玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 尼龍(Nylon)，學(xué)名聚酰胺(Polyamide)，簡稱為PA，是指高分子鏈上具有酰胺基 (一NHC0-)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的熱塑性樹脂的總稱。聚酰胺雖然種類較多，但主要由兩種方法 制得，一種是由二元羧酸與二元胺發(fā)生官能團(tuán)間的縮聚反應(yīng)制備；另一種是用己內(nèi)酰胺或 ω-氨基己酸開環(huán)聚合得到。隨著社會的發(fā)展，工程塑料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車制造、電子電 氣、航空航天等行業(yè)，但工程塑料面臨的使用環(huán)境也會越來越苛刻，比如高溫、高電壓、高 濕、高負(fù)荷、化學(xué)試劑等，對工程塑料的性能要求也越高，常常需要在高溫條件下保持其力 學(xué)性能，提高阻燃性能或電性能等。近年來，尼龍的主要改性方法可分為共聚改性、共混改 性以及填充改性。但是目前采用的改性方法針對性很強(qiáng)，某些性能不能兼顧。玻璃纖維價格 低廉，強(qiáng)度和楊氏模量較尼龍樹脂大10倍，吸水率非常低，耐熱和耐化學(xué)藥品性能和機(jī)械性 能出色，是一種理想的工程用增強(qiáng)材料，但是當(dāng)玻璃纖維的含量超過40%后，其增強(qiáng)效果變 得不明顯，反而延張性下降，而且表面出現(xiàn)浮纖、光澤度下降等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，有必要針對上述問題，提供一種玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，不僅具有較好的 表面性能，同時具有較好的機(jī)械性能。
[0004] -種玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，包括如下重量百分比的各組分： 尼龍樹脂 35~66.8%;
[0005] 短切破璃纖維 30~60%; 納米層狀娃酸鹽.2~15%; 相容劑 卜5%;
[0006] 潤滑劑 0.卜1%; 抗氡劑 0.1~1%〇
[0007] 在其中一個實施例中，包括如下重量百分比的各組分： 尼龍樹脂 37.4~52.4%; 短切玻璃纖維 40~55%; 納米層狀硅酸鹽2~5%;
[0008] 相容劑 1~5%:; 潤滑劑 0 3%; 抗氧劑 0.3%。
[0009] 在其中一個實施例中，所述尼龍樹脂為尼龍6、尼龍66、尼龍46或高溫尼龍的至少 一種。
[00?0]在其中一個實施例中，所述納米層狀娃酸鹽為納米云母。
[0011] 在其中一個實施例中，所述納米云母的縱橫比的平均值不小于20。
[0012] 在其中一個實施例中，包括如下重量百分比的各組分： 尼龍 6 52.4%; 短切玻璃纖維 40%; 納米云母 5%:
[0013] 相容劑 2%; 潤滑劑 0.3%; 抗氧劑 0.3%。
[0014] 在其中一個實施例中，所述短切玻璃纖維的平均長度為1~10mm，平均直徑為7~ 18μπι〇
[0015] 在其中一個實施例中，所述相容劑為馬來酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌 段共聚物。
[0016] 在其中一個實施例中，所述潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺、硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯 中的至少一種。
[0017] 在其中一個實施例中，所述抗氧化劑為受阻酚類或含磷抗氧劑的至少一種。
[0018] 上述玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，通過納米層狀硅酸鹽填料與玻璃纖維協(xié)同增強(qiáng)，不 僅保持了玻璃纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的優(yōu)點，進(jìn)一步提高了復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性，克服 了高玻璃纖維含量增強(qiáng)導(dǎo)致的材料尺寸穩(wěn)定性差、表面較差等缺點，而且對材料的顏色影 響較小，機(jī)械性能優(yōu)異、流動性較好，可應(yīng)用于需求高強(qiáng)度的機(jī)械、汽車零件制造。
【具體實施方式】
[0019] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面對本發(fā)明的具體實 施方式做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是 本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā) 明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0020] -種玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，包括如下重量百分比的各組分：尼龍樹脂：35~ 66.8 % ;短切玻璃纖維：30~60 % ;納米層狀硅酸鹽:2~15 % ;相容劑：1~5 % ;潤滑劑:0.1 ~1 % ;抗氧劑:〇. 1~1 %。
[0021] 進(jìn)一步地，一種玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，包括如下重量百分比的各組分：尼龍樹 月旨:37.4~52.4% ;短切玻璃纖維:40~55% ;納米層狀硅酸鹽:2~5% ;相容劑：1~5% ;潤 滑劑:〇. 3% ;抗氧劑:0.3%，以提尚材料的機(jī)械性能及表面性能。
[0022] 具體地，所述尼龍樹脂為尼龍6、尼龍66、尼龍46或高溫尼龍的至少一種。所述納米 層狀硅酸鹽為納米云母。所述納米云母的縱橫比的平均值不小于20;例如，所述納米云母的 縱橫比的平均值為25至90;例如，所述納米云母的縱橫比的平均值為30,且所述納米云母的 縱橫比的最小值不小于20，此時，材料的機(jī)械性能優(yōu)異、流動性較好。
[0023]具體地，所述短切玻璃纖維為無堿短切玻璃纖維，所述短切玻璃纖維的平均長度 為1~10mm，平均直徑為7~18μπι。例如，所述短切玻璃纖維的平均長度為5~8mm，平均直徑 為10~16μπι。又如，所述短切玻璃纖維的平均長度為6mm，平均直徑為14μπι;這樣，具有材料 尺寸穩(wěn)定性較好的效果。
