專利名稱：一種尼龍復合材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高分子復合材料的改性及其制備方式，具體涉及一種尼龍復合材料及其制備方法。
背景技術：
隨著汽車工業(yè)和家用電器的發(fā)展，對于尼龍類材料的需求量和功能化要求日益增大，因此本發(fā)明選取長石粉對于尼龍材料的抗壓強度、導熱性和成本方面進行改性，制備了高抗壓、導熱尼龍復合材料。長石粉是由長石經(jīng)粉末化后制得，微觀結(jié)構(gòu)為板狀、針狀或柱狀，由鉀長石、鈉長石、鈣長石和鋇長石中一種或幾種的組合物構(gòu)成。長石粉常用于陶瓷和玻璃工業(yè)，可以為工程塑料改善抗壓強度和導熱性，還可以大幅降低生產(chǎn)成本。目前改善尼龍材料導熱性通常采用加入石墨或碳纖維等方法，較此類方法相比本發(fā)明采用長石粉能夠?qū)崿F(xiàn)高填充量，可以較大幅度地提高導熱系數(shù)，同時大幅降低成本并提高抗壓強度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明制備了一種高抗壓、導熱性好的尼龍復合材料，能夠大幅提高尼龍材料的抗壓強度和導熱性，同時削減生產(chǎn)成本。本發(fā)明的尼龍復合材料，由下述重量份的原料制備而成
尼龍樹脂100份
長石粉IO 20份 抗氧劑O. 2^1份 潤滑劑O. 2^1份 助劑(Tl. 6份。所述的尼龍樹脂為尼龍6或尼龍66樹脂。所述的長石粉目數(shù)為4(Tl40目，微觀結(jié)構(gòu)為板狀、針狀或柱狀，為鉀長石、鈉長石、鈣長石和鋇長石一種或幾種的粉末狀組合物。所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯抗氧劑復配。所述的受阻酚類抗氧劑優(yōu)選四[β_ (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010);所述的亞磷酸酯抗氧劑優(yōu)選三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑 168)。所述的潤滑劑為次乙基雙硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯和乙烯-丙烯酸共聚物中的至少一種。所述的助劑為穩(wěn)定劑和/或增韌劑其中，穩(wěn)定劑優(yōu)選硬脂酸鈣和/或硬脂酸鋇；增韌劑優(yōu)選聚乙烯接枝馬來酸酐和/或聚烯烴彈性體接枝馬來酸酐。本發(fā)明的尼龍復合材料的制備方法，包括以下步驟(1)按重量配比稱取原料；
(2)將長石粉置于硅烷偶聯(lián)劑溶液中進行表面處理15 30min；
(3)將上述制備原料置于高速混合機分散5 15min；
(4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區(qū)溫度分別為180°C 195°C、220°C "240°C >230°C "265°C >230°C "270°C >230°C "265°C >230°C 265°C和 235°C 270°C，主機轉(zhuǎn)速350rpnT420rpm，切粒機頻率15Hz 30Hz。原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。步驟(2)中所述硅烷偶聯(lián)劑溶液優(yōu)選為質(zhì)量濃度15°/Γ55%的Y -氨丙基三乙氧基硅烷(ΚΗ550)、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(ΚΗ560)或N- ( β 一氨乙基)-Y-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷(ΚΗ792)的醇溶液；所述醇為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等常用醇溶劑；所述表面處理是采用常規(guī)的表面浸潰工藝即將長石粉進行溶液浸潰然后濾過干燥即可。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明創(chuàng)新性的采用具有板狀、針狀或柱狀的長石粉改性尼龍復合材料，屬于尼龍材料改性領域。本發(fā)明大幅提高了尼龍材料的抗壓強度和導熱性，抗壓強度和導熱系數(shù)最大可達到149MPa和2. 8w/m · V ;本發(fā)明操作工藝簡單，所制備復合材料性能優(yōu)越，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明內(nèi)容進行進一步的說明，但所述實施例并非是對本發(fā)明實質(zhì)精神的簡單限定，任何基于本發(fā)明實質(zhì)精神所作出的簡單變化或等同替換均應屬于本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。制備的樣品在23 °C、50%濕度下調(diào)節(jié)24小時后，分別采用ASTM D695和GB3399-1982抗壓強度和導熱系數(shù)。本發(fā)明的具體實施例如下
對照例
(1)按以下重量比例配備原料
尼龍6樹脂100份
抗氧劑1010O. 2份
抗氧劑168O. 2份
潤滑劑次乙基雙硬脂酰胺O. 2份 硬脂酸鈣O.1份
聚乙烯接枝馬來酸酐 O.1份
(2)將上述制備原料置于高速混合機分散15min；
(3)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區(qū)溫度分別為180°C、220°C、230°C、230°C、230°C、230°C和235°C，主機轉(zhuǎn)速350rpm，切粒機頻率15Hz。原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。所制得的普通尼龍材料性能見表一。實施例1
(I)按以下重量比例配備原料尼龍6樹脂100份
100目長石粉10份
抗氧劑1010O.1份
抗氧劑168O.1份
潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯O. 2份
(2)將長石粉置于質(zhì)量濃度為15%的KH550甲醇溶液中進行表面處理30min；
(3)將上述制備原料置于高速混合機分散5min；
(4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區(qū)溫度分別為180°C、220V、230 V、230°C、230°C、230°C和235°C，主機轉(zhuǎn)速350rpm，切粒機頻率15Hz。原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。所制得的耐高溫、高強度尼龍復合材料測試性能見表一。實施例2
(1)按以下重量比例配備原料
尼龍6樹脂100份
100目長石粉10份
