專利名稱：一種增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高性能低成本的增強(qiáng)聚己二酰丁 二胺材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
荷蘭皇家企業(yè)DSM(帝斯曼)工程塑料公司在世界上最早成功的確定了工業(yè)上生 產(chǎn)聚己二酰丁二胺(PA46)的方法，生產(chǎn)的該商品名稱為Stanyl，它具有剛性大、耐熱性高、 強(qiáng)度高、電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。PA46是由二氨基丁烷和己二醇縮聚而成的脂肪族酰胺，雖然 有尼龍66相似的分子結(jié)構(gòu)，但PA46的每個給定長度的鏈上的酰胺組數(shù)更多，鏈結(jié)構(gòu)更對 稱；而高度對稱的鏈結(jié)構(gòu)致使其結(jié)晶度高(約為70% )，而且結(jié)晶速度快，因而熔點(diǎn)更高 (295°C)，熱變形溫度也高，而長期使用溫度(CUT 5000hours)可達(dá)163°C。這些特性使PA46 比其他工程塑料如PA6、PA66、PPA和聚酯在耐熱、高溫下的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨等方面具有技術(shù) 優(yōu)勢，并且成型周期短，加工更經(jīng)濟(jì)。目前，國內(nèi)對PA46的改性技術(shù)還比較局限，起步也較晚，還存在很多不完善的地 方，基本上找不到一種較為可行并操作簡單的改性技術(shù)。PA46本身由于其分子結(jié)構(gòu)，使其有 較高的耐溫等級，且分子量較高，但是由于其耐高溫，所以流動性較差，造成加工較為困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料及其制備方法，該聚己二酰丁二胺材 料流動性好、加工成型好。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料，按重量份數(shù)由以下組分組成聚己二酰丁二胺 30 50聚酰胺8 20主阻燃劑10 15輔阻燃劑3 5填充增強(qiáng)劑30 45抗氧劑0.4 1.2潤滑劑0.4 1.6成核劑0.3 0.6。上述所述的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料的制備方法，其包括步驟步驟一、按權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)稱取各種原料，并對稱取的各種原料進(jìn)行 干燥處理，其中將所述聚己二酰丁二胺在Iio 130°C干燥2. 5 3. 5h，將所述聚酰胺在在 90 100°C干燥 3. 5 4. 5h ；步驟二、將步驟一干燥后的聚己二酰丁二胺、聚酰胺、主阻燃劑、副阻燃劑、潤滑 齊U、抗氧劑和成核劑投入到高速混合機(jī)中進(jìn)行混合；并將混合后的物料放入到干燥箱中在90 100°C干燥2 3h ；步驟三、將步驟二混合干燥后的物料投入到雙螺桿擠出機(jī)中，加入步驟一干燥后 的填充增強(qiáng)劑進(jìn)行增強(qiáng)填充，擠出造粒；其中物料在雙螺桿擠出機(jī)中停留時間為1 2min， 雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)壓力為12 18Mpa。本發(fā)明的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料及其制備方法，在現(xiàn)有的PA46中增加適量的 聚酰胺，聚酰胺的流動性比較好且和PA46的分子結(jié)構(gòu)相似，所以能很好的和PA46進(jìn)行融 合，可以提高PA46的流動性，所以可以很好的對PA46進(jìn)行改性，加工成型好，降低了加工工 藝難度；且還加入有填充增強(qiáng)劑，能提高本發(fā)明的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料的強(qiáng)度和抗沖 擊性能。