本发明属于聚己二酰己二胺组合物领域,尤其是涉及一种高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物。
背景技术:
之前国内外大多采用PVC、ABS等材料来生产隔热条,但其产量、质量低下,存在严重的质量隐患,目前国内外大多采用增强尼龙66(PA66)复合材料来挤出隔热型材,且制定了行业标准。但目前使用的增强尼龙66材料普遍存在挤出速率慢,外观差,性能波动大的缺点,严重影响了产品的生产效率和产品质量。
隔热条行业的I型隔热条国家标准主要性能参数为:无缺口冲击≥35KJ/m2,弹性模量≥4500MPa,室温横向抗拉特征值≥70MPa,玻纤含量为25%±2.5%。
长期以来,在不影响增强PA66材料的力学和加工性能的前提下,提高隔热条挤出速率和成型外观一直是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明旨在提出一种高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物,该组合物通过加入一定比例增韧剂和铁粉,能有效提高的材料韧性,改善玻纤外漏的,并能显著提高材料的挤出速率,提高生产效率。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物,该组合物由包括如下重量份的原料制成:尼龙66:56-75份,增韧剂:0-10份,短切玻璃纤维:20-30份,铁粉:0.01-1.5份,其他助剂:0.1-3份。
优选的,所述的组合物由包括如下重量份的原料制成:尼龙66:60-75份,增韧剂:2-10份,短切玻璃纤维:23-27份,铁粉:0.5-1.5份,其他助剂:0.5-2份。
进一步,所述的尼龙66为尼龙66新料、尼龙66回料中的一种或两种的混合物;所述的尼龙66新料的特性粘度为2.0-3.6dl/g;优选的,所述的尼龙66新料的特性粘度为2.0-2.8dl/g。
所述的尼龙66回料为安全气囊布料回收后进行造粒得到的粒料。
进一步,所述的增韧剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)中的一种或两种的混合物。
进一步,所述的短切玻璃纤维的直径为5-24um,长度为3-9mm;所述的短切玻璃纤维为无碱玻璃纤维。
进一步,所述的铁粉的粒度为3-50μm。
进一步,所述的其他助剂为润滑剂、抗氧剂和偶联剂的混合物;所述的润滑剂、抗氧剂与偶联剂的质量比为3:1:1。
所述的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将尼龙66在100-140℃下烘干3-6h,然后再将增韧剂、铁粉、其他助剂与烘干后的尼龙66放入高速混合机中混合均匀形成预混料;
(2)将所述的预混料从双螺杆挤出机的主喂料口中加入,将短切玻璃纤维从侧喂料口加入,经熔融挤出后造粒即得高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料。
进一步,所述的步骤(2)中双螺杆挤出机各个螺筒的温度为230-280℃;所述的步骤(2)中制备得到的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料中的短切玻璃纤维的保留长度为微米量级。
所述的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的用途,所述的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物用于在制备建材隔热条中的应用。
相对于现有技术,本发明所述的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物具有以下优势:
本发明所述的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物通过POE-g-MAH组分对材料熔融状态下熔体强度的调整,使挤出时更稳定;铁粉的加入显著提高了组合物材料挤出速率,对提高组合物制备的隔热条生产效率具有明显作用;整体配方组分的优化,制得了具有高性能,高挤出速率,良外观,能满足隔热条行业对材料性能和外观的要求,具有很重要的应用推广价值。
具体实施方式
除非另外说明,本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义,为了便于理解本发明,将本文中使用的一些术语进行了下述定义。
本发明的实施例采用的原料具体如下:
尼龙66:平顶山神马集团,型号为EPR27;
玻璃纤维:泰山玻纤有限公司,型号为ECS10-3.0-T435N,直径为10um;
增韧剂:N406,宁波能之光新材料科技有限公司;
硅烷偶联剂:美国联碳公司,型号为KH-550;
抗氧化剂:汽巴公司,型号为IRGANOX1098;
润滑剂:美国STRUKTOL,型号为TR044;
铁粉,天津巴斯夫化工有限公司;粒径为10μm。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物,该组合物由包括如下重量份的原料制成:尼龙66:73.49份,增韧剂3份,短切玻璃纤维23份,铁粉0.01份,硅烷偶联剂0.1份、抗氧化剂0.1份和润滑剂0.3份。
该高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将尼龙66在120℃下烘干4h,然后再将增韧剂、铁粉、硅烷偶联剂、抗氧化剂、润滑剂与烘干后的尼龙66放入高速混合机中混合均匀形成预混料;
