專利名稱：一種填充增強(qiáng)的尼龍6復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種填充增強(qiáng)的尼龍6復(fù)合材料，可應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)周邊及機(jī)械結(jié)構(gòu)零件的制造，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
尼龍樹脂具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、自潤滑性、優(yōu)良的阻隔性能和耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)異的綜合性能，廣泛的應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)，電子電器和交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。
尼龍6是一種用途非常廣泛的工程塑料，由己內(nèi)酰胺聚合制得，其熔點(diǎn)為215 225°C，使用溫度范圍在-40°C 150°C，由于普通尼龍6受溫度和環(huán)境的影響，性能會(huì)出現(xiàn)大幅度的變化，所以其應(yīng)用受到了極大的限制。因此，可以通過對其進(jìn)行填充增強(qiáng)改性，使其綜合性能得到明顯提升。
硅灰石是一種工業(yè)礦物，具有完整的短纖維針狀結(jié)構(gòu)，在塑料的填充改性中可以與石棉、云母等相媲美，優(yōu)于滑石粉、高嶺土，添加硅灰石改性可使材料具有各向異性小、表面光澤好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。晶須是具有規(guī)整截面，長徑比從10 1000甚至更高，截面積小于5. I X IOcm的單晶纖維材料。由于晶須本身結(jié)構(gòu)纖細(xì)，且具有強(qiáng)度高、模量高等優(yōu)異的力學(xué)性能，加入樹脂之中能夠均勻分散，起到骨架作用，提高聚合物的力學(xué)強(qiáng)度。
張向東等采用晶須增強(qiáng)尼龍6材料，制得的增強(qiáng)材料易加工、耐高溫，彈性模量和沖擊強(qiáng)度高。李建華等以玻璃纖維、硅灰石、滑石粉等材料對尼龍6材料進(jìn)行改性，制得的材料抗彎強(qiáng)度、抗沖強(qiáng)度及硬度均很高。孫平以滑石粉、晶須、無鹵玻璃微珠為主要原材料制備了無鹵高光澤防翹曲變形填充尼龍6，但未涉及材料力學(xué)性能的改進(jìn)。
綜上所述，關(guān)于制備一種綜合性能優(yōu)良的硅灰石/晶須復(fù)合填充增強(qiáng)尼龍6材料， 國內(nèi)外相關(guān)專利文獻(xiàn)未見報(bào)道。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種復(fù)合填充增強(qiáng)尼龍6材料，不僅具有良好的力學(xué)性能，還具有尺寸穩(wěn)定性高、光澤度高等優(yōu)點(diǎn)，符合汽車發(fā)動(dòng)機(jī)周邊及機(jī)械結(jié)構(gòu)零件的制造要求。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種填充增強(qiáng)的尼龍6復(fù)合材料，按重量百分比計(jì)，其組分和含量為
尼龍6樹脂56% 59%;
娃灰石0% 40% ；
晶須O % 40 % ;
硅烷偶聯(lián)劑O. 5% 2%;
助劑O. 5% 2% ；
以上各組分的含量之和為100%。
所述的尼龍6樹脂的相對粘度為2. 7-2. 9 (根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 307測試)。
所述的硅灰石選自硅灰石針狀粉體，其高長徑比為10 I 20 1，折光系數(shù)為I.63,莫氏硬度為4. 5-5. 5,。密度為2. 8g/cm3。
所述的晶須為鈦酸鉀晶須，其平均長度100-50 μ m，直徑O. 3-1 μ m，密度3.1-3. 3g/cm3。
所述的硅烷偶聯(lián)劑為南京曙光化工廠生產(chǎn)的KH-560。
所述的助劑為銅鹽、四[β-(3，5-二特丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和雙(2. 4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯中的一種或幾種。
上述填充增強(qiáng)的尼龍6復(fù)合材料的制備工藝如下
Α)將尼龍6樹脂、硅灰石、晶須、硅烷偶聯(lián)劑和助劑按配比加入高混機(jī)中，在室溫下進(jìn)行混合均勻；
B)利用雙螺桿擠出機(jī)在220 260°C進(jìn)行擠出造粒，然后冷卻、烘干即可。
通過本發(fā)明技術(shù)方案制備獲得的復(fù)合材料，不僅具有良好的力學(xué)性能，還具有尺寸穩(wěn)定性高、光澤度高等優(yōu)點(diǎn)，符合汽車發(fā)動(dòng)機(jī)周邊及機(jī)械結(jié)構(gòu)零件的制造要求。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明是如何實(shí)現(xiàn)的做進(jìn)一步詳細(xì)、清楚、完整地說明，所列實(shí)施例僅對本發(fā)明予以進(jìn)一步的說明，并不因此而限制本發(fā)明。
