一種用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物，按重量百分比計(jì)，包括如下組分：40~60%尼龍；2~5%增韌劑；1~3%聚烯烴；35~50%玻璃纖維；1~2%擴(kuò)鏈劑；0~2%加工助劑；其中，所述尼龍選自尼龍6、尼龍66的一種或者兩者的混合物；所述尼龍?jiān)?5℃，98%濃硫酸中的相對(duì)粘度為3.4~4.0；本發(fā)明通過對(duì)配方及各組分含量的合理篩選，得到一種具有高熔體強(qiáng)度、高機(jī)械強(qiáng)度和韌性，以及具有很好的表面性能的用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物；所得的用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物的MFI低至1g/10min以下熔體強(qiáng)度在4級(jí)以上，拉伸強(qiáng)度在190MPa以上，彎曲強(qiáng)度在270MPa以上，缺口沖擊強(qiáng)度在14kJ/m2以上，同時(shí)表面基本可達(dá)到無浮纖；特別適用于擠出成型的模制件，是替代鋁合金結(jié)構(gòu)件的最佳選擇。
【專利說明】一種用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子領(lǐng)域，特別涉及一種用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]塑料相比于金屬具有成型性好、加工方便、價(jià)格低廉，因此塑膠替代金屬成為制造業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。尼龍、特別是玻纖增強(qiáng)尼龍材料因具有高強(qiáng)度、高模量、優(yōu)異的沖擊性能，使之成為取代金屬材料的最佳選擇。玻纖增強(qiáng)尼龍材料的以塑代鋼實(shí)際應(yīng)用主要以注塑制件為主，但注塑模制件往往難以取代大型金屬結(jié)構(gòu)件。而擠出成型則適合制備大型結(jié)構(gòu)件。目前鮮有涉及到擠出成型玻纖增強(qiáng)尼龍材料，這是因?yàn)椴＠w增強(qiáng)尼龍材料在擠出成型過程中，由于尼龍材料熔體強(qiáng)度不高導(dǎo)致基礎(chǔ)不穩(wěn)定，擠出制件表面浮纖嚴(yán)重，擠出時(shí)易產(chǎn)生中空縮孔致使惡化材料性能，擠出制件外觀難以滿足應(yīng)用要求，從而影響了玻纖增強(qiáng)尼龍材料在擠出成型領(lǐng)域的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物的熔體強(qiáng)度、剛性及表面性能方面的不足，本發(fā)明的首要目的是提供一種具有高熔體強(qiáng)度、高機(jī)械強(qiáng)度和韌性，以及具有很好的表面性能的用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供上述用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物的制備方法。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供上述用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物的用途。
[0006]本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物，按重量百分比計(jì)，包括如下組分:
尼龍40~60% ；
增韌劑2~5% ；
聚烯烴I~3% ；
玻璃纖維 35~50% ；
擴(kuò)鏈劑I~2% ；
加工助劑 0~2% ；
其中，所述尼龍選自尼龍6、尼龍66的一種或者兩者的混合物；所述尼龍?jiān)?5°C，98%濃硫酸中的相對(duì)粘度為3.4^4.0。
[0007]發(fā)明人通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在采用上述配方范圍后，所得尼龍復(fù)合物才能同時(shí)具有較高的熔體強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度(拉伸強(qiáng)度及彎曲強(qiáng)度)、韌性、以及具有很好的表面光滑度。當(dāng)選擇在該范圍以外的比例，則不能同時(shí)滿足上述熔體強(qiáng)度、機(jī)械性能、韌性、表面性能同時(shí)達(dá)到較佳值。[0008]所述尼龍的數(shù)均分子量的取值范圍為35000-60000。
[0009]其中，所述增韌劑選自馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠(EPDM-MAH)、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-ΜΑΗ)、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝三元乙丙橡膠(EPDM-GMA)、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-GMA)中的一種或幾種的混合物。
[0010]其中，所述聚烯烴選自聚丙烯和/或聚乙烯；優(yōu)選為聚乙烯；更優(yōu)選為數(shù)均分子量大于300000的線性低密度聚乙烯(LLDPE)。
[0011]其中，所述玻璃纖維選自直徑為If 14 μ m的短切纖維。
[0012]其中，所述擴(kuò)鏈劑選自環(huán)氧樹脂、雙羧基官能團(tuán)封端聚碳酸酯、乙烯-馬來酸酐共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物中的一種 或幾種的混合物；優(yōu)選為環(huán)氧樹脂；更優(yōu)選為環(huán)氧值為100~400的雙酚A型環(huán)氧樹脂。
[0013]其中，所述加工助劑選自抗氧劑、潤(rùn)滑劑、顏料的一種或幾種的混合物。