(2)将所述的预混料从双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比L/D=40)的主喂料口中加入,将短切玻璃纤维从侧喂料口加入,经熔融挤出后造粒即得高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料,粒料干燥4小时后,通过单螺杆挤出机在螺杆转速为35rpm,各区温度在290℃条件下熔融挤出后通过模具定型,制得14.8mm国标标准的I型的玻纤增强尼龙隔热条。
步骤(2)中双螺杆挤出机各个螺筒(由加料口到机头)的温度分别是:230℃、280℃、270℃、260℃、240℃、230℃、230℃、230℃、250℃、270℃,螺杆转速为300r/min,喂料量50kg/h;步骤(2)中制备得到的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料中的短切玻璃纤维的保留长度为微米量级。
实施例2
一种高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物,该组合物由包括如下重量份的原料制成:尼龙66:70.9份,增韧剂3份,短切玻璃纤维23份,铁粉0.1份,硅烷偶联剂0.6份、抗氧化剂0.6份和润滑剂1.8份。
该高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将尼龙66在120℃下烘干4h,然后再将增韧剂、铁粉、硅烷偶联剂、抗氧化剂、润滑剂与烘干后的尼龙66放入高速混合机中混合均匀形成预混料;
(2)将所述的预混料从双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比L/D=40)的主喂料口中加入,将短切玻璃纤维从侧喂料口加入,经熔融挤出后造粒即得高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料,粒料干燥4小时后,通过单螺杆挤出机在螺杆转速为35rpm,各区温度在290℃条件下熔融挤出后通过模具定型,制得14.8mm国标标准的I型的玻纤增强尼龙隔热条。
步骤(2)中双螺杆挤出机各个螺筒(由加料口到机头)的温度分别是:230℃、280℃、270℃、260℃、240℃、230℃、230℃、230℃、250℃、270℃,螺杆转速为300r/min,喂料量50kg/h;步骤(2)中制备得到的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料中的短切玻璃纤维的保留长度为微米量级。
实施例3
一种高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物,该组合物由包括如下重量份的原料制成:尼龙66:66.5份,增韧剂7份,短切玻璃纤维25份,铁粉0.5份,硅烷偶联剂0.2份、抗氧化剂0.2份和润滑剂0.6份。
该高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将尼龙66在120℃下烘干4h,然后再将增韧剂、铁粉、硅烷偶联剂、抗氧化剂、润滑剂与烘干后的尼龙66放入高速混合机中混合均匀形成预混料;
(2)将所述的预混料从双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比L/D=40)的主喂料口中加入,将短切玻璃纤维从侧喂料口加入,经熔融挤出后造粒即得高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料,粒料干燥4小时后,通过单螺杆挤出机在螺杆转速为35rpm,各区温度在290℃条件下熔融挤出后通过模具定型,制得14.8mm国标标准的I型的玻纤增强尼龙隔热条。
步骤(2)中双螺杆挤出机各个螺筒(由加料口到机头)的温度分别是:230℃、280℃、270℃、260℃、240℃、230℃、230℃、230℃、250℃、270℃,螺杆转速为300r/min,喂料量50kg/h;步骤(2)中制备得到的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料中的短切玻璃纤维的保留长度为微米量级。
实施例4
一种高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物,该组合物由包括如下重量份的原料制成:尼龙66:66.3份,增韧剂7份,短切玻璃纤维25份,铁粉0.8份,硅烷偶联剂0.2份、抗氧化剂0.2份和润滑剂0.6份。
该高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将尼龙66在120℃下烘干4h,然后再将增韧剂、铁粉、硅烷偶联剂、抗氧化剂、润滑剂与烘干后的尼龙66放入高速混合机中混合均匀形成预混料;
(2)将所述的预混料从双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比L/D=40)的主喂料口中加入,将短切玻璃纤维从侧喂料口加入,经熔融挤出后造粒即得高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料,粒料干燥4小时后,通过单螺杆挤出机在螺杆转速为35rpm,各区温度在290℃条件下熔融挤出后通过模具定型,制得14.8mm国标标准的I型的玻纤增强尼龙隔热条。
步骤(2)中双螺杆挤出机各个螺筒(由加料口到机头)的温度分别是:230℃、280℃、270℃、260℃、240℃、230℃、230℃、230℃、250℃、270℃,螺杆转速为300r/min,喂料量50kg/h;步骤(2)中制备得到的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料中的短切玻璃纤维的保留长度为微米量级。
实施例5
