本發(fā)明屬于高分子材料及其加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

尼龍6(PA6)是己內(nèi)酰胺的線型聚合物，一個(gè)分子鏈中酰胺基團(tuán)與氮原子連接的氫原子能與另一個(gè)分子鏈上的酰胺基團(tuán)的氧原子締合而成氫鍵，氫鍵的形成增大了分子鏈之間的作用力，有利于大分子在一定程度上的定向排列。所以PA分子間作用力較強(qiáng)，分子鏈具有柔順性，易結(jié)晶，具有較高的結(jié)晶度和高熔點(diǎn)，嵌入酰胺基團(tuán)之間的亞甲基是非極性疏水基團(tuán)，提供分子柔順性，賦予材料良好韌性。

近年來，機(jī)電及汽車行業(yè)的塑膠制品外殼，例如電子電器部件外殼，汽車輪圈蓋，馬達(dá)外殼等，越來越多不同領(lǐng)域產(chǎn)品需要高光澤度才能滿足產(chǎn)品的需求，也易于滿足噴漆和染色等后期工藝需求，同時(shí)還要較為優(yōu)異的力學(xué)性能及長期使用穩(wěn)定性，而這些產(chǎn)品對于尼龍材料的需求和依賴也越來越大。

目前市場上使用的尼龍材料主要是PA6或PA66玻纖填充改性和礦物填充改性材料。PA6由于玻纖填充含量的不同，其材料流動(dòng)性能的也有很大差異，雖然玻纖填充材料的收縮率較低，但是成型溫度和加工的工藝控制比較困難，制品不易飽和，而且產(chǎn)品外觀粗糙不光滑，容易起浮纖和紋路。經(jīng)過時(shí)間推移和長時(shí)間使用，產(chǎn)品的外觀上可能發(fā)生變黃現(xiàn)象，單一的礦物填充雖然容易控制成型加工，較好的提高材料的流動(dòng)性和表面優(yōu)異性，但是力學(xué)性能包括材料的韌性和強(qiáng)度硬度方面都較差，收縮率也較大，不能滿足高光表面產(chǎn)品的機(jī)械和物理性能要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料，具有表面光澤度好、著色性好、在不同條件下均能保持較高的尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)；能在高低溫下長期穩(wěn)定使用的，并具穩(wěn)定的力學(xué)性能和耐化學(xué)腐蝕性。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料的制備方法，通過該方法獲得一種高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料。

為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料，其是由以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的以下原料制備而成：

PA6 60-70％，

玻璃微珠10-15％，

偶聯(lián)劑0.2-1％，

復(fù)合成核劑0.5-1％，

抗氧劑0.2-0.8％，

流動(dòng)改性劑0.5-1.5％，

玻璃纖維15-25％；

其中，上述原料的重量百分?jǐn)?shù)總和為100％。

本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料中，作為進(jìn)一步的方案，所述PA6的粘度為2.3-2.52dl/g。

本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料中，作為進(jìn)一步的方案，所述流動(dòng)改性劑為硅酮粉、樹枝狀聚合物、PE蠟、TAF粉中一種或兩種以上以任意比混合。

本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料中，作為進(jìn)一步的方案，所述復(fù)合成核劑選自納米二氧化硅、30000目超細(xì)滑石粉、苯甲酸鈉、長鏈線性飽和羧酸鈉鹽中的兩種或三種以上以任意比混和。

本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料中，作為進(jìn)一步的方案，所述玻璃纖維為無堿長玻纖，無堿長玻纖的直徑為5-14μm。

本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料中，作為進(jìn)一步的方案，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、為氨基硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑中的一種或兩種以上以任意比混合。

本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料中，作為進(jìn)一步的方案，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和磷酸酯類抗氧劑按照重量比為1:1復(fù)配而成。

本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料中，作為進(jìn)一步的方案，所述玻璃微珠粒度為10-250微米，壁厚1-2微米。

一種高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料的制備方法，該制備方法包括以下步驟：

1)原材料處理及混合：按照原料配方量將PA6烘干，控制水分在0.04％以下；然后與偶聯(lián)劑加入高速混料機(jī)中攪拌混合，得到混合物；

2)在上述混合物中依次加入玻璃微珠、抗氧劑、復(fù)合成核劑、流動(dòng)改性劑，繼續(xù)攪拌使各組分充分分散均勻，得到預(yù)混料；

3)熔融擠出：將上述預(yù)混料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出；

4)造粒及后處理：對擠出后的物料依次經(jīng)過冷卻、風(fēng)干、切粒、包裝后得到成品。

本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料的制備方法，作為進(jìn)一步的方案，步驟3)中，熔融擠出溫度為250-280℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200-900r/min。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

1.本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料具有表面光澤度好、著色性好、在不同條件下均能保持較高的尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)；能在高低溫下長期穩(wěn)定使用的，并具穩(wěn)定的力學(xué)性能和耐化學(xué)腐蝕性；

