一种高抗冲、低浮纤的增强pp/pa6合金材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚丙烯复合材料，特别是一种具有高抗冲、低浮纤的玻纤增强PP/ PA6合金材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯树脂(PP)是一种用途广泛的通用塑料，它的优点是密度低、价格便宜，电绝 缘性和耐化学腐蚀性优良，加工性能和耐热性在通用热塑性塑料中最高，耐折叠性很好。作 为非极性的结晶性材料，其吸水率很低，熔点在165°C左右。
[0003] PP经玻纤增强改性后，PP材料具备了高强度、高模量，机械性能、耐热性和尺寸稳 定性得到大的改善。但是，增强PP作为绝大部分外观制件的材料来使用时，产品表面光洁 度、浮纤都必须达到一定的要求，而且在使用过程中要求抗冲击性好、抗跌落性强。PA6具有 优良的综合性能，除了优异的力学性能外，还兼具耐磨、耐有机溶剂、摩擦系数小、自润滑性 能优良、加工性能好等优点。但PA6也存在缺点，如吸水性大，尺寸稳定性差。
[0004] 现有技术制备的玻纤增强PP材料，虽然可以使强度和模量大幅提高，但是抗冲强 度却较低，通常为了尽量减少玻纤外露又采取了较为复杂的母粒法二次造粒;另一方面，采 用新型改进设备来加工，如长玻纤增强PP(LGFT)，可以明显提高PP的力学性能，但限于加工 成本高且需后处理来消除制件的浮纤现象，因而不适用于推广。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在提供一种高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，以克服上述技术问 题。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6 合金材料，由以下按照重量百分比计的原料组成：（1)PP树脂40.6~70%;(2斤六6树脂6~ 20% ; (3)无碱玻纤纱5~35% ; (4)相容剂3~8% ; (5)抗浮纤填料助剂0.8~2.5% ; (6)偶联 剂0.2~0.5%; (7)抗氧剂0.2~0.8%; (8)加工助剂0.8~1.5%。
[0007] 本发明还具有包括以下：
[0008] 所述的PP树脂为均聚PP和嵌段共聚PP的混合物，重量比为2~3:1~2。
[0009]所述的均聚PP树脂的熔体流动速率为30-100g/10min，嵌段共聚PP树脂的熔体流 动速率为3_8g/10min。
[0010]所述的PA6树脂为中低粘度，相对粘度为2.4~2.8。
[0011] 所述无碱玻纤为为无碱连续玻纤，纤维直径为11-20M1。
[0012] 所述相容剂为马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯的接枝物，其接枝率为 0.6 ~1.2%〇
[0013] 所述抗浮纤填料助剂为金属氧化物、滑石粉、空心玻璃微珠、蒙脱土或高岭土中一 种或其混合物。
[0014] 所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DSTP中一种或其混合物。
[0015]所述的加工助剂为改性乙撑双硬脂酰胺(TAF)、聚乙烯蜡或硅酮粉中的一种或其 混合物。
[0016]具体的是：
[0017]所述的pp树脂为均聚pp和嵌段共聚pp的混合物，重量比为2~3:1~2。均聚PP树脂 优选为PP粉茂名石化的320粉，共聚PP优选为燕山石化的K8003,优选比例为2~3:1。
[0018]所述的PA6树脂为中低粘树脂，相对粘度为2.3-2.8,优选为中粘PA6新会美达的M2800或低粘PA6台湾集盛的TP4208。
[0019]所述无碱玻纤为为无碱连续玻纤，纤维直径为11_20μπι，优选为巨石集团的玻纤 988Α〇
[0020] 所述相容剂为马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯的接枝物，其接枝率为 0.6~1.2 %，优选为沈阳四维的SWJ-1B，接枝率为0.8 %。