一种高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物,该组合物由包括如下重量份的原料制成:尼龙66:62.5份,增韧剂8份,短切玻璃纤维27份,铁粉1份,硅烷偶联剂0.3份、抗氧化剂0.3份和润滑剂0.9份。
该高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将尼龙66在120℃下烘干4h,然后再将增韧剂、铁粉、硅烷偶联剂、抗氧化剂、润滑剂与烘干后的尼龙66放入高速混合机中混合均匀形成预混料;
(2)将所述的预混料从双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比L/D=40)的主喂料口中加入,将短切玻璃纤维从侧喂料口加入,经熔融挤出后造粒即得高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料,粒料干燥4小时后,通过单螺杆挤出机在螺杆转速为35rpm,各区温度在290℃条件下熔融挤出后通过模具定型,制得14.8mm国标标准的I型的玻纤增强尼龙隔热条。
步骤(2)中双螺杆挤出机各个螺筒(由加料口到机头)的温度分别是:230℃、280℃、270℃、260℃、240℃、230℃、230℃、230℃、250℃、270℃,螺杆转速为300r/min,喂料量50kg/h;步骤(2)中制备得到的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料中的短切玻璃纤维的保留长度为微米量级。
实施例6
一种高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物,该组合物由包括如下重量份的原料制成:尼龙66:60份,增韧剂10份,短切玻璃纤维27份,铁粉1.5份,硅烷偶联剂0.3份、抗氧化剂0.3份和润滑剂0.9份。
该高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将尼龙66在120℃下烘干4h,然后再将增韧剂、铁粉、硅烷偶联剂、抗氧化剂、润滑剂与烘干后的尼龙66放入高速混合机中混合均匀形成预混料;
(2)将所述的预混料从双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比L/D=40)的主喂料口中加入,将短切玻璃纤维从侧喂料口加入,经熔融挤出后造粒即得高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料,粒料干燥4小时后,通过单螺杆挤出机在螺杆转速为35rpm,各区温度在290℃条件下熔融挤出后通过模具定型,制得14.8mm国标标准的I型的玻纤增强尼龙隔热条。
步骤(2)中双螺杆挤出机各个螺筒(由加料口到机头)的温度分别是:230℃、280℃、270℃、260℃、240℃、230℃、230℃、230℃、250℃、270℃,螺杆转速为300r/min,喂料量50kg/h;步骤(2)中制备得到的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料中的短切玻璃纤维的保留长度为微米量级。
实施例7
一种高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物,该组合物由包括如下重量份的原料制成:尼龙66:75份,短切玻璃纤维23份,铁粉1.5份,硅烷偶联剂0.1份、抗氧化剂0.1份和润滑剂0.3份。
该高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将尼龙66在120℃下烘干4h,然后再将增韧剂、铁粉、硅烷偶联剂、抗氧化剂、润滑剂与烘干后的尼龙66放入高速混合机中混合均匀形成预混料;
(2)将所述的预混料从双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比L/D=40)的主喂料口中加入,将短切玻璃纤维从侧喂料口加入,经熔融挤出后造粒即得高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料,粒料干燥4小时后,通过单螺杆挤出机在螺杆转速为35rpm,各区温度在290℃条件下熔融挤出后通过模具定型,制得14.8mm国标标准的I型的玻纤增强尼龙隔热条。
步骤(2)中双螺杆挤出机各个螺筒(由加料口到机头)的温度分别是:230℃、280℃、270℃、260℃、240℃、230℃、230℃、230℃、250℃、270℃,螺杆转速为300r/min,喂料量50kg/h;步骤(2)中制备得到的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料中的短切玻璃纤维的保留长度为微米量级。
实施例8
一种高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物,该组合物由包括如下重量份的原料制成:尼龙66:56份,增韧剂10份,短切玻璃纤维30份,铁粉1.5份,硅烷偶联剂0.5份、抗氧化剂0.5份和润滑剂1.5份。
该高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将尼龙66在120℃下烘干4h,然后再将增韧剂、铁粉、硅烷偶联剂、抗氧化剂、润滑剂与烘干后的尼龙66放入高速混合机中混合均匀形成预混料;
(2)将所述的预混料从双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比L/D=40)的主喂料口中加入,将短切玻璃纤维从侧喂料口加入,经熔融挤出后造粒即得高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料,粒料干燥4小时后,通过单螺杆挤出机在螺杆转速为35rpm,各区温度在290℃条件下熔融挤出后通过模具定型,制得14.8mm国标标准的I型的玻纤增强尼龙隔热条。
