
[0015] 在其中一个实施例中,所述的短切玻璃纤维的平均长度为1~10mm,平均直径为7 ~18μπι〇
[0016] 在其中一个实施例中,所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硅酮粉或季戊四醇硬脂酸 酯中的至少一种。
[0017]在其中一个实施例中,所述抗氧化剂为受阻酚类或含磷抗氧剂的至少一种。
[0018] 上述尼龙复合材料,基于玻璃纤维mg娱乐娱城官网复合材料具有高强度的特点,通过改 性纳米勃姆石与玻纤协同增强,不仅保持了玻璃纤维mg娱乐娱城官网复合材料的优点,进一步提 高材料的强度和韧性,克服了高玻璃纤维含量导致的材料尺寸稳定性差、表面缺陷的缺点, 且对材料颜色影响较小,机械性能优异、流动性较好,可应用于需求高强度的机械、汽车零 件制造。
[0019] 此外,上述尼龙复合材料,由于添加改性纳米勃姆石,可以对设备起到润滑作用, 减少玻璃纤维对设备的磨损,降低损耗成本。

【具体实施方式】
[0020] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面对本发明的具体实 施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是 本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发 明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0021] -种尼龙复合材料,包括如下重量百分比的各组分:尼龙树脂:24.4~57.4%;短 切玻璃纤维:35~60 % ;改性纳米勃姆石:5~15 % ;相容剂2~5 % ;润滑剂0.1~1 % ;抗氧剂 0.1 ~1%〇
[0022] 进一步地,一种尼龙复合材料,包括如下重量百分比的各组分:尼龙树脂:35.4~ 46.4% ;短切玻璃纤维:40~55% ;改性纳米勃姆石:10~15 % ;相容剂:2~4% ;润滑剂:0.1 ~1 % ;抗氧剂:〇. 1~1 %。
[0023] 具体地,所述尼龙树脂为尼龙6、尼龙66、尼龙46或高温尼龙的至少一种。
[0024] 具体地,所述改性纳米勃姆石采用纳米勃姆石经油酸改性后,表面与甲基丙烯酸 甲酯接枝得到。所述改性纳米勃姆石具有疏水性,且所述改性纳米勃姆石的粒径为40~ 100nm。例如,所述改性纳米勃姆石的粒径为50~60nm。
[0025] 具体地,所述短切玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维,所述短切玻璃纤维的平均长度 为1~10mm,平均直径为7~18μπι。例如,所述短切玻璃纤维的平均长度为5~8mm,平均直径 为10~16μπι。又如,所述短切玻璃纤维的平均长度为6mm,平均直径为14μπι;这样,具有材料 尺寸稳定性较好的效果。
[0026]具体地,所述相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌 段共聚物,即SEBS-g-GMA。
[0027] 具体地,所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一 种。
[0028] 具体地,所述抗氧化剂为受阻酚类或含磷抗氧剂的至少一种。例如抗氧剂由N,N'_ 双-(3-(3,5_二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺与双(2,4_二枯基苯基)季戊四醇二亚 磷酸酯按重量比为1:1混合得到。
[0029] 在本发明一实施例中,玻纤mg娱乐娱城官网复合材料包括如下重量百分比的各组分:尼 龙6:46.4 % ;短切玻璃纤维:40 % ;改性纳米勃姆石:5 % ;相容剂:2 % ;润滑剂:0.3 % ;抗氧 剂:0.3%〇
[0030] 本发明一实施例中还提供一种尼龙复合材料的制备方法,包括如下步骤:
[0031] S110、按上述重量百分比称取原料并进行干燥,其中,尼龙树脂的干燥条件为80~ 100°C条件下干燥4~8h;
[0032] S120、将干燥后的尼龙树脂、改性纳米勃姆石、相容剂、润滑剂及抗氧剂均匀混和 后加入双螺杆挤出机的料斗内,并在双螺杆挤出机的侧向喂料口处添加短切玻璃纤维后挤 出;
[0033]例如,将干燥后的尼龙树脂、改性纳米勃姆石、相容剂、润滑剂及抗氧剂加入高速 混合机中混合15~20m i η,使原料混合均勾后加入双螺杆挤出机。
[0034] 具体地,双螺杆挤出机工艺条件设置为:一区温度为200~220°C,二区温度为220 ~240°C,三区温度为220~240°C,四区温度为220~250°C,五区温度为220~250°C,六区温 度为220~240°C,七区温度为220~240°C,八区温度为220~240°C,九区温度为220~250 °C,主机转速为240~400rpm,产量为200kg/h。
[0035] S130、挤出后冷却、干燥、切粒,得到尼龙复合材料。
[0036]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。
[0037]在实施例及对比例复合材料配方中,尼龙6牌号为PA6-YH400,岳阳石化生产。所述 玻璃纤维牌号为988A,巨石集团生产。所述润滑剂为PETS,美国Lonza公司生产。所述抗氧剂 为1098和S9228按1:1混合。其中抗氧剂1098牌号为IRGAN0X 1098,化学名称为N,N'_双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺,抗氧剂1098牌号为Doverpho S-9228,化学名 称为双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,美国Dover公司生产。
[0038]制备方法:
[0039]将尼龙6在100°C条件干燥6h,将干燥后的尼龙6、改性纳米勃姆石、相容剂、润滑 剂、抗氧剂在高速混合机中搅拌3分钟后加入双螺杆挤出机料斗,并在双螺杆挤出机的侧向 喂料口处添加短切玻璃纤维。双螺杆挤出机工艺条件设置为:一区温度为200~220°C,二区 温度为220~240°C,三区温度为220~240°C,四区温度为220~250°C,五区温度为220~250 °C,六区温度为220~240°C,七区温度为220~240°C,八区温度为220~240°C,九区温度为 220~250°C,主机转速为240~400rpm,产量为200kg/h。挤出后冷却、干燥、切粒,得到尼龙 复合材料。
[0040] 性能检测方法:
[0041] 拉伸强度按ASTM-D638标准来进行拉伸强度的检测,试样类型为I型,样条尺寸 (_):(165±2)\(12.70±0.2)\(3.20±0.2),拉伸速度为50_/11^11。
[0042] 弯曲强度和弯曲模量按ASTM-D790标准进行检验,试样尺寸(mm): (127 ± 2) X (12·7±0·2) \(3.2


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