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的具體實(shí)施例作詳細(xì)介紹。本發(fā)明的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料，按重量份數(shù)計(jì)，由以下組分組成聚己二酰丁 二胺30 50，聚酰胺8 20，主阻燃劑10 15，輔阻燃劑3 5，填充增強(qiáng)劑30 45，抗 氧劑0. 4 1. 2，潤滑劑0. 4 1. 6，成核劑0. 3 0. 6。本發(fā)明的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料采用聚己二酰丁二胺和聚酰胺，輔以填充增強(qiáng) 劑、主阻燃劑、輔阻燃劑、抗氧劑、潤滑劑、成核劑，使聚己二酰丁二胺和聚酰胺在熔融態(tài)下 改性。其中，聚己二酰丁二胺為高結(jié)晶度的材料，選用的是荷蘭帝斯曼公司的原材料。聚 酰胺分為PA6和PA66，考慮到流動性的不同，本發(fā)明采用的是PA66原材料，選用的是羅地亞 的PA66原材料。主、輔阻燃劑的加入可以使材料達(dá)到很好的阻燃效果，PA46因?yàn)槠鋬?yōu)異的耐溫性 能和綜合性能，因此可以部分替代LCP在連接器行業(yè)的占有量，且由于PA46本身氧指數(shù)相 對較高，可以添加較少的阻燃劑就能達(dá)到V0的阻燃效果，同時也大大降低了成本，而且該 阻燃劑的加入還有一個效果，增加PA46的潤滑效果，從而促進(jìn)其流動性，更好的降低加工 的難易程度。本發(fā)明所采用的主阻燃劑為大湖公司生產(chǎn)的聚溴化苯乙烯(PBS-64HW)，輔阻 燃劑則選用較為常規(guī)的三氧化二銻、銻酸鈉中的一種或兩種混合而成，當(dāng)輔阻燃劑由三氧 化二銻和銻酸鈉混合時，三氧化二銻和銻酸鈉按重量比1 1混合；本發(fā)明選用的是國內(nèi)辰 州生產(chǎn)的三氧化二銻作為主阻燃劑的協(xié)效阻燃劑。填充增強(qiáng)劑選用的是改性生產(chǎn)中常用的玻璃纖維(長玻璃纖維或短玻璃纖維)， 玻璃纖維的加入可以大大提高材料的綜合性能。由于不同種類的玻璃纖維增強(qiáng)效果不同， 本發(fā)明選用的是巨石玻纖廠生產(chǎn)的長玻璃纖維988A、短玻璃纖維534或短玻璃纖維560，泰 山玻纖廠生產(chǎn)的長玻璃纖維T635B或重慶復(fù)合材料玻纖廠生產(chǎn)的短玻璃纖維301HP?？寡鮿┑募尤胧欠乐共牧显诩庸み^程中，由于材料本身加工溫度比較高，還有就 是材料在機(jī)器螺桿中摩擦生熱導(dǎo)致機(jī)器溫度過高，從而引起一些助劑的分解或者原材料的 熱氧分解而加入的助劑，可以更好的催進(jìn)改性，使改性加工更加容易化。本發(fā)明所采用的抗 氧劑由主抗氧劑和副抗氧劑按重量比1 1的比例混合組成，其中主抗氧劑為受阻酚型抗 氧劑四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(代號1010)，副 抗氧劑為受阻酚型抗氧劑亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯(代號168)。
潤滑劑的作用主要是加入到材料中使其他助劑和原材料更好的分散，潤滑劑選用 內(nèi)潤滑劑或外潤滑劑的一種，或者是選用內(nèi)潤滑劑或外潤滑劑的幾種混合而成，混合比例 不限定。其中內(nèi)潤滑劑可以是脂肪酸酰胺類潤滑劑或烴類潤滑劑，外潤滑劑可以是非極性 潤滑劑。脂肪酸酰胺類潤滑劑包括N，N' _雙乙撐硬脂肪酸酰胺(TAF)、硬脂酸酰胺；烴類 潤滑劑包括石蠟、聚乙烯蠟或聚丙烯蠟；非極性潤滑劑可以是硅氧烷。成核劑的加入是為了催進(jìn)材料的結(jié)晶速率，PA46雖然是高結(jié)晶性材料，但是在改 性過程中結(jié)晶度還是會因?yàn)橹鷦┑挠绊懚兴档?，因此如果能夠很好的使材料在改性過 程中較高結(jié)晶的話，既可以大幅度的提高材料的力學(xué)性能，同時也可以大大提高材料的耐 溫性能，使材料能夠在更廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。