抗氧劑1010O.1份
抗氧劑168O.1份
潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯O. 2份
(2)將長石粉置于質(zhì)量濃度為15%的KH550甲醇溶液中進行表面處理28min；
(3)將上述制備原料置于高速混合機分散5min；
(4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區(qū)溫度分別為180°C、220V、230 V、230°C、230°C、230°C和235°C，主機轉(zhuǎn)速350rpm，切粒機頻率15Hz。原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。所制得的耐高溫、高強度尼龍復合材料測試性能見表一。實施例3
(1)按以下重量比例配備原料
尼龍6樹脂100份
100目長石粉10份
抗氧劑1010O.1份
抗氧劑168O.1份
潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯O. 2份 硬脂酸鋇O. 3份
聚烯烴彈性體接枝馬來酸酐O. 2份
(2)將長石粉置于質(zhì)量濃度為20%的KH550甲醇溶液中進行表面處理28min；
(3)將上述制備原料置于高速混合機分散7min；
(4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區(qū)溫度分別為190°C、230V、235°C、235°C、235°C、235°C和240°C，主機轉(zhuǎn)速370rpm，切粒機頻率20Hz。原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。所制得的耐高溫、高強度尼龍復合材料測試性能見表一。
實施例4
(1)按以下重量比例配備原料
尼龍6樹脂100份
100目長石粉10份
抗氧劑1010O.1份
抗氧劑168O.1份
潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯O. 2份
(2)將長石粉置于質(zhì)量濃度為20%的KH550甲醇溶液中進行表面處理24min；
(3)將上述制備原料置于高速混合機分散7min；
(4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區(qū)溫度分別為190°C、230V、235°C、235°C、235°C、235°C和240°C，主機轉(zhuǎn)速370rpm，切粒機頻率20Hz。原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。所制得的耐高溫、高強度尼龍復合材料測試性能見表一。實施例5
(1)按以下重量比例配備原料
尼龍6樹脂100份 140目長石粉15份
抗氧劑1010O. 3份
抗氧劑168O. 3份
潤滑劑次乙基雙硬脂酰胺O. 5份
(2)將長石粉置于質(zhì)量濃度為25%的KH560甲醇溶液中進行表面處理24min；
(3)將上述制備原料置于高速混合機分散9min；
(4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區(qū)溫度分別為190°C、230V、235°C、235°C、235°C、235°C和240°C，主機轉(zhuǎn)速420rpm，切粒機頻率30Hz。原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。所制得的耐高溫、高強度尼龍復合材料測試性能見表一。實施例6
(1)按以下重量比例配備原料
尼龍6樹脂100份
140目長石粉15份
抗氧劑1010O. 3份
抗氧劑168O. 3份
潤滑劑次乙基雙硬脂酰胺O. 5份 硬脂酸鋇O. 6份
聚乙烯接枝馬來酸酐 O. 4份
(2)將長石粉置于質(zhì)量濃度為25%的KH560甲醇溶液中進行表面處理21min；
(3)將上述制備原料置于高速混合機分散9min；
(4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區(qū)溫度分別為190°C、230V、235°C、235°C、235°C、235°C和240°C，主機轉(zhuǎn)速420rpm，切粒機頻率30Hz。原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。所制得的耐高溫、高強度尼龍復合材料測試性能見表一。實施例7
(1)按以下重量比例配備原料
尼龍66樹脂100份
80目長石粉15份
抗氧劑1010O. 3份
抗氧劑168O. 3份
潤滑劑次乙基雙硬脂酰胺O. 5份
(2)將長石粉置于質(zhì)量濃度為30%的KH560乙醇溶液中進行表面處理21min；
(3)將上述制備原料置于高速混合機分散IOmin；
(4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區(qū)溫度分別為190°C、230°C、260°C、260°C、260°C、260°C和265°C，主機轉(zhuǎn)速350rpm，切粒機頻率15Hz。原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。所制得的耐高溫、高強度尼龍復合材料測試性能見表一。實施例8
(1)按以下重量比例配備原料
尼龍66樹脂100份
80目長石粉15份
抗氧劑1010O. 3份
抗氧劑168O. 3份
潤滑劑次乙基雙硬脂酰胺O. 5份
(2)將長石粉置于質(zhì)量濃度為30%的KH560乙醇溶液中進行表面處理19min；
(3)將上述制備原料置于高速混合機分散IOmin；
(4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區(qū)溫度分別為190°C、230°C、260°C、260°C、260°C、260°C和265°C，主機轉(zhuǎn)速350rpm，切粒機頻率15Hz。原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。所制得的耐高溫、高強度尼龍復合材料測試性能見表一。實施例9
(1)按以下重量比例配備原料
尼龍66樹脂100份
80目長石粉20份
抗氧劑1010O. 5份
抗氧劑168O. 5份
潤滑劑乙烯-丙烯酸共聚物I份
(2)將長石粉置于質(zhì)量濃度為40%的KH792乙醇溶液中進行表面處理19min；
(3)將上述制備原料置于高速混合機分散13min；
(4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區(qū)溫度分別為190°C、230°C、260°C、260°C、260°C、260°C和265°C，主機轉(zhuǎn)速350rpm，切粒機頻率15Hz。原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。所制得的耐高溫、高強度尼龍復合材料測試性能見表一。實施例10