[0024]具體地，所述相容劑為馬來酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，即 SEBS-g-MAH。
[0025] 具體地，所述潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺、硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一 種。例如，所述潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺與硅酮粉，兩者的質(zhì)量比例為1:1.5。
[0026] 具體地，所述抗氧化劑為受阻酚類或含磷抗氧劑的至少一種。
[0027] 在本發(fā)明一實施例中，玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料包括如下重量百分比的各組分:尼 龍6 : 52.4 % ;短切玻璃纖維：40 % ;納米云母：5 % ;相容劑：2 % ;潤滑劑：0.3 % ;抗氧劑： 0.3%〇
[0028] 本發(fā)明一實施例中還提供一種玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備方法，包括如下步 驟：
[0029] S110、按上述重量百分比稱取原料并進(jìn)行干燥，其中，尼龍樹脂的干燥條件為80~ 100°C條件下干燥4~8h;
[0030] S120、將干燥后的尼龍樹脂、納米層狀硅酸鹽、相容劑、潤滑劑及抗氧劑均勻混和 后加入雙螺桿擠出機(jī)的料斗內(nèi)，并在雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)向喂料口處添加短切玻璃纖維后擠 出；
[0031] 例如，將干燥后的尼龍樹脂、納米層狀硅酸鹽、相容劑、潤滑劑及抗氧劑加入高速 混合機(jī)中混合15~20m i η，使原料混合均勾后加入雙螺桿擠出機(jī)。
[0032] 具體地，雙螺桿擠出機(jī)工藝條件設(shè)置為：一區(qū)溫度為200~220°C，二區(qū)溫度為220 ~240°C，三區(qū)溫度為220~240°C，四區(qū)溫度為220~250°C，五區(qū)溫度為220~250°C，六區(qū)溫 度為220~240°C，七區(qū)溫度為220~240°C，八區(qū)溫度為220~240°C，九區(qū)溫度為220~250 °C，主機(jī)轉(zhuǎn)速為240~400rpm，產(chǎn)量為200kg/h。
[0033] S130、擠出后冷卻、干燥、切粒，得到玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料。
[0034] 下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照國家標(biāo) 準(zhǔn)測定。若沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，則按照通用的國際標(biāo)準(zhǔn)、常規(guī)條件、或按照制造廠商所建 議的條件進(jìn)行。
[0035] 在實施例及對比例復(fù)合材料配方中，尼龍6牌號為PA6-YH400,岳陽石化生產(chǎn)。所述 玻璃纖維牌號為988A，巨石集團(tuán)生產(chǎn)。所述層狀納米層狀硅酸鹽為納米云母，靈壽縣鼎鴻礦 產(chǎn)品加工廠生產(chǎn)。所述相容劑牌號為KT-25,沈陽科通塑膠有限公司生產(chǎn)。所述潤滑劑為 PETS，美國Lonza公司生產(chǎn)。所述抗氧劑為1098和S9228按1:1混合。其中抗氧劑1098牌號為 IRGAN0X 1098,化學(xué)名稱為N，N'_雙-(3-(3，5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；┘憾?，抗氧 劑1098牌號為Doverpho S-9228,化學(xué)名稱為雙(2,4_二枯基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯，美 國Dover公司生產(chǎn)。
[0036] 例如，玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟：
[0037]將尼龍6在100°C條件干燥6h，將納米云母在100°C條件干燥8h。將干燥后的尼龍6、 納米云母、相容劑、潤滑劑、抗氧劑在高速混合機(jī)中攪拌3分鐘后加入雙螺桿擠出機(jī)料斗，并 在雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)向喂料口處添加短切玻璃纖維。雙螺桿擠出機(jī)工藝條件設(shè)置為:一區(qū) 溫度為200~220°C，二區(qū)溫度為220~240°C，三區(qū)溫度為220~240°C，四區(qū)溫度為220~250 °C，五區(qū)溫度為220~250°C，六區(qū)溫度為220~240°C，七區(qū)溫度為220~240°C，八區(qū)溫度為 220~240°C，九區(qū)溫度為220~250°C，主機(jī)轉(zhuǎn)速為240~400rpm，產(chǎn)量為200kg/h。擠出后冷 卻、干燥、切粒，得到玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料。
[0038]例如，玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的性能檢測方法包括以下步驟：
[0039] 拉伸強(qiáng)度按ASTM-D638標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行拉伸強(qiáng)度的檢測，試樣類型為I型，樣條尺寸 (_):(165±2)\(12.70±0.2)\(3.20±0.2)，拉伸速度為50_/11^11。
[0040] 彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按ASTM-D790標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗，試樣尺寸（mm): (127 ± 2) X (12·7±0·2) \(3.20±0.2)，彎曲速度