本發(fā)明所采用的成核劑為長碳鏈線性飽和 羧酸鈉鹽NAV101，或長碳鏈線性飽和羧酸鈣鹽CAV102。上述所述的聚己二酰丁二胺材料的制備方法，包括步驟步驟一、按上述所說的重量份數(shù)稱取各種原料，并對稱取的各種原料進(jìn)行干燥處 理，其中將所述聚己二酰丁二胺在110 130°C干燥2. 5 3. 5h，將所述聚酰胺在在90 100°C 干燥 3. 5 4. 5h ；步驟二、將步驟一干燥后的聚己二酰丁二胺、聚酰胺、主阻燃劑、副阻燃劑、潤滑 劑、抗氧劑和成核劑投入到高速混合機(jī)中進(jìn)行混合；并將混合后的物料放入到干燥箱中在 90 100°C干燥2 3h ；步驟三、將步驟二混合干燥后的物料投入到雙螺桿擠出機(jī)中，加入步驟一干燥后 的填充增強(qiáng)劑進(jìn)行增強(qiáng)填充，擠出造粒；其中物料在雙螺桿擠出機(jī)中停留時間為1 2min， 雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)壓力為12 18Mpa。其中，為了充分混合干燥后的各種物料，將步驟一干燥后的聚己二酰丁二胺、聚酰 胺、主阻燃劑、副阻燃劑、潤滑劑、抗氧劑和成核劑投入到高速混合機(jī)中進(jìn)行混合的步驟具 體可以為將干燥后的聚己二酰丁二胺和聚酰胺投入到高速混合機(jī)中，并加入潤滑劑、成核 劑和抗氧劑，進(jìn)行高速混合2 5min得到第一混合物；將主阻燃劑和輔阻燃劑投入到高速混合機(jī)中混合5 lOmin得到第二混合物；將所述第一混合物和第二混合物再投入到高速混合機(jī)中進(jìn)行混合5 8min。通過上述混合過程，可以使干燥后的各種物料混合均勻。其中，為了更好的控制雙螺桿擠出機(jī)，以便得到效果更好的聚己二酰丁二胺材料， 所述雙螺桿擠出機(jī)的各段溫度設(shè)定為一區(qū)溫度240 260°C，二區(qū)溫度280 300°C，三區(qū)溫度290 310°C，四區(qū)溫度 280 300°C，五區(qū)溫度250 280°C，六區(qū)溫度250 280°C，七區(qū)溫度250 280°C，八區(qū) 溫度250 280°C，機(jī)頭溫度為280 300°C。下面通過12組具體實(shí)施例說明本發(fā)明的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料的具體組分及 其制備方法實(shí)施例1按重量份數(shù)稱取聚己二酰丁二胺(PA46)40份，聚酰胺(PA66) 20份，主阻燃劑 PBS-64HW 10份，輔阻燃劑Sb203 4份，長玻璃纖維988A 40份，抗氧劑1010和168均為0. 3 份，潤滑劑TAF和硅氧烷均為0. 3份，成核劑CAV102 0. 3份。
采用以下方法制備復(fù)合材料a、按重量份數(shù)稱取各種原料，分別對稱取的各種原料進(jìn)行干燥處理；其中，聚己二酰丁二胺在110°C干燥2. 5h，聚酰胺在90°C干燥3. 5h，其他原料按一般工藝進(jìn)行干燥處理 即可；b、將干燥后的聚己二酰丁二胺和聚酰胺加到高速混合機(jī)中，并加入潤滑劑、成核 劑和抗氧劑，進(jìn)行高速混合約4min ；C、將主阻燃劑和輔阻燃劑投入到高速混合機(jī)中進(jìn)行混合約8min，把混合后的阻燃 劑加入到b步驟混合后的物料中進(jìn)行充分混合約6min，將最終混合后的物料放入到干燥箱 中在100°C干燥3h ；d、將充分混合并干燥后的物料投入到雙螺桿擠出機(jī)中，加入步驟a中干燥后的長 玻璃纖維進(jìn)行增強(qiáng)填充擠出造粒，制得本發(fā)明的聚己二酰丁二胺材料。雙螺桿擠出機(jī)的各段溫度設(shè)定為一區(qū)溫度260°C，二區(qū)溫度280°C，三區(qū)溫度 3000C，四區(qū)溫度300°C，五區(qū)溫度250°C，六區(qū)溫度250°C，七區(qū)溫度250°C，八區(qū)溫度250°C， 機(jī)頭溫度為280°C。在雙螺桿擠出機(jī)中停留時間lmin，雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)的壓力為15MPa。實(shí)施例2按重量份數(shù)稱取聚己二酰丁二胺(PA46)35份，聚酰胺(PA66) 10份，主阻燃劑 PBS-64HW 11. 