(1)按以下重量比例配備原料
尼龍66樹脂100份
40目長石粉20份
抗氧劑1010O. 5份
抗氧劑168O. 5份
潤滑劑乙烯-丙烯酸共聚物I份 硬脂酸鈣I份
聚烯烴彈性體接枝馬來酸酐O. 6份
(2)將長石粉置于質(zhì)量濃度為40%的KH792乙醇溶液中進行表面處理17min；
(3)將上述制備原料置于高速混合機分散13min；
(4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區(qū)溫度分別為195°C、240°C、265°C、270°C、265°C、265°C和270°C，主機轉(zhuǎn)速420rpm，切粒機頻率30Hz。原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。所制得的耐高溫、高強度尼龍復合材料測試性能見表一。實施例11
(1)按以下重量比例配備原料
尼龍66樹脂100份
40目長石粉20份
抗氧劑1010O. 5份
抗氧劑168O. 5份
潤滑劑乙烯-丙烯酸共聚物I份
(2)將長石粉置于質(zhì)量濃度為50%的KH792乙醇溶液中進行表面處理17min；
(3)將上述制備原料置于高速混合機分散15min；
(4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區(qū)溫度分別為195°C、240°C、265°C、270°C、265°C、265°C和270°C，主機轉(zhuǎn)速420rpm，切粒機頻率30Hz。原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。所制得的耐高溫、高強度尼龍復合材料測試性能見表一。實施例12
(1)按以下重量比例配備原料
尼龍66樹脂100份
40目長石粉20份
抗氧劑1010O. 5份
抗氧劑168O. 5份
潤滑劑乙烯-丙烯酸共聚物I份
(2)將長石粉置于質(zhì)量濃度為55%的KH792乙醇溶液中進行表面處理15min；
(3)將上述制備原料置于高速混合機分散15min；(4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區(qū)溫度分別為195°C、240 V、265°C、270°C、265°C、265°C和270°C，主機轉(zhuǎn)速420rpm，切粒機頻率30Hz。原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。所制得的耐高溫、高強度尼龍復合材料測試性能見表一。表一
權(quán)利要求
1.一種尼龍復合材料，其特征在于，由下述重量份的原料制備而成 尼龍樹脂100份 長石粉IO 20份 抗氧劑O. 2^1份 潤滑劑O. 2^1份 助劑(Tl. 6份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尼龍復合材料，其特征在于，所述的尼龍樹脂為尼龍6或尼龍66樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尼龍復合材料，其特征在于，所述的長石粉目數(shù)為4(Γ140 目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尼龍復合材料，其特征在于，所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯抗氧劑復配。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尼龍復合材料，其特征在于，所述的潤滑劑為次乙基雙硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯和乙烯-丙烯酸共聚物中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尼龍復合材料，其特征在于，所述的助劑為穩(wěn)定劑和/或增韌劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種尼龍復合材料，其特征在于，所述的穩(wěn)定劑為硬脂酸鈣和/或硬脂酸鋇。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種尼龍復合材料，其特征在于，所述的增韌劑為聚乙烯接枝馬來酸酐和/或聚烯烴彈性體接枝馬來酸酐。
9.權(quán)利要求1-8中任一項所述的尼龍復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)按重量配比稱取原料； (2)將長石粉置于硅烷偶聯(lián)劑溶液中進行表面處理15 30min； (3)將上述制備原料置于高速混合機分散5 15min； (4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區(qū)溫度分別為180°C 195°C、220°C "240°C >230°C "265°C >230°C "270°C >230°C "265°C >230°C 265°C和 235°C 270°C，主機轉(zhuǎn)速350rpnT420rpm，切粒機頻率15Hz 30Hz，原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。
10.如權(quán)利要求9所述的尼龍復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述硅烷偶聯(lián)劑溶液為質(zhì)量濃度15°/Γ55%的Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或N- (β 一氨乙基)-Y-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷的醇溶液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高分子復合材料及其制備方法，屬于尼龍改性制性領域。該尼龍復合材料由下述重量份的原料制成尼龍樹脂100份、長石粉10~20份、抗氧劑0.2~1份、潤滑劑0.2~1份以及其他助劑0~1.6份。本發(fā)明大幅提高了尼龍材料的抗壓強度和導熱性，生產(chǎn)操作工藝簡單，制造成本低，所制備的復合材料性能優(yōu)越，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C08K5/20GK103059561SQ201310015209
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者楊桂生, 李梟 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司