一种高玻纤填充增强尼龙复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高玻纤填充增强尼龙复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 尼龙是聚酰胺树脂的简称，由于具有酰胺基团，具有一定的极性，其结构中由于具 有牢固的氢键存在，使得尼龙熔点较高，且化学性质稳定，进而在汽车、家电、建材等行业得 到广泛的应用。然后随着科技的不断发展，尼龙材料在汽车、家电、建筑等领域的使用要求 越来越苛刻，普通增强材料在刚性、强度等方面已经满足不了使用要求，需要通过添加更多 的增强材料才能满足使用要求，而添加大量的增强材料，在生产加工过程中会出现增强材 料与基体树脂分散不均匀问题，注塑表面也会出现大量浮纤，进而达不到预期理想的效果。
【发明内容】
[0003]本发明为解决目前市场上局限于加工工艺问题，其添加高玻纤含量填充增强尼 龙，存在加工挤出困难、玻璃纤维在基体树脂中分散不好以及注塑表面浮纤严重的问题，提 出一种高玻纤填充增强尼龙复合材料及其制备方法。
[0004] 本发明提供一种高玻纤填充增强尼龙复合材料，含有重量比分别为35%~45%的PA66树脂、3%~5%的PA6树脂、0· 3%~0· 5%的抗氧剂、0· 2%~0· 5%的偶联剂、0· 5%~1% 润滑剂以及50%~60%的玻璃纤维。
[0005] 所述尼龙复合材料的冲击强度为190J/M以上，拉伸强度为215MPA以上，弯曲强度 为330MPA以上。
[0006]本发明还提供一种高玻纤填充增强尼龙复合材料制备方法，该尼龙复合材料的制 备方法包括以下步骤： 步骤一：将重量比分别为35%~45%的PA66树脂、3%~5%的PA6树脂、0. 3%~0. 5% 的抗氧剂、〇. 2%~0. 5%的偶联剂以及0. 5%~1%的润滑剂同时加入到混料桶中，混合均匀 后加入到挤出机中 步骤二：将玻璃纤维按照重量比为50%~60%的比例加入到挤出机中； 步骤三：将挤出机中的物料进行熔融塑化，然后通过挤出机模头挤出后水冷拉条造粒， 得到产物尼龙复合材料。
[0007] 步骤三种的挤出机为同向齿合型双螺杆挤出机，具有直齿齿轮盘和斜齿齿轮盘， 使制备的高玻纤填充增强尼龙复合材料具有特定螺杆组态，螺杆加强玻璃纤维在基体树脂 中的分散。
[0008] 步骤一中将混料桶中的原料混合均匀后通过主喂料方式加入到挤出机中。
[0009] 步骤二将玻璃纤维通过侧喂料方式加入到挤出机中。
[0010] 步骤三中熔融塑化的温度为210°C~280°C。
[0011] 步骤三中熔融塑化的过程中挤出机的各个区的熔融塑化的温度见下表所示：
步骤三中水冷温度为常温水槽温度。
[0012] 本发明具有的优点在于：本发明提供的尼龙复合材料的具有强度高以及耐水解 性，其冲击强度可以达到190J/M以上，拉伸强度可以达到215MPA以上，弯曲强度可以达到 330MPA以上。通过特定的螺杆组态(螺杆组合排列)使玻璃纤维更好的分散于基体树脂中， 得到良好刚性、具有良好粒子表面外观、并可减少注塑制品表面浮纤的尼龙复合材料。
【附图说明】
[0013] 图1:本发明中挤出机的直齿齿轮盘的结构示意图； 图2 :本发明中挤出机的斜齿齿轮盘的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的 理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0015] 本发明提供一种高玻纤填充增强尼龙复合材料，含有以下重量比的成分，分别为 35%~45%的PA66树脂、3%~5%的PA6树脂、0. 3%~0. 5%的抗氧剂、0. 2%~0. 5%的偶联 剂、0. 5%~1%润滑剂以及50%~60%的玻璃纤维。
[0016] 本发明提供的尼龙复合材料具有强度高和耐水解性，可过耐水解试验135°C、48 小时耐防冻液试验，该尼龙复合材料的冲击强度可以达到190J/M以上，拉伸强度可以达到 215MPA以上，弯曲强度可以达到330MPA以上，使玻璃纤维更好的分散于基体树脂中，得到 良好刚性，并具有粒子表面的外观可减少注塑制品表面浮纤问题。
[0017] 所述的抗氧剂分包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂为受阻酚类，本发明中所 用主抗氧剂为BASF生产的1098,辅助抗氧剂为磷酸脂类，优选BASF168。主抗氧剂和辅助 抗氧剂的配比(重量）一般在1 :2-1:3之间，两者搭配使用比单独使用一种效果更佳，单独 使用辅助抗氧剂其没什么作用，必须与主抗氧剂使用才能发挥功效。所述偶联剂为硅烷偶 联剂，所选市售KH550、KH560中的一种。所述润滑剂优选硅酮类润滑剂，优选道康宁硅酮 粉、硅酮母粒中的一种或者两者互配使用无重量份要求。所述的玻璃纤维为无碱短玻璃纤 维，优选重庆复材HP-3,单丝直径为13um〇
[0018] 本发明还提供一种高玻纤填充增强尼龙复合材料的制备方法，具体包括以下过 程： 步骤一：原材料中先将重量比分别为35%~45%的PA66树脂、3%~5%的PA6树脂、 0. 3%~0. 5%的抗氧剂、0. 2%~0. 5%的偶联剂以及0. 5%~1%的润滑剂同时加入到混料桶 中，混合均匀后通过主喂料方式加入到挤出机中； 步骤二：将玻璃纤维按照原材料重量比为50%~60%比例通过侧喂料方式加入到挤出 机中；其中，步骤一和二中的这些原材料在混合之前加入的时候无粒径尺寸大小要求，下料 之前只需要搅拌均匀即可。
[0019] 步骤三：将挤出机中的物料进行200°C~270°C的熔融塑化。在熔融塑化的过程 中挤出机的各个区的熔融塑化的温度见下表1所示，熔融塑化完成后，通过挤出机模头挤 出后水冷拉条造粒。得到产物高玻纤填充增强尼龙复合材料。具体水冷的温度范围为常温 (20°C~25°C)水槽温度。对于其中塑化时间、压力以及造粒尺寸均不做具体要求，为常规 实验现有数据。
[0020] 其中，经过步骤一和步骤二加入原料至挤出机中后，在物料进行熔融塑化过程中， 物料于挤出机各区主要温度大致设置如下表1所示： 表1 :挤出机各区主要温度
本发明制备的高玻纤填充增强尼龙复合材料具有特定螺杆组态，通过加入玻璃纤维 后，通过挤出机的螺杆加强玻璃纤维在基体树脂中的分散，特定组态的剪切包括直齿齿轮 盘、斜齿齿轮盘（K45/5/56，K60/4/44)，如图1和图2所示，挤出机为同向合型双螺杆挤出 机，齿轮盘作为挤出机中剪切元件的一种，其对玻璃纤维与基体树脂的分散能力比其他剪 切元件要强，附上剪切分散段螺杆组合排列数据见表1。
[0021] 表1 :剪切分散段不同螺杆组态对产品外观以及物性的影响
备注：ZME代表齿轮盘剪切元件。其中ZME56/28中56代表剪切元件的导程，28代表剪 切元件的长度，再例如K45/5/56,代表块状剪切元件，角度是45°，长度是56mm，总共5块， 每块厚度是56/5=12. 2mm。