5份，輔阻燃劑Sb2O3 3. 5份，長玻璃纖維988A 40份，抗氧劑1010和168均 為0. 3份，潤滑劑TAF和硅氧烷均為0. 3份，成核劑CAV102 0. 3份。采用以下方法制備復(fù)合材料a、按重量份數(shù)稱取各種原料，并對稱取的各種原料進(jìn)行干燥處理；其中，將聚己二 酰丁二胺在120°C干燥3h，將聚酰胺在95°C干燥4h，其他原料按一般工藝進(jìn)行干燥處理即 可；b、將干燥后的聚己二酰丁二胺和聚酰胺加到高速混合機(jī)中，并加入潤滑劑、成核 劑和抗氧劑，進(jìn)行高速混合約4min ；C、將主阻燃劑和輔阻燃劑投入到高速混合機(jī)中進(jìn)行混合約7min，把混合后的阻燃 劑加入到步驟b混合后的物料中進(jìn)行充分混合約8min，將最終混合后的物料放入到干燥箱 中在100°C干燥3h ；d、將充分混合并干燥的物料投入到雙螺桿擠出機(jī)中，加入步驟a干燥后的長玻璃 纖維進(jìn)行增強(qiáng)填充擠出造粒，制得本發(fā)明的聚己二酰丁二胺材料。雙螺桿擠出機(jī)的各段溫度設(shè)定為一區(qū)溫度260°C，二區(qū)溫度300°C，三區(qū)溫度290°C，四區(qū)溫度300°C，五區(qū)溫度 2700C，六區(qū)溫度280°C，七區(qū)溫度250°C，八區(qū)溫度250°C，機(jī)頭溫度為300°C。在雙螺桿擠 出機(jī)中停留時間為2min，雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)的壓力為16Mpa。實(shí)施例3按重量份數(shù)稱取聚己二酰丁二胺(PA46)34份，聚酰胺(PA66)9. 5份，主阻燃劑 PBS-64HW11. 5份，輔阻燃劑Sb2O3 3. 5份，長玻璃纖維T635B40份，抗氧劑1010和168均為 0. 3份，潤滑劑TAF和硅氧烷均為0. 3份，成核劑CAV102 0. 3份。采用以下方法制備復(fù)合材料a、按重量份數(shù)稱取各種原料，并對稱取的各種原料進(jìn)行干燥處理；其中，將聚己二酰丁二胺在130°C干燥3. 5h，將聚酰胺在10(TC干燥4. 5h，其他原料按一般工藝進(jìn)行干燥處 理即可；b、將干燥好的聚己二酰丁二胺和聚酰胺加到高速混合機(jī)中，并加入潤滑劑、成核 劑和抗氧劑，進(jìn)行高速混合約5min ；c、將主阻燃劑和輔阻燃劑投入到高速混合機(jī)中進(jìn)行混合約9min，把混合后的阻燃 劑加入到步驟b混合后的物料中進(jìn)行充分混合約5min，將最終混合后的物料放入到干燥箱 中在90°C干燥2h ；d、將充分混合并干燥的物料投入到雙螺桿擠出機(jī)中，加入步驟a干燥后的長玻璃 纖維進(jìn)行增強(qiáng)填充擠出造粒，制得本發(fā)明的聚己二酰丁二胺材料。雙螺桿擠出機(jī)的各段溫度設(shè)定為一區(qū)溫度240°C，二區(qū)溫度280°C，三區(qū)溫度290°C，四區(qū)溫度280°C，五區(qū)溫度 260°C，六區(qū)溫度250°C，七區(qū)溫度260°C，八區(qū)溫度250°C，機(jī)頭溫度為290°C。在雙螺桿擠 出機(jī)中停留時間為2min，雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)壓力為15Mpa。實(shí)施例4按重量份數(shù)稱取聚己二酰丁二胺(PA46)35份，聚酰胺(PA66)9. 5份，主阻燃劑 PBS-64HW 11. 5份，輔阻燃劑Sb2033. 5份，短玻璃纖維301HP 40份，抗氧劑1010和168均 為0. 3份，潤滑劑TAF和硅氧烷均為0. 3份，成核劑CAV1020. 3份。采用以下方法制備復(fù)合材料a、按重量份數(shù)稱取各種原料，并對稱取的各種原料進(jìn)行干燥處理；其中，將聚己二 酰丁二胺在110°c干燥3h，將聚酰胺在90°C干燥4h，其他原料按一般工藝進(jìn)行干燥處理即 可；b、將干燥好的聚己二酰丁二胺和聚酰胺加到高速混合機(jī)中，并加入潤滑劑、成核 劑和抗氧劑，進(jìn)行高速混合約2min ；c、將主阻燃劑和輔阻燃劑投入到高速混合機(jī)中進(jìn)行混合約5min，把混合后的阻燃 劑加入到步驟b混合后的物料中進(jìn)行充分混合約6min，將最終混合后的物料放入到干燥箱 中在100°C干燥3h ；d、將充分混合并干燥的物料投入到雙螺桿擠出機(jī)中，加入步驟a干燥后的短玻璃 纖維進(jìn)行增強(qiáng)填充擠出造粒，制得本發(fā)明的聚己二酰丁二胺材料。