實(shí)施例中選用的
尼龍樹脂-尼龍6牌號為PA6M32800，廣州新匯美達(dá)公司生產(chǎn)。
硅灰石由中國地質(zhì)科學(xué)研究院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所生產(chǎn)，牌號為W13#。
鈦酸鉀晶須由沈陽金建公司生產(chǎn)(請?zhí)峁┡铺柣蛞?guī)格)。
硅烷偶聯(lián)劑由南京曙光化工廠生產(chǎn)的KH-560。
助劑-銅鹽由瑞士汽巴精化公司生產(chǎn)，牌號為HS-03。
實(shí)施例中選用的雙螺桿擠出機(jī)是由瑞亞公司生產(chǎn)的40A(長徑比為40)。
實(shí)施例I
將56重量份尼龍6、0重量份娃灰石、40重量份鈦酸鉀晶須、2重量份娃燒偶聯(lián)劑及2重量份銅鹽助劑加入高混機(jī)中，在室溫下進(jìn)行混合均勻；利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，其中，雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為220-240°C，二區(qū)溫度為230-250°C，三區(qū)溫度為 230-250°C，四區(qū)溫度為230-250°C，五區(qū)溫度為240_260°C，六區(qū)溫度為240_260°C，七區(qū)溫度為230-250°C，八區(qū)溫度為230-250°C，九區(qū)溫度為220_240°C，停留時(shí)間為1_3分鐘，主機(jī)轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分鐘，擠出后冷卻、干燥、切粒。
實(shí)施例2
將56重量份尼龍6、10重量份娃灰石、30重量份鈦酸鉀晶須、2重量份娃燒偶聯(lián)劑及2重量份銅鹽助劑加入高混機(jī)中，在室溫下進(jìn)行混合均勻；利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，其中，雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為220-240°C，二區(qū)溫度為230-250°C，三區(qū)溫度為 230-250°C，四區(qū)溫度為230-250°C，五區(qū)溫度為240_260°C，六區(qū)溫度為240_260°C，七區(qū)溫度為230-250°C，八區(qū)溫度為230-250°C，九區(qū)溫度為220_240°C，停留時(shí)間為1_3分鐘，主機(jī)轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分鐘，擠出后冷卻、干燥、切粒。
實(shí)施例3
將58. 5重量份尼龍6、20重量份娃灰石、20重量份鈦酸鉀晶須、I重量份娃燒偶聯(lián)劑及O. 5重量份銅鹽助劑加入高混機(jī)中，在室溫下進(jìn)行混合均勻；利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，其中，雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為220-240°C，二區(qū)溫度為230-250°C，三區(qū)溫度為230-250°C，四區(qū)溫度為230-250°C，五區(qū)溫度為240_260°C，六區(qū)溫度為240_260°C，七區(qū)溫度為230-250°C，八區(qū)溫度為230-250°C，九區(qū)溫度為220_240°C，停留時(shí)間為1_3分鐘，主機(jī)轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分鐘，擠出后冷卻、干燥、切粒。
實(shí)施例4
將58. 5重量份尼龍6、30重量份娃灰石、10重量份鈦酸鉀晶須、I重量份娃燒偶聯(lián)劑及O. 5重量份銅鹽助劑加入高混機(jī)中，在室溫下進(jìn)行混合均勻；利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，其中，雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為220-240°C，二區(qū)溫度為230-250°C，三區(qū)溫度為230-250°C，四區(qū)溫度為230-250°C，五區(qū)溫度為240_260°C，六區(qū)溫度為240_260°C，七區(qū)溫度為230-250°C，八區(qū)溫度為230-250°C，九區(qū)溫度為220_240°C，停留時(shí)間為1_3分鐘，主機(jī)轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分鐘，擠出后冷卻、干燥、切粒。
實(shí)施例5
將59重量份尼龍6、40重量份娃灰石、O重量份鈦酸鉀晶須、O. 5重量份娃燒偶聯(lián)劑及O. 5重量份銅鹽助劑加入高混機(jī)中，在室溫下進(jìn)行混合均勻；利用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，其中，雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為220-240°C，二區(qū)溫度為230-250°C，三區(qū)溫度為230-250°C，四區(qū)溫度為230-250°C，五區(qū)溫度為240_260°C，六區(qū)溫度為240_260°C，七區(qū)溫度為230-250°C，八區(qū)溫度為230-250°C，九區(qū)溫度為220_240°C，停留時(shí)間為1_3分鐘，主機(jī)轉(zhuǎn)速為200-300轉(zhuǎn)/分鐘，擠出后冷卻、干燥、切粒。