[0014]所述抗氧劑選自受阻酚類抗氧劑和/或亞磷酸酯類抗氧劑；優(yōu)選受阻酚類抗氧劑Ingranoxl098,亞磷酸酯類抗氧劑P-EPQ ;所述的抗氧劑也可選自N, N’ -雙-(3-(3, 5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧劑1098)、四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)、三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑168)、二縮三乙二醇雙[β - (3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯](抗氧劑245)、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)異氰尿酸(抗氧劑3114 )、I，3，5-三甲基-2，4，6- (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯甲基)苯(抗氧劑1330)、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羥基-2，6- 二甲基芐基)-1, 3，5-三嗪-2，4，6-(1Η，3Η, 5Η)-三酮(抗氧劑1790),1,3, 5-三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)異氰尿酸(抗氧劑3114)的一種或幾種的混合物。
[0015]所述潤(rùn)滑劑選自氧化聚乙烯蠟、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、褐煤蠟、聚酯蠟、季戊四醇硬脂酸酯中的一種或幾種的混合物。
[0016]所述顏料可以是本領(lǐng)域常用的任選顏料中的一種或幾種的混合物。
[0017]上述用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物的制備方法，包括如下步驟:
將尼龍、增韌劑、聚烯烴、擴(kuò)鏈劑以及加工助劑混合，加入到雙螺桿擠出機(jī)；將玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的第三區(qū)加入，12(T320°C下熔融擠出造粒，得到用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物。
[0018]其中，雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度12(T210°C，二區(qū)溫度24(T300°C，三區(qū)溫度240^300 0C,四區(qū)溫度24(T300°C，五區(qū)溫度240~320°C，六區(qū)溫度240~320°C，機(jī)頭溫度26(T320°C，壓力為 12 ~18Mpa。
[0019]所述的用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物在擠出成型的模制件中的應(yīng)用；根據(jù)不同的需要，該擠出成型的模制件可以制作為框架制件、管材制件、板材制件、異型材制件
坐寸ο
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
I)本發(fā)明通過對(duì)配方及各組分含量的合理篩選，得到一種具有高熔體強(qiáng)度、高機(jī)械強(qiáng)度(拉伸強(qiáng)度及彎曲強(qiáng)度)和韌性，以及具有很好的表面性能的用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物。
[0021]2)本發(fā)明所得的用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物的熔體強(qiáng)度的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(MFI)低至lg/10min以下(MFI越低，熔體強(qiáng)度越高)，熔體強(qiáng)度在4級(jí)以上，拉伸強(qiáng)度在190MPa以上，彎曲強(qiáng)度在270MPa以上，缺口沖擊強(qiáng)度在14kJ/m2以上，同時(shí)表面基本可達(dá)到無浮纖。
[0022]3)本發(fā)明所得的用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物特別適用于擠出成型的模制件，是替代鋁合金結(jié)構(gòu)件的最佳選擇。
【具體實(shí)施方式】
[0023]現(xiàn)對(duì)實(shí)施例及對(duì)比例所用的原材料做如下說明，但不限于這些材料:
尼龍6-1，數(shù)均分子量21000，相對(duì)粘度2.4，廣東新會(huì)美達(dá)股份有限公司；
尼龍6-2，數(shù)均分子量40000，相對(duì)粘度3.6，DSM集團(tuán)；
尼龍6-3，數(shù)均分子量56000，相對(duì)粘度4.0, BASF集團(tuán)；
尼龍6-4，數(shù)均分子量27000，相對(duì)粘度2.8，廣東新會(huì)美達(dá)股份有限公司；
尼龍6-5，數(shù)均分子量31000，相對(duì)粘度3.2，中石化岳陽石化股份有限公司；
尼龍66-1，數(shù)均分子量20500，相對(duì)粘度2.4，平頂山神馬集團(tuán)；
尼龍66-2，數(shù)均分子 量26000，相對(duì)粘度2.7，平頂山神馬集團(tuán)；
尼龍66-3，數(shù)均分子量35000，相對(duì)粘度3.4，平頂山神馬集團(tuán)；
尼龍66-4，數(shù)均分子量58000，相對(duì)粘度4.0, LANXESS集團(tuán)；
尼龍66-5，數(shù)均分子量27000，相對(duì)粘度2.6，浙江華峰工程塑料有限公司；
尼龍66-6，數(shù)均分子量30000，相對(duì)粘度2.9，美國(guó)首諾集團(tuán)；
EPDM-MAH，寧波能之光新材料有限公司；
EPDM-GMA，寧波能之光新材料有限公司；
Ρ0Ε-ΜΑΗ，寧波能之光新材料有限公司；
P0E-GMA，寧波能之光新材料有限公司；
LLDPE,中石化揚(yáng)子石化股份有限公司；
擴(kuò)鏈劑:環(huán)氧樹脂，殼牌集團(tuán)；
玻璃纖維-1，直徑為11 μ m的短切玻璃纖維；
玻璃纖維_2，直徑為14 μ m的短切玻璃纖維；
抗氧劑:Ingranox 1098 ；
潤(rùn)滑劑:季戊四醇硬脂酸酯；
黑色顏料:苯胺黑。
[0024]實(shí)施例及對(duì)比例的性能測(cè)試按如下標(biāo)準(zhǔn)或方法進(jìn)行:
(1)熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(MFI):GB/T3682-2000標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)；測(cè)試溫度為280°C ；
(2)拉伸強(qiáng)度:GB/T1040標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)；拉伸速度為10mm/min ；
(3)彎曲強(qiáng)度、彎曲模量及撓度按GB9341/T標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)；彎曲速度為2mm/min ；