雙螺桿擠出機(jī)的各段溫度設(shè)定為一區(qū)溫度250°C，二區(qū)溫度280°C，三區(qū)溫度310°C，四區(qū)溫度280°C，五區(qū)溫度 280°C，六區(qū)溫度260°C，七區(qū)溫度280°C，八區(qū)溫度280°C，機(jī)頭溫度為290°C。在雙螺桿擠 出機(jī)中停留時間為lmin，雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)壓力為14Mpa。實(shí)施例5按重量份數(shù)稱聚己二酰丁二胺(PA46)35份，聚酰胺(PA66) 9. 5份，主阻燃劑 PBS-64HW11. 5份，輔阻燃劑Sb2033. 5份，短玻璃纖維53440份，抗氧劑1010和168均為0. 3 份，潤滑劑TAF和硅氧烷均為0. 3份，成核劑CAV1020. 3份。該實(shí)施例的聚己二酰丁二胺材料的制備方法與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。實(shí)施例6按重量份數(shù)稱取聚己二酰丁二胺(PA46)35份，聚酰胺(PA66)9. 5份，主阻燃劑PBS-64HW 11. 5份，輔阻燃劑Sb2033. 5份，短玻璃纖維56040份，抗氧劑1010和168均為0. 3 份，潤滑劑TAF和硅氧烷均為0. 3份，成核劑CAV1020. 2份。該實(shí)施例的聚己二酰丁二胺材料的制備方法與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。實(shí)施例7按重量份數(shù)稱取聚己二酰丁二胺(PA46)45份，聚酰胺(PA66)8份，主阻燃劑 PBS-64HW 13份，輔阻燃劑Sb2035份，短玻璃纖維56030份，抗氧劑1010和168均為0. 2份， 潤滑劑TAF和硅氧烷均為0. 6份，成核劑CAV1020. 3份。該實(shí)施例的聚己二酰丁二胺材料的制備方法與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。實(shí)施例8按重量份數(shù)稱取聚己二酰丁二胺(PA46)50份，聚酰胺(PA66) 10份，主阻燃劑 PBS-64HW 11份，輔阻燃劑Sb2033. 5份，短玻璃纖維53430份，抗氧劑1010和168均為0. 5 份，硬脂酸酰胺和硅氧烷均為0. 3份，成核劑NAV1010. 3份。該實(shí)施例的聚己二酰丁二胺材料的制備方法與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。實(shí)施例9按重量份數(shù)稱取聚己二酰丁二胺(PA46)41份，聚酰胺(PA66) 12份，主阻燃劑 PBS-64HW 15份，輔阻燃劑Sb2033份，長玻璃纖維T635B 35份，抗氧劑1010和168均為0. 6 份，聚乙烯蠟和硅氧烷均為0. 8份，成核劑NAV1010. 6份。該實(shí)施例的聚己二酰丁二胺材料的制備方法與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。實(shí)施例10按重量份數(shù)稱取聚己二酰丁二胺(PA46)47份，聚酰胺(PA66) 20份，主阻燃劑 PBS-64HW 14份，輔阻燃劑Sb2034份，長玻璃纖維988A 30份，抗氧劑1010和168均為0. 4 份，聚丙烯蠟和硅氧烷均為0. 5份，成核劑CAV1020. 4份。該實(shí)施例的聚己二酰丁二胺材料的制備方法與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。實(shí)施例11按重量份數(shù)稱取聚己二酰丁二胺(PA46)32份，聚酰胺(PA66) 15份，主阻燃劑 PBS-64HW 13份，輔阻燃劑Sb2034份，短玻璃纖維301HP 45份，抗氧劑1010和168均為0. 