將上述各實(shí)施例所制試樣進(jìn)行以下性能測試
簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度，按標(biāo)準(zhǔn)測試方法GB/T1043-1993進(jìn)行；
拉伸強(qiáng)度，按標(biāo)準(zhǔn)測試方法GB/T 1040-1993進(jìn)行；
壓縮強(qiáng)度，按標(biāo)準(zhǔn)測試方法GB/T 1041-1992進(jìn)行；
彎曲強(qiáng)度，按標(biāo)準(zhǔn)測試方法GB/T 1042-1979進(jìn)行。
材料的綜合性能通過測試得到的簡支梁缺口沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的數(shù)值及外觀狀況進(jìn)行評判。
實(shí)施例I 5所制得的試樣性能測試結(jié)果見表I所示
表I實(shí)施例I 5所制得的試樣性能測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種填充增強(qiáng)的尼龍6復(fù)合材料，其特征在于按重量百分比計(jì)，其組分和含量為 尼龍6樹脂56% 59%;硅灰0% 40% ；晶須O 40 ;硅烷偶聯(lián)劑O. 5% 2%;助劑O. 5% 2%;以上各組分的含量之和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的填充增強(qiáng)的尼龍6復(fù)合材料，其特征在于所述的尼龍6樹 脂的相對粘度為2. 7-2. 9。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的填充增強(qiáng)的尼龍6復(fù)合材料，其特征在于所述的硅灰石選 自硅灰石針狀粉體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的填充增強(qiáng)的尼龍6復(fù)合材料，其特征在于所述的硅灰石針 狀粉體高長徑比為10 : I 20 : 1，折光系數(shù)為I. 63，莫氏硬度為4. 5-5. 5，密度為2. 8g/3cm ο
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的填充增強(qiáng)的尼龍6復(fù)合材料，其特征在于所述的晶須為鈦 酸鉀晶須。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的填充增強(qiáng)的尼龍6復(fù)合材料，其特征在于所述的鈦酸鉀晶 須的平均長度100-50 μ m,直徑O. 3-1 μ m,密度3. 1-3. 3g/cm3。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的填充增強(qiáng)的尼龍6復(fù)合材料，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián) 劑為 KH-560。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的填充增強(qiáng)的尼龍6復(fù)合材料，其特征在于所述的助劑為銅 鹽、四[β-(3，5-二特丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和雙(2. 4-二叔丁基苯基) 季戊四醇二亞磷酸酯中的一種或幾種。
9.一種制備權(quán)利要求I所述的填充增強(qiáng)的尼龍6復(fù)合材料的方法，其特征在于具體 步驟如下Α)將尼龍6樹脂、硅灰石、晶須、硅烷偶聯(lián)劑和助劑按配比加入高混機(jī)中，在室溫下進(jìn) 行混合均勻；B)利用雙螺桿擠出機(jī)在220 260°C進(jìn)行擠出造粒，然后冷卻、烘干即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種填充增強(qiáng)的尼龍6復(fù)合材料，按重量百分比計(jì)，其組分和含量為尼龍6樹脂56％～59％；硅灰0％～40％；晶須0％～40％；硅烷偶聯(lián)劑0.5％～2％；助劑0.5％～2％；以上各組分的含量之和為100％。通過本發(fā)明技術(shù)方案制備獲得的復(fù)合材料，不僅具有良好的力學(xué)性能，還具有尺寸穩(wěn)定性高、光澤度高等優(yōu)點(diǎn)，符合汽車發(fā)動(dòng)機(jī)周邊及機(jī)械結(jié)構(gòu)零件的制造要求。
文檔編號C08K7/08GK102936409SQ201110233249
公開日2013年2月20日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者鐘魯, 劉志雄, 張永, 張現(xiàn)軍, 田晉麗, 李靚, 楊定吉甫 申請人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司