步骤(2)中双螺杆挤出机各个螺筒(由加料口到机头)的温度分别是:230℃、280℃、270℃、260℃、240℃、230℃、230℃、230℃、250℃、270℃,螺杆转速为300r/min,喂料量50kg/h;步骤(2)中制备得到的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料中的短切玻璃纤维的保留长度为微米量级。
对比例1
一种隔热条,由包括如下重量份的原料制成:尼龙66:71份,增韧剂3份,短切玻璃纤维23份,硅烷偶联剂0.6份、抗氧化剂0.6份和润滑剂1.8份。
该高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将尼龙66在120℃下烘干4h,然后再将增韧剂、硅烷偶联剂、抗氧化剂、润滑剂与烘干后的尼龙66放入高速混合机中混合均匀形成预混料;
(2)将所述的预混料从双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比L/D=40)的主喂料口中加入,将短切玻璃纤维从侧喂料口加入,经熔融挤出后造粒即得高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料,粒料干燥4小时后,通过单螺杆挤出机在螺杆转速为35rpm,各区温度在290℃条件下熔融挤出后通过模具定型,制得14.8mm国标标准的I型的玻纤增强尼龙隔热条。
所述的步骤(2)中双螺杆挤出机各个螺筒(由加料口到机头)的温度分别是:230℃、280℃、270℃、260℃、240℃、230℃、230℃、230℃、250℃、270℃,螺杆转速为300r/min,喂料量50kg/h;步骤(2)中制备得到的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料中的短切玻璃纤维的保留长度为微米量级。
对比例2
一种隔热条,由包括如下重量份的原料制成:尼龙66:67份,短切玻璃纤维25份,硅烷偶联剂0.2份、抗氧化剂0.2份和润滑剂0.6份。
该高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将尼龙66在120℃下烘干4h,然后再将硅烷偶联剂、抗氧化剂、润滑剂与烘干后的尼龙66放入高速混合机中混合均匀形成预混料;
(2)将所述的预混料从双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比L/D=40)的主喂料口中加入,将短切玻璃纤维从侧喂料口加入,经熔融挤出后造粒即得高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料,粒料干燥4小时后,通过单螺杆挤出机在螺杆转速为35rpm,各区温度在290℃条件下熔融挤出后通过模具定型,制得14.8mm国标标准的I型的玻纤增强尼龙隔热条。
步骤(2)中双螺杆挤出机各个螺筒(由加料口到机头)的温度分别是:230℃、280℃、270℃、260℃、240℃、230℃、230℃、230℃、250℃、270℃,螺杆转速为300r/min,喂料量50kg/h;所述步骤(2)中制备得到的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料中的短切玻璃纤维的保留长度为微米量级。
对比例3
一种隔热条,由包括如下重量份的原料制成:尼龙66:61.5份,短切玻璃纤维27份,硅烷偶联剂0.3份、抗氧化剂0.3份和润滑剂0.9份。
该高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将尼龙66在120℃下烘干4h,然后再将硅烷偶联剂、抗氧化剂、润滑剂与烘干后的尼龙66放入高速混合机中混合均匀形成预混料;
(2)将所述的预混料从双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm,长径比L/D=40)的主喂料口中加入,将短切玻璃纤维从侧喂料口加入,经熔融挤出后造粒即得高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料,粒料干燥4小时后,通过单螺杆挤出机在螺杆转速为35rpm,各区温度在290℃条件下熔融挤出后通过模具定型,制得14.8mm国标标准的I型的玻纤增强尼龙隔热条。
步骤(2)中双螺杆挤出机各个螺筒(由加料口到机头)的温度分别是:230℃、280℃、270℃、260℃、240℃、230℃、230℃、230℃、250℃、270℃,螺杆转速为300r/min,喂料量50kg/h;步骤(2)中制备得到的高性能高挤出速率玻璃纤维增强尼龙66组合物的粒料中的短切玻璃纤维的保留长度为微米量级。
将实施例1-8和对比例1-3注塑好的14.8mm国标标准的I型隔热条在25℃,50%的相对湿度下放置4小时后进行测试性能,具体的测试方法为:
(1)简支梁无缺口冲击强度:按ISO180测试;
(2)弯曲强度:按ISO178测试,速率为2mm/min;
(3)隔热条横拉强度特征值测试;
(4)生产速率:单位时间内隔热条生产的长度,单位:cm/min。
具体的测试结果见表1。
表1实施例1-8和对比例1-3的组分及测试结果
从实施例1-8和对比例1-3性能测试结果的数据对比可以看出,不同比例铁粉的加入能显著改善材料的力学性能和挤出速率,同时改善材料的收缩率,能有效的提高材料挤出过程中的稳定性,从而到达减少外观缺陷的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。