4 份，硬脂酸酰胺和硅氧烷均為0. 7份，成核劑CAV1020. 4份。該實(shí)施例的聚己二酰丁二胺材料的制備方法與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。實(shí)施例12按重量份數(shù)稱取聚己二酰丁二胺(PA46)33份，聚酰胺(PA66)8份，主阻燃劑 PBS-64HW 14份，輔阻燃劑Sb2035份，短玻璃纖維53441份，抗氧劑1010和168均為0. 3份， TAF和硅氧烷均為0. 3份，成核劑NAV1010. 6份。該實(shí)施例的聚己二酰丁二胺材料的制備方法與實(shí)施例1相同，在此不再贅述?？刹捎靡韵聶z測方法、步驟、條件和標(biāo)準(zhǔn)對上述12組實(shí)施例所制備的復(fù)合材料進(jìn) 行性能評價(jià)。將完成造粒的復(fù)合材料粒子在110 130°C的鼓風(fēng)烘箱中干燥4 6h，再將干燥 的粒子在80T注塑機(jī)上注塑制樣，制樣過程中，保持模溫在110 140°C之間。拉伸強(qiáng)度按ASTM-D638標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)試樣類型為I型，樣條尺寸(mm) 180 (長)X (12. 68 士0. 2)(頸部寬度)X (3. 23 士0. 2)(厚度)，拉伸速度為 50mm/min。
彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按ASTM-D790標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)試樣類型為試樣尺寸(mm) (128士2) X (12. 8士0. 2) X (3. 21 士0. 2)，彎曲速度為 20mm/min。
缺口沖擊強(qiáng)度按ASTM-D256標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)試樣類型為V 口缺口型，試樣尺 寸(mm) (63士2) X (12. 58士0. 2) X (4. 21 士0. 2)；缺口 類型為 V 口 類，缺 口剩余厚度為 2. 44mm。熱變形溫度按ASTM-D648標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，負(fù)載為1. 82MPa，跨距為100mm，試樣尺寸 (mm) (128 士 2) X (13 士 0. 2) X (6. 4 士 0. 2)，最大變形量為 0. 25mm。阻燃測試按國際UL-94標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，樣條尺寸(mm) 1/8 樣 條(128 士 2)Χ(12·8 士 0·2)Χ(3·21 士 0.2) ；1/16 樣 條 (128 士 2) X (12. 66 士 0. 2) X (1. 59 士 0. 2)。下面選取其中實(shí)施例1 6的復(fù)合材料性能測試及其結(jié)果進(jìn)行分析，性能測試數(shù) 據(jù)在一般常溫下測量即可。為清楚的進(jìn)行對比，下面列舉實(shí)施例1 6的復(fù)合材料原料組 分如下表1所示。 表 1采用上述檢測方法和步驟對實(shí)施例1 6的復(fù)合材料進(jìn)行性能評價(jià)，并與帝斯曼 公司的典型牌號(HF5040)的性能做對比，結(jié)果如下表2所示。
