本發(fā)明屬于高分子材料加工和改性
技術領域：
，涉及一種玻璃纖維-礦物復合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料及制備方法。
背景技術：
：半芳香族尼龍是由脂肪族二胺或二酸與帶芳香環(huán)的二酸或二胺經(jīng)縮聚制得，是芳香族尼龍的一種，由于尼龍分子主鏈中引入了芳環(huán)結構，因而尼龍產(chǎn)品的耐熱性能和力學性能得到了提高，同時吸水率也有不同程度的降低，并且具有較好的性價比，是介于通用工程塑料和耐高溫工程塑料peek,lcp等之間的高耐熱性樹脂，主要用于汽車和電氣電子工業(yè)。根據(jù)產(chǎn)品的性能要求不同，目前各生產(chǎn)廠家開發(fā)出多種牌號的半芳香族尼龍產(chǎn)品，例如pa4t、pa6t、pa9t、pa10t、pa12t等。由于半芳香族尼龍和尼龍66相比，其最大的特點是耐熱性能優(yōu)良，吸水率低，與全芳香族尼龍相比，其具有容易加工的特性。因此隨著高新技術的迅速發(fā)展和環(huán)保事業(yè)的需要，其市場需求呈上升趨勢，其應用開發(fā)也有新的進展。聚苯醚(簡稱ppe或ppo)是一種具有良好的力學性能、化學穩(wěn)定性、介電性能、耐熱性以及阻燃性，是一種高性能的熱塑性工程塑料。自從ge公司1966年推出第一代改性聚苯醚產(chǎn)品后，聚苯醚產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，已經(jīng)成為繼pa、pc、pom的第四大工程塑料。未經(jīng)改性的聚苯醚具有良好的力學性能、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、耐水解性、高剛性及阻燃性等，但是ppo分子鏈剛性較大，缺口沖擊非常敏感，同時由于其較高的熔體粘度，使其不能注塑成型，因此極大的限制了其應用。聚苯醚及半芳香族尼龍固有的性能決定了二者之間合金性能的互補性，這就使半芳香族尼龍/聚苯醚合金成為綜合性能優(yōu)異的合金材料。早在上世紀80年代，聚苯醚與尼龍6，或尼龍66的合金相繼被開發(fā)成功，詳見專利us4315086、us4600741、us4732938等，廣泛應用在汽車、電子電氣等行業(yè)；中國專利cn102417720公開了用玻纖增強聚苯醚與尼龍66合金材料，玻璃纖維的加入在一定程度上增大了合金材料的強度和缺口沖擊強度；中國專利cn101724252公開了半芳香族尼龍與聚苯醚合金材料的制備方法；目前單純的用玻璃纖維增強復合材料，雖然能夠顯著的提高復合材料的強度、耐沖擊性能和熱力學性能，但是這樣卻往往會導致材料的表觀質量變差，出現(xiàn)玻纖外露或者有浮纖，而且還導致材料有較大的翹曲和收縮率。而礦物填料填充改性在改善材料的表觀質量上優(yōu)于玻璃纖維，但是會導致材料的韌性不足，強度提高不明顯、尺寸穩(wěn)定性較差。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術的缺陷而提供一種玻璃纖維-礦物復合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料及制備方法。為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種玻璃纖維-礦物復合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料，將玻璃纖維和礦物填料同時作為改性添加物加入到半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料中，由包含以下重量份的組分制成：所述的半芳香族尼龍樹脂由含有4-14個碳原子的長碳鏈脂肪族二胺和芳香族二元羧酸聚合制備而成。所述的半芳香族尼龍樹脂選自pa4t、pa6t、pa6i、pa7t、pa8t、pa9t、pa9i、pa10t、pa10i、pa12t、pa13t或pa14t。所述的玻璃纖維為無堿玻璃纖維。所述的礦物填料為云母、硅灰石、滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇高嶺土、蒙脫土或玻璃微珠中的一種或一種以上。所述的相容劑為馬來酸酐、馬來酸酐接枝sebs、馬來酸酐接枝苯乙烯或馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的一種或一種以上。所述的抗氧劑酚類高溫抗氧劑選自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯或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-(1h,3h,5h)-三酮中的一種或一種以上。所述的偶聯(lián)劑為乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酸丙酯基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、正鈦酸四異丙酯或異丙基三異十八酰鈦酸酯中的一種或者一種以上。所述的潤滑劑為硬脂酸鈣或硬脂酸鋅。一種上述玻璃纖維-礦物復合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)先將半芳香族尼龍樹脂、聚苯醚樹脂、礦物填料分別放入干燥箱內鼓風干燥備用；(2)將步驟(1)中干燥的20～40份半芳香族尼龍樹脂、10～30份聚苯醚樹脂、10～30份礦物填料的50％和3～5份相容劑、0.5～1份抗氧劑、0.5～1份偶聯(lián)劑、0.5～1份潤滑劑混合均勻；(3)從主喂料口加入步驟(2)中混合均勻的原料；(4)然后從側喂料口加入20～40份玻璃纖維和剩下50％的礦物填料，共混均勻，經(jīng)拉條、冷卻、切粒、干燥，最后包裝。所述的步驟(1)中，將半芳香族尼龍樹脂、聚苯醚樹脂、礦物填料分別于100～120℃、100～110℃、110～130℃鼓風干燥6～8小時。所述的步驟(2)中，混合時間為5～10min。所述的步驟(4)中，雙螺桿擠出機的各段溫度設定為：一區(qū)溫度275±10℃，二區(qū)溫度285±10℃，三區(qū)溫度295±10℃，四區(qū)溫度300±10℃，五區(qū)溫度300±10℃，六區(qū)溫度310±10℃，七區(qū)溫度320±10℃，八區(qū)溫度325±10℃，九區(qū)溫度325±10℃，十區(qū)溫度320±10℃，機頭溫度為315±10℃，螺桿轉速250～350轉/分鐘。本發(fā)明同現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和有益效果：(1)經(jīng)過玻璃纖維和無機礦物填充改性的半芳香族尼龍，能夠顯著提高其強度、剛性和熱性能，此外礦物填充半芳香族尼龍具有良好的表觀質量和尺寸穩(wěn)定性、低翹曲，加工性能優(yōu)異，成型快等優(yōu)點。(2)所用的無機礦物填料通過硅烷偶聯(lián)劑處理，礦物填料和半芳香族尼龍樹脂基體以及玻璃纖維之間的結合能力大幅度提高，保證了無機礦物填料在樹脂基體中可以均勻的分布。