[0021] 所述抗浮纤助剂为金属氧化物、滑石粉、空心玻璃微珠、蒙脱土或高岭土中一种或 其混合物组成。优选金属氧化物与空心玻璃微珠的混合物，其中金属氧化物为氧化锌。
[0022] 所述偶联剂为硅烷偶联剂，优选为ΚΗ-550。
[0023]所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DSTP中一种或其混合物，优选为 1010:168 = 1:2。
[0024]所述的加工助剂为改性乙撑双硬脂酰胺(TAF)、聚乙烯蜡或硅酮粉中的一种或其 混合物，优选为TAF:硅酮粉=2:1。
[0025]另外，本发明还提供了一种制备该高抗冲、低浮纤增强ΡΡ/ΡΑ6合金材料的制备方 法，该方法包括以下步骤：
[0026] (1)原料处理及混合：
[0027]将ΡΡ树脂、烘干的ΡΑ6树脂、相容剂、偶联剂、抗浮纤填料助剂、抗氧剂、加工助剂等 原料在混料机中混合3~5分钟，充分搅拌使各组分均匀分散；
[0028] (4)熔融挤出：
[0029]将混合好的物料在双螺杆挤出机上挤出造粒，无碱玻纤通过挤出机的玻纤口加 入，调节主机转速和喂料频率，保持一定的真空度，熔融挤出温度在205~225°C之间，主机 转速为380~430rpm;
[0030] (5)造粒及后处理：
[0031]对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。
[0032]本发明的高抗冲、低浮纤增强PP/PA6合金材料采用合金方式选取了合适的基体配 比(粘度比）、抗浮纤与流变加工助剂，具备成本低、成型工艺简单的特点，力学性能突出，同 时制件表面无浮纤，可满足家电产品中不同风轮、扇叶及洗衣机部件在中高频环境下的使 用要求，亦可替代部分工程结构件。
【具体实施方式】
[0033]为了更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步说明，实 施例不对本发明构成任何形式的限制。
[0034]下面实施例中所使用的均聚聚丙烯为PP320粉，共聚聚丙烯为K8003,熔体流动速 率在230°C/2.16Kg条件下分别测得为35-40g/10min和3g/10min;中粘PA6的相对粘度为 2.8，低粘PA6的相对粘度为2.4;连续无碱玻纤988A优选巨石的ER13-2000-988A，其直径在 14μπι;偶联剂为硅烷偶联剂KH-550;抗浮纤填料助剂为氧化锌与空心玻璃微珠的混合物(重 量比1:3);抗氧剂为1010与168的混合物（重量比1:2);加工助剂为TAF与硅酮粉的混合物 (重量比2:1)。
[0035]按照表1中的各实施例的原料配方方案按重量分数进行称量，将各组分原料按比 例加入到高速混合机中，混合均匀，备用;将混匀之后的物料在双螺杆挤出机中进行挤出造 粒，挤出机分为9个区，ΡΡ树脂、ΡΑ6树脂、接枝ΡΡ、偶联剂、抗浮纤填料助剂、抗氧剂和加工助 剂从1区加入，连续无碱玻维在4区加入;经熔融挤出，然后经过水冷后，由切粒机切成长度 为2-5mm的粒子，得到高抗冲、低浮纤增强ΡΡ/ΡΑ6合金材料。其中，各区加工温度依次为185 °C，195°C，200°C，200°C，210°C，210°C，220°C，220°C，225°C，主机转速为 410rpm，真空度为 0.2MPa。挤出造粒之后的粒子进行重新干燥之后，进行注塑，制备出测试力学性能的样板或 样条。各实施例的测试标准及测试结果如表2所示。
[0036]表1各实施例所用原料及重量(kg)
[0039]表2各实施例所得产品性能测试结果
[0041]综合表2可以看出，本发明的PP/PA6合金材料具备高模量、高抗冲、低浮纤的特点， 而组分比、抗浮纤助剂、加工助剂的合理配合才能达到较好的效果。以上实施例是本发明的 较佳实施方案，凡依本发明技术方案所作出的改变，所产生的功能作用未能超出本发明技 术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，其特征在于，其按重量百分比由以下组 份组成： PP树脂 40.6~70% PA6树脂 6~20% 无碱破纤纱 545% 相容剂 3~8% 抗浮纤填料助剂 0.8-2.5% 偶联剂 0.2~0.5% 抗氧剂 0.2~0,8% 加工助剂 0.8-1:.5%2. 