2.本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料中添加了玻璃微珠礦物材料填充，使材料流動(dòng)性更好，因而注塑產(chǎn)品制件時(shí)可以使得表面光澤度更好，去浮纖效果明顯，使表面平滑，同時(shí)有效降低成本；

3.本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料通過添加復(fù)合成核劑，使材料內(nèi)部晶粒均勻分布，結(jié)晶更加完善，結(jié)晶度好，注塑產(chǎn)品制件時(shí)獲得更加優(yōu)異的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性；

4.本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料通過添加流動(dòng)改性劑，使材料的內(nèi)潤滑效果顯著，得到更好的產(chǎn)品表面效果，且注塑產(chǎn)品制件時(shí)有更加廣泛且穩(wěn)定的工藝調(diào)節(jié)范圍；

5.本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料可以廣泛應(yīng)用于制作各種環(huán)境下使用的馬達(dá)外殼、汽車輪圈蓋、電子電器部件外殼等。

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料，其是由以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的以下原料制備而成：

PA6 60-70％，

玻璃微珠10-15％，

偶聯(lián)劑0.2-1％，

復(fù)合成核劑0.5-1％，

抗氧劑0.2-0.8％，

流動(dòng)改性劑0.5-1.5％，

玻璃纖維15-25％；

其中，上述原料的重量百分?jǐn)?shù)總和為100％。

本發(fā)明中所提及的“PA6”是指聚酰胺6樹脂。由于PA6的粘度對于溫度變化很敏感，并且粘度對PA6的收縮率有一定的影響。因此，為了獲得收縮率適中的尼龍材料，本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料中，作為進(jìn)一步的方案，所述PA6的粘度為2.3-2.52dl/g。

本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料中，作為進(jìn)一步的方案，所述流動(dòng)改性劑為硅酮粉、樹枝狀聚合物、PE蠟、TAF粉中一種或兩種以上以任意比混合。優(yōu)選的，流動(dòng)改性劑為上述兩種以復(fù)配。

本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料中采用復(fù)合成核劑，可以使PA材料內(nèi)部晶粒均勻分布，結(jié)晶更加完善，結(jié)晶度好，注塑產(chǎn)品制件時(shí)獲得更加優(yōu)異的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性。本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料中，優(yōu)選的，所述復(fù)合成核劑選自納米二氧化硅、30000目超細(xì)滑石粉、苯甲酸鈉、長鏈線性飽和羧酸鈉鹽(科萊恩公司生產(chǎn)的產(chǎn)品型號為NAV101)中的兩種或三種以上以任意比混和。其中，最佳的，采用至少一種無機(jī)成核劑與至少一種有機(jī)成核劑復(fù)合，例如可以是納米二氧化硅與苯甲酸鈉的復(fù)合成核劑、或者是30000目超細(xì)滑石粉與苯甲酸鈉的復(fù)合成核劑。應(yīng)為無機(jī)成核劑與有機(jī)成核劑的復(fù)合成核劑，兩者之間會有協(xié)同的作用。例如，納米二氧化硅與苯甲酸鈉的復(fù)合成核劑中，由于納米二氧化硅存在，苯甲酸鈉在PA6基體中不會過分集中，團(tuán)聚現(xiàn)象減少，使成核不會過于集中，有利于提高PA6的力學(xué)性能；而苯甲酸鈉的存在，又使納米二氧化硅在起增強(qiáng)作用的同時(shí)，PA6可在成核劑的存在下更快結(jié)晶，獲得比單獨(dú)加入納米二氧化硅更加優(yōu)異的力學(xué)性能。

由于由于PA6吸水性較大，尺寸穩(wěn)定性較差，且強(qiáng)度不及金屬鋁，限制了它在某些結(jié)構(gòu)材料中的應(yīng)用；PA 6的力學(xué)性能主要取決于其分子主鏈的化學(xué)鍵和分子間作用力；添加一定填料后，PA6的吸水率下降，尺寸穩(wěn)定性提高，而強(qiáng)度受填料強(qiáng)度和親和程度影響而相應(yīng)的升高。長玻纖在復(fù)合材料中是互相交織在一起的無序排列，而不像短玻纖那樣在復(fù)合材料中沿流動(dòng)方向排列；與短玻纖復(fù)合材料相比，正是這種無序排列狀態(tài)和玻纖長度的增加，使長玻纖復(fù)合材料表現(xiàn)出較高的力學(xué)性能，優(yōu)異的耐熱性、耐疲勞性和耐磨性，以及較好的填充性、低翹曲性和各向同性等；由于長纖維的纖維端頭較少，相比短玻纖復(fù)合材料的在性能上也有所貢獻(xiàn)優(yōu)。因此，在本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料中，所述玻璃纖維為無堿長玻纖，無堿長玻纖的直徑為5-14μm。隨著玻纖含量的提高，PA復(fù)合材料任一截面上的玻纖數(shù)目增多了，當(dāng)受到?jīng)_擊力時(shí)，材料內(nèi)部的應(yīng)力得到分散，每根玻纖受到的平均應(yīng)力減少，所以復(fù)合材料斷裂時(shí)能夠吸收更多的能量，使得沖擊強(qiáng)度變大。同時(shí)，隨著玻纖含量的增加，玻纖與玻纖之間的基體變薄，更有利于應(yīng)力在材料內(nèi)部的傳遞，同時(shí)，玻纖的受力更加均勻，使得復(fù)合材料的沖擊性能得到提高。同時(shí)也可以得知PA6樹脂的彎曲性能對于玻纖的加入非常敏感。與純PA6樹脂相比，玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料在外力作用下，復(fù)合材料任一截面上有大量的玻纖承載外力，而要使這些玻纖的抽出或斷裂，需要施加更大的載荷去克服玻纖與基體材料之間的各種作用力。因此，玻纖的加入提高了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。