(3)在加工過程中，無機礦物填料通過主喂料口或側喂料口分別加入，可以解決高填充含量時粉體下料不均問題，提高粉體分散程度，使其在基體樹脂中均勻分布，保證材料的性能的穩(wěn)定。具體實施方式以下結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。下列實施例中的玻璃纖維為無堿玻璃纖維。實施例1玻璃纖維-礦物復合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa10t30份、聚苯醚20份、玻璃纖維40份、硅灰石10份、馬來酸酐5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣1份；制備方法：(1)將半芳香族尼龍樹脂、聚苯醚樹脂、礦物填料分別于100～120℃、100～110℃、110～130℃鼓風干燥6～8小時；(2)將步驟(1)中的半芳香族尼龍樹脂、聚苯醚樹脂、礦物填料總量的50％和相容劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑、潤滑劑投入高速混合機中，均勻混合10min；(3)從主喂料口加入步驟(2)中混合均勻的原料；(4)然后從側喂料口加入玻璃纖維和余下50％的礦物填料，經(jīng)熔融擠出，造粒；雙螺桿擠出機的各段溫度設定為：一區(qū)溫度275±10℃，二區(qū)溫度285±10℃，三區(qū)溫度295±10℃，四區(qū)溫度300±10℃，五區(qū)溫度300±10℃，六區(qū)溫度310±10℃，七區(qū)溫度320±10℃，八區(qū)溫度325±10℃，九區(qū)溫度325±10℃，十區(qū)溫度320±10℃，機頭溫度為315±10℃，螺桿轉速250～350轉/分鐘，螺桿轉速250～350轉/分鐘。實施例2玻璃纖維-礦物復合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa10t30份、聚苯醚20份、玻璃纖維30份、硅灰石20份、馬來酸酐5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣1份；制備方法同實施例1。實施例3玻璃纖維-礦物復合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa10t30份、聚苯醚20份、玻璃纖維20份、硅灰石30份、馬來酸酐5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣1份；制備方法同實施例1。實施例4玻璃纖維-礦物復合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa10t40份、聚苯醚10份、玻璃纖維35份、硅灰石15份、馬來酸酐5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣1份；制備方法同實施例1。實施例5玻璃纖維-礦物復合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa6t30份、聚苯醚20份、玻璃纖維35份、硅灰石15份、馬來酸酐5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣1份；制備方法同實施例1。實施例6玻璃纖維-礦物復合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa9t20份、聚苯醚30份、玻璃纖維35份、硅灰石15份、馬來酸酐5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣1份；制備方法同實施例1。實施例7玻璃纖維-礦物復合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa6t20份、聚苯醚10份、玻璃纖維40份、云母粉30份、馬來酸酐5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣1份；制備方法同實施例1。實施例8玻璃纖維-礦物復合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa9t40份、聚苯醚30份、玻璃纖維20份、云母粉10份、馬來酸酐5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣1份；制備方法同實施例1。實施例9玻璃纖維-礦物復合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa10t30份、聚苯醚20份、玻璃纖維40份、硅灰石10份、馬來酸酐3份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5份、0.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣0.5份；制備方法同實施例1.實施例10玻璃纖維-礦物復合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa10t30份、聚苯醚20份、玻璃纖維30份、硅灰石20份、馬來酸酐4份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.8份、0.8份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣0.8份；制備方法同實施例1。實施例11玻璃纖維-礦物復合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa10t30份、聚苯醚20份、玻璃纖維20份、硅灰石30份、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物5份、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯1份、1份γ-氨丙基三甲氧基硅烷、硬脂酸鋅1份；制備方法同實施例1。實施例11玻璃纖維-礦物復合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa10t30份、聚苯醚20份、玻璃纖維20份、硅灰石30份、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物3份、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯0.5份、0.5份γ-氨丙基三甲氧基硅烷、硬脂酸鋅0.5份；制備方法同實施例1。表1性能測試方法單位實施例1實施例2實施例3拉伸強度astmd638mpa197185171彎曲強度astmd790mpa284278262彎曲模量astmd790mpa124311107810259izod缺口沖擊強度astmd256kj/m2211813hdtiso75-2℃283279275上述的對實施例的描述是為便于該
技術領域：
的普通技術人員能理解和應用本發(fā)明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內。當前第1頁12