表2從表2中可以看出本發(fā)明的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎 曲模量、缺口沖擊強(qiáng)度、熱變形溫度、阻燃測試性能數(shù)據(jù)和HF5040的對應(yīng)性能數(shù)據(jù)相差不 大，說明本發(fā)明可以對PA46進(jìn)行改性，且改進(jìn)后的聚己二酰丁二胺材料的各種性能良好。 另外本發(fā)明的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料，在加工時雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)的平均溫度比HF5040 的加工溫度要低，說明本發(fā)明可以提高PA46的流動性，可以很好的對PA46進(jìn)行改性，加工 成型好，降低了加工工藝難度。需要說明的是，缺口沖擊強(qiáng)度的性能數(shù)據(jù)與玻璃纖維的不同種類有直接關(guān)系，在 其他條件不變的情況下，不同的玻璃纖維填充增強(qiáng)，對整個復(fù)合材料體系的相容效果影響 程度各不相同，且影響非常大。應(yīng)該來說，合適的玻璃纖維增強(qiáng)可以大幅度的提高材料的綜合性能，且阻燃劑的用量也直接影響到阻燃等級和綜合性能。綜合比較而言，本著相似相溶 的原理，由于聚己二酰丁二胺的結(jié)構(gòu)是屬于酰胺結(jié)構(gòu)，所以不同處理效果的玻璃纖維作用 到材料中就體現(xiàn)出不同的效果，例如實(shí)施例6和實(shí)施例5就是很明顯的比較，同是巨石玻纖 廠生產(chǎn)的短玻璃纖維，534和560由于處理效果不一樣，534適合用于聚酯類型材料的增強(qiáng)， 而560則是適合與聚酰胺類型材料的增強(qiáng)，所以在其他條件不變的情況下，改變玻璃纖維， 就出現(xiàn)的差別非常大的綜合性能，可見玻璃纖維在其中的作用。經(jīng)試驗(yàn)證明，以下組分配比 應(yīng)為最佳效果按重量份數(shù)計(jì)，聚己二酰丁二胺(PA46)35份，聚酰胺(PA66)9.5份，主阻燃 劑PBS-64HW 11. 5份，輔阻燃劑Sb2033. 5份，短玻璃纖維30IHP 40份 ，抗氧劑1010和168 均為0. 3份，潤滑劑TAF和硅氧烷均為0. 3份，成核劑CAV1020. 3份，即為實(shí)施例4的組分 配比，這樣的配比，第一是選用了國內(nèi)最為合適的玻璃纖維進(jìn)行增強(qiáng)改性，其次選用了低比 例的阻燃劑份量，這樣可以大大降低材料改性過程中的成本問題，再次，PA66在其中的增加 流動性的作用也得到體現(xiàn)，過多的加入，既影響材料的綜合性能，尤其熱性能和阻燃性能， 且材料成本還高，過少的加入又不能提高整體流動性，(實(shí)施例1，2得到體現(xiàn))。因此這樣 的比例組合應(yīng)為選用的最優(yōu)組合。 應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換， 而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料，其特征在于，按重量份數(shù)由以下組分組成聚己二酰丁二胺30～50聚酰胺8～20主阻燃劑 10～15輔阻燃劑 3～5填充增強(qiáng)劑30～45抗氧劑0.4～1.2潤滑劑0.4～1.6成核劑0.3～0.6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料，其特征在于所述主阻燃劑為聚溴化苯乙烯；輔阻燃劑由三氧化二銻、銻酸鈉中的一種或者兩種混 合而成，混合時按1 1的重量比混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料，其特征在于所述填充增強(qiáng)劑為 長玻璃纖維或短玻璃纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料，其特征在于所述抗氧劑由受阻 酚型抗氧劑四季戊四醇酯和受阻酚型抗氧劑亞磷酸三酯按11的重量比混合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料，其特征在于所述潤滑劑由N， N' _雙乙撐硬脂肪酸酰胺、硬脂酸酰胺、石蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟或硅氧烷中的一種或幾 種混合組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料，其特征在于所述成核劑為長碳 鏈線性飽和羧酸鈉鹽或長碳鏈線性飽和羧酸鈣鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料，其特征在于所述主阻燃劑為聚 溴化苯乙烯；輔阻燃劑由三氧化二銻、銻酸鈉中的一種或者兩種混合而成，混合時按1 1 的重量比混合；所述填充增強(qiáng)劑為玻璃纖維；所述抗氧劑由受阻酚型抗氧劑四季戊四醇酯 和受阻酚型抗氧劑亞磷酸三酯按1 1的重量比混合而成；所述潤滑劑由N，N'-雙乙撐 硬脂肪酸酰胺、硬脂酸酰胺、石蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟或硅氧烷中的一種或幾種混合組成； 所述成核劑為長碳鏈線性飽和羧酸鈉鹽或長碳鏈線性飽和羧酸鈣鹽。