本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料中，作為進(jìn)一步的方案，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、為氨基硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑中的一種或兩種以上以任意比混合。

本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料中，作為進(jìn)一步的方案，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和磷酸酯類抗氧劑按照重量比為1:1復(fù)配而成。

玻璃微珠(GB)作為一種新型的硅酸鹽材料，形狀為規(guī)則的球形，長徑比固定，同時(shí)具有質(zhì)輕、低導(dǎo)熱、無毒、不燃、化學(xué)穩(wěn)定性好、高分散、隔音、耐高低溫、電絕緣性和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料中。在本發(fā)明的研究中發(fā)現(xiàn)：玻璃微珠作為一種硅酸鹽填料，表面附有一定含量的極性基團(tuán)如羥基等，與具有極性的PA6基體有著較好的界面作用，同時(shí)能對PA6起到了增強(qiáng)和增剛的作用；因此，添加玻璃微珠能使材料流動(dòng)性更好，因而注塑產(chǎn)品制件時(shí)可以使得表面光澤度更好，去浮纖效果明顯，使表面平滑。優(yōu)選的，在本發(fā)明中所采用的玻璃微珠粒度為10-250微米，壁厚1-2微米。

一種高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料的制備方法，該制備方法包括以下步驟：

1)原材料處理及混合：按照原料配方量將PA6烘干，控制水分在0.04％以下；然后與偶聯(lián)劑加入高速混料機(jī)中攪拌混合，得到混合物；

2)在上述混合物中依次加入玻璃微珠、抗氧劑、復(fù)合成核劑、流動(dòng)改性劑，繼續(xù)攪拌使各組分充分分散均勻，得到預(yù)混料；

3)熔融擠出：將上述預(yù)混料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出；

4)造粒及后處理：對擠出后的物料依次經(jīng)過冷卻、風(fēng)干、切粒、包裝后得到成品。

在本發(fā)明的研究中發(fā)現(xiàn)，提高螺桿轉(zhuǎn)速增大了玻纖與樹脂之間的作用力，更容易引起玻纖的斷裂，玻纖長度相應(yīng)減小，力學(xué)性能相應(yīng)會下降。因此，為了保證PA材料的力學(xué)性能；本發(fā)明所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料的制備方法中，優(yōu)選的，步驟3)中，熔融擠出溫度為250-280℃，螺桿轉(zhuǎn)速為200-900r/min。

以下是本發(fā)明部分具體實(shí)施例，在下述實(shí)施例中，所采用的原料、試劑以及設(shè)備處特殊限定外，均可以通過商業(yè)渠道獲得。

實(shí)施例1-實(shí)施例3

實(shí)施例1-實(shí)施例3所述的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料，通過以下方法制備而成：

1)原材料處理及混合：按照原料配方量將PA6烘干，控制水分在0.04％以下；然后與偶聯(lián)劑加入高速混料機(jī)中攪拌1min，得到混合物；

2)在上述混合物中依次加入玻璃微珠、抗氧劑、復(fù)合成核劑、流動(dòng)改性劑，繼續(xù)攪拌2min使各組分充分分散均勻，得到預(yù)混料；

3)熔融擠出：將上述預(yù)混料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出；其中，擠出機(jī)熔融擠出溫度設(shè)定在250-280℃范圍內(nèi)，真空度為0.08Pa，主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為500r/min；

4)造粒及后處理：對擠出后的物料依次經(jīng)過冷卻、風(fēng)干、切粒、包裝后得到成品。

實(shí)施例1-實(shí)施例3中原料配比參見表1。

表1：實(shí)施例1-實(shí)施例3中原料配比

性能檢測

對實(shí)施例1-3所得到的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料進(jìn)行性能測試項(xiàng)目、測試所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)以及測試結(jié)果參見表2。

表2：實(shí)施例1-3的測試結(jié)果

表2的結(jié)果中可以看出，本發(fā)明制備的高光澤尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料不僅表面光澤度好，而且性價(jià)比高、各項(xiàng)性能優(yōu)異。拉伸強(qiáng)度高、彎曲模量最大可達(dá)5674MPa，彎曲強(qiáng)度最佳可達(dá)237MPa，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度佳可達(dá)14KJ/M2，流動(dòng)性能(熔融指數(shù)))可高達(dá)36g/10min。

上述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不能以此來限定本發(fā)明保護(hù)的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實(shí)質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。