如权利要求1所述的高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，其特征在于：所述的PP 树脂为均聚PP和嵌段共聚PP的混合物，重量比为2~3:1~2。3. 如权利要求1所述的高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，其特征在于：所述的均 聚PP树脂的熔体流动速率为30-100g/10min，嵌段共聚PP树脂的熔体流动速率为3-8g/ 10min〇4. 如权利要求1所述的高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，其特征在于:所述的PA6 树脂为中低粘度，相对粘度为2.4~2.8。5. 如权利要求1所述的高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，其特征在于：所述无碱 玻纤为为无碱连续玻纤，纤维直径为11-20μηι。6. 如权利要求1所述的高抗冲、低浮纤的增强ΡΡ/ΡΑ6合金材料，其特征在于：所述相容 剂为马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯的接枝物，其接枝率为0.6~1.2%。7. 如权利要求1所述的高抗冲、低浮纤的增强ΡΡ/ΡΑ6合金材料，其特征在于：所述抗浮 纤填料助剂为金属氧化物、滑石粉、空心玻璃微珠、蒙脱土或高岭土中一种或其混合物。8. 如权利要求1所述的高抗冲、低浮纤的增强ΡΡ/ΡΑ6合金材料，其特征在于:所述抗氧 剂为抗氧剂1 〇 1 〇、抗氧剂168、抗氧剂DSTP中一种或其混合物。9. 如权利要求1所述的高抗冲、低浮纤的增强ΡΡ/ΡΑ6合金材料，其特征在于：所述的加 工助剂为改性乙撑双硬脂酰胺(TAF)、聚乙烯蜡或硅酮粉中的一种或其混合物。10. 制备如权利要求1~9任何一项所述的高抗冲、低浮纤的增强ΡΡ/ΡΑ6合金材料的方 法，其特征在于，该方法包括以下步骤： (1) 原料处理及混合： 将PP树脂、烘干的ΡΑ6树脂、相容剂、偶联剂、抗浮纤填料助剂、抗氧剂、加工助剂等原料 在混料机中混合3~5分钟，充分搅拌使各组分均匀分散； (2) 熔融挤出： 将混合好的物料在双螺杆挤出机上挤出造粒，无碱玻纤通过挤出机的玻纤口加入，调 节主机转速和喂料频率，保持一定的真空度，熔融挤出温度在205~225°C之间，主机转速为 380~430rpm; (3)造粒及后处理： 对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。
【专利摘要】本发明公开了一种高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料，所述高抗冲、低浮纤增强聚丙烯复合材料的配方按照重量百分比为：聚丙烯树脂40.6～70％，尼龙树脂6～20％，无碱玻纤纱5～35％，相容剂3～8％，抗浮纤填料助剂0.8～2.5％，偶联剂0.2～0.5％，抗氧剂0.2～0.5％，加工助剂0.8～1.5％；其中抗浮纤填料助剂为金属氧化物、滑石粉、空心玻璃微珠、蒙脱土或高岭土中一种或其混合物组成。该高抗冲、低浮纤玻纤增强聚丙烯复合材料，性价比高、成型性好、力学性能突出，同时制件表面光洁度高无明显浮纤，可满足家电产品中不同风轮、扇叶及洗衣机部件在中高频环境下的使用要求。另外，本发明还提供了一种该高抗冲、低浮纤的增强PP/PA6合金材料的制备方法。
【IPC分类】C08K13/04, C08L83/04, C08K5/134, C08L77/02, C08L23/12, C08L23/14, C08K5/526, C08L51/06, C08K7/28, C08K7/14, C08K5/544, C08K5/20, C08K3/22
【公开号】CN105419102
【申请号】CN201511004723
【发明人】王 琦, 皮正亮, 葛嘉宝, 叶建华
【申请人】广东威林工程塑料有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月25日