8.—種如權(quán)利要求1至7任一權(quán)利要求所述的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料的制備方法， 其特征在于，包括步驟步驟一、按權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)稱取各種原料，并對稱取的各種原料進(jìn)行干燥 處理，其中將所述聚己二酰丁二胺在110 130°C干燥2. 5 3. 5h，將所述聚酰胺在在90 100°C 干燥 3. 5 4. 5h ；步驟二、將步驟一干燥后的聚己二酰丁二胺、聚酰胺、主阻燃劑、副阻燃劑、潤滑劑、抗 氧劑和成核劑投入到高速混合機(jī)中進(jìn)行混合；并將混合后的物料放入到干燥箱中在90 100 °C干燥2 3h ；步驟三、將步驟二混合干燥后的物料投入到雙螺桿擠出機(jī)中，加入步驟一干燥后的填 充增強(qiáng)劑進(jìn)行增強(qiáng)填充，擠出造粒；其中物料在雙螺桿擠出機(jī)中停留時間為1 2min，雙螺 桿擠出機(jī)內(nèi)壓力為12 18Mpa。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料的制備方法，其特征在于將步驟一干燥后的聚己二酰丁二胺、聚酰胺、主阻燃劑、副阻燃劑、潤滑劑、抗氧劑和成 核劑投入到高速混合機(jī)中進(jìn)行混合的步驟為將干燥后的聚己二酰丁二胺和聚酰胺投入到高速混合機(jī)中，并加入潤滑劑、成核劑和 抗氧劑，進(jìn)行高速混合2 5min得到第一混合物；將主阻燃劑和輔阻燃劑投入到高速混合機(jī)中混合5 lOmin得到第二混合物； 將所述第一混合物和第二混合物再投入到高速混合機(jī)中進(jìn)行混合5 8min。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料的制備方法，其特征在于 所述雙螺桿擠出機(jī)的各段溫度設(shè)定為一區(qū)溫度240 260°C，二區(qū)溫度280 300°C，三區(qū)溫度290 310°C，四區(qū)溫度280 300°C，五區(qū)溫度250 280°C，六區(qū)溫度250 280°C，七區(qū)溫度250 280°C，八區(qū)溫度 250 280°C，機(jī)頭溫度為280 300°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種增強(qiáng)聚己二酰丁二胺材料及其制備方法，該聚己二酰丁二胺材料，按重量份數(shù)由以下組分組成聚己二酰丁二胺30～50、聚酰胺8～20、主阻燃劑10～15、輔阻燃劑3～5、填充增強(qiáng)劑30～45、抗氧劑0.4～1.2、潤滑劑0.4～1.6、成核劑0.3～0.6。在制作時，按重量份數(shù)稱取各種原料，并對稱取的各種原料進(jìn)行干燥處理；將干燥后的原料投入到高速混合機(jī)中進(jìn)行混合；并將混合后的物料放入到干燥箱中在90～100℃干燥2～3h；將混合干燥后的物料投入到雙螺桿擠出機(jī)中，加入填充增強(qiáng)劑進(jìn)行增強(qiáng)填充，擠出造粒。本發(fā)明可以對聚己二酰丁二胺(PA46)進(jìn)行改性，加工成型好，降低了加工工藝難度。
文檔編號C08K7/14GK101875783SQ20101022776
公開日2010年11月3日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者徐東, 徐永, 郭宇嘉 申請人:深圳市科聚新材料有限公司