(3)缺口沖擊強(qiáng)度按GB/T2571標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。缺口類型為A類，小試樣；
(4)熔體強(qiáng)度評(píng)價(jià)指標(biāo):采用長(zhǎng)徑比為32的單螺桿擠出機(jī)，模頭6CmX6Cm(3mm厚)矩形模頭，熔融段溫度設(shè)定為280°C，模頭溫度300°C，轉(zhuǎn)速設(shè)定為250rpm/min。
[0025]熔體強(qiáng)度I級(jí):擠出時(shí)材料出模頭，保持矩形形狀〈1cm ;不斷裂。
[0026]熔體強(qiáng)度2級(jí):擠出時(shí)材料出模頭，保持矩形形狀I(lǐng)cmlcm ;不斷裂。
[0027]熔體強(qiáng)度3級(jí):擠出時(shí)材料出模頭，保持矩形形狀4cnT6Cm ;不斷裂。[0028]熔體強(qiáng)度4級(jí):擠出時(shí)材料出模頭，保持矩形形狀ecnTScm ;不斷裂。
[0029]熔體強(qiáng)度5級(jí):擠出時(shí)材料出模頭，保持矩形形狀>8cm ;不斷裂。
[0030]下面通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受下述實(shí)施例的限制。
[0031]實(shí)施例中，所用的尼龍?jiān)暇?jīng)過在120°C下進(jìn)行真空干燥4小時(shí)的處理得到的尼龍；
以下以具體實(shí)施例的方式加以說明，所述原料除非特別說明，均為重量份；
在本發(fā)明中助劑對(duì)產(chǎn)品的性能影響不大，對(duì)于其它常見的助劑不一一舉例。
[0032]實(shí)施例8
通過如下制備方法，制備實(shí)施例1的用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物:
稱取經(jīng)過在120°C下進(jìn)行真空干燥4小時(shí)的處理得到的尼龍6 57份、增韌劑EPDM-MAH3份、LLDPE 3份、擴(kuò)鏈劑2份、玻璃纖維35份，并放入到攪拌器中混合3min ;將步驟混合好的原料加入到雙螺桿擠出機(jī)，進(jìn)行加工，在雙螺桿擠出機(jī)的第三區(qū)加入玻璃纖維，加工工藝如下:雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度12(T210°C，二區(qū)溫度24(T300°C，三區(qū)溫度24(T300°C，四區(qū)溫度24(T300°C，五區(qū)溫度24(T320°C，六區(qū)溫度24(T320°C，機(jī)頭溫度26(T320°C，壓力為12~18Mpa。
[0033]參照表1記載的份量，按照實(shí)施例1的制備方法，制備實(shí)施例21的用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物。
[0034]表1
【權(quán)利要求】
1.一種用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物，其特征在于，按重量百分比計(jì)，包括如下組分: 尼龍40~60% ； 增韌劑2~5% ； 聚烯烴I~3% ； 玻璃纖維 35~50% ； 擴(kuò)鏈劑I~2% ； 加工助劑 0~2% ； 其中，所述尼龍選自尼龍6、尼龍66的一種或者兩者的混合物；所述尼龍?jiān)?5°C，98%濃硫酸中的相對(duì)粘度為3.4~4.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物，其特征在于，所述尼龍的數(shù)均分子量的取值范圍為35000-60000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物，其特征在于，所述增韌劑選自馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠(EPDM-MAH)、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-ΜΑΗ)、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝三元乙丙橡膠(EPDM-GMA)、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-GMA)中的一種或幾種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物，其特征在于，所述聚烯烴選自聚丙烯和/或聚乙烯；優(yōu)選為聚乙烯；更優(yōu)選為數(shù)均分子量大于300000的線性低密度聚乙烯(LLDPE)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物，其特征在于，所述玻璃纖維選自直徑為11~ 14 μ m的短切纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物，其特征在于，所述擴(kuò)鏈劑選自環(huán)氧樹脂、雙羧基官能團(tuán)封端聚碳酸酯、乙烯-馬來酸酐共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物中的一種或幾種的混合物；優(yōu)選為環(huán)氧樹脂；更優(yōu)選為環(huán)氧值為100-400的雙酚A型環(huán)氧樹脂。
7.如權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 將尼龍、增韌劑、聚烯烴、擴(kuò)鏈劑以及加工助劑混合，加入到雙螺桿擠出機(jī)；將玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的第三區(qū)加入，120~320°C下熔融擠出造粒，得到用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物。
8.如權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的用于擠出成型的玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合物在擠出成型的模制件中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C08L77/06GK103937231SQ201410091157
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】譚麟, 黃險(xiǎn)波, 梁惠強(qiáng), 丁超, 孫東海, 袁紹彥, 吉繼亮 申請(qǐng)人:金發(fā)科技股份有限公司