一种混杂纤维增强尼龙复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及到一种混杂纤维增强尼龙复合材料及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前,碳纤维增强尼龙复合材料是世界上特殊领域首选的高性能增强材料。碳纤 维具有高强度、高模量、耐高温、抗疲劳、导电、密度小等多种优异性能,被广泛应用于航空 航天军事及民用的机械电子、建筑材料、文体、汽车等各个领域。然而,碳纤维在高性能的同 时,价格相对比较昂贵,在民用领域上使用受到限制,使得纯碳纤维增强尼龙普遍应用因为 价格的原因还存在一定的困难。混杂纤维增强尼龙复合材料就是从市场出发,为了解决一 些特殊工业产品纯碳纤维增强尼龙价格上不能接受的情况下开发的一种混杂纤维增强尼 龙复合材料,用部分玄武岩纤维代替碳纤维,在较大的提高增强尼龙的力学性能和其他性 能,同时也能较大的降低产品的价格。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有的技术不足,本发明提供一种力学性能好,而且价格相对便宜的混 杂纤维增强尼龙复合材料。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005] -种混杂纤维增强尼龙复合材料,包括以下重量份计的原料:尼龙树脂:30~80 份;短切纤维A: 10~30份;短切纤维B: 10~30份;增韧剂:0~10份;抗氧剂0.1~1份;加工助 剂0.2~2份。
[0006] 上述复合材料中,所述的尼龙树脂可以尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙6T和尼龙9T中 的一种或者几种尼龙的组合。
[0007] 所述的短切纤维A为经过硅烷偶联剂表面处理的短切玄武岩纤维,其长度为6mm, 短切纤维B为经过硅烷偶联剂表面处理的短切聚丙烯碳纤维或沥青基短切碳纤维,其长度 为 6mm〇
[0008] 所述的增韧剂为马来酸酐接枝的EPDM、P0E和SEBS中的一种或者几种组合。
[0009] 所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168复配而成。
[0010] 所述的其他助剂为润滑剂或者色粉。
[0011] -种制备上述混杂纤维增强尼龙复合材料的方法,其步骤为:
[0012] (1)按照重量配比称取原料尼龙树脂及其它助剂;
[0013] (2)将称好的原材料投入到高速混合器中干混3~5min;
[0014] (3)短切纤维A和短切纤维B按照一定比例混合均匀;
[0015] (4)将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中,并在双螺杆挤出机的 侧喂料口中加入经步骤(3)得到的混合纤维;
[0016] (5)将步骤(4)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
[0017] 所述步骤(4)的主喂料转速为30~50r. p .m,侧喂料20~60r. p .m。
[0018] 步骤(4)的双螺杆挤出机转速为300~400r. p. m。
[0019] 步骤(4)的双螺杆挤出机各段温度在220~280°C之间。
[0020] 本发明的有益效果是:通过本发明制备了混杂纤维增强尼龙复合材料具有机械强 度高、耐高温、质轻、易加工等多种优异性能;本发明的制备方法操作简单,产品价格具有优 势,适合工业化生产和推广。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。
[0022] 在实施例复合材料配方中,使用的尼龙树脂尼龙6生产商为广东新会美达锦纶股 份有限公司,型号为M2000,其相对粘度为2.0,密度为1.131g/cm 3。尼龙66生产商为平顶山 神马工程塑料有限责任公司,相对粘度为2.7,密度为1.134g/cm3。短切纤维A吉林通鑫玄武 岩科技有限公司提供的玄武岩纤维,纤维长度为6mm,直径为9um,其拉伸强度为2 lOOMPa,弹 性模量为l〇5GPa;短切纤维B为韩国TYM公司提供,经过表面处理的短切聚丙烯碳纤维,其直 径为7um,拉伸强度为4300MPa,弹性模量为230GPa,其型号为T70-PA6。增韧剂MAH-g-POE为 上海久聚高分子提供;抗氧剂为生产商为Ciba公司,商品牌号为Irganox 1010和Irganox 168;加工助剂中采用的润滑剂为硬脂酸钙。
[0023] 为便于对本发明进一步理解,现结合具体实施例对本发明进行详细描述。
[0024] 实施例1:
[0025] 1):按照重量配比称取原料尼龙6树脂76.5份,并经烘箱烘干;并加入0.3份抗氧 剂,3份马来酸酐接枝POE (MAH-g-POE)及0.2份加工助剂在高速机中搅拌混合均匀;
[0026] 2):将短切纤维A和短切碳纤维B按照1:1比例混合;
[0027] 3):将步骤(1)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中,所述的主喂料器的转 速为30r.p.m,并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入经步骤(2)得到的混合纤维,使得混 合纤维重量份数为20份;双螺杆挤出机从加料口到机头的温度分别为220°C,220°C,230°C, 240°C,240°C,240°C,245°C,245°C,240°C,其转速为380r. p. s,混合物在双螺杆挤出机内受 到剪切、熔融等复合处理。
[0028] 4):将步骤(3)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
[0029] 实施例2:
[0030] 1):按照重量配比称取原料尼龙6树脂66.5份,并经烘箱烘干;并加入0.3份抗氧 剂,3份马来酸酐接枝POE(MAH-g-POE)及0.2份加工助剂在高速机种搅拌混合均匀;
[0031 ] 2):将短切纤维A和短切碳纤维B按照1:1比例混合;
[0032] 3):将步骤(1)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中,所述的主喂料器的转 速为30r.p.m,并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入经步骤(2)得到的混合纤维,使得混 合纤维重量份数为30份;双螺杆挤出机从加料口到机头的温度分别为220°C,220°C,230°C, 240°C,240°C,240°C,245°C,245°C,240°C,其转速为380r. p. s,混合物在双螺杆挤出机内受 到剪切、熔融等复合处理。
[0033] 4):将步骤(3)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
[0034] 实施例3:
[0035] 1):按照重量配比称取原料尼龙66树脂76.5份,并经烘箱烘干;并加入0.3份抗氧 剂,3份马来酸酐接枝POE(MAH-g-POE)及0.2份加工助剂在高速机种搅拌混合均匀;
[0036] 2):将短切纤维A和短切纤维B按照1:1比例混合均匀;
[0037] 3):将步骤(1)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中,所述的主喂料器的转 速为30r.p.m,并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入经步骤(2)得到的混合纤维,使得混 合纤维重量份数为20份;双螺杆挤出机从加料口到机头的温度分别为240°C,240°C,260°C, 260°C,260°C,260°C,260°C,260°C,260°C,其转速为380r · p · s,混合物在双螺杆挤出机内受 到剪切、熔融等复合处理。
[0038] 4):将步骤(3)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
[0039] 实施例4:
[0040] 1):按照重量配比称取原料尼龙66树脂66.5份,并经烘箱烘干;并加入0.3份抗氧 剂,3份马来酸酐接枝POE(MAH-g-POE)及0.2份加工助剂在高速机种搅拌混合均匀;
[0041 ] 2):将短切纤维A和短切纤维B按照1:1比例混合均匀;
[0042] 3):将步骤(1)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中,所述的主喂料器的转 速为30r.p.m,并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入经步骤(2)得到的混合纤维,使得混 合纤维重量份数为30份;双螺杆挤出机从加料口到机头的温度分别为240°C,240°C,260°C, 260°C,260°C,260°C,260°C,260°C,260°C,其转速为380r · p · s,混合物在双螺杆挤出机内受 到剪切、熔融等复合处理。
[0043] 4):将步骤(3)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
[0044] 对比例1:
[0045] 1):按照重量配比称取原料尼龙6树脂81.5份,并经烘箱烘干;并加入0.3份抗氧 剂,3份马来酸酐接枝POE(MAH-g-POE)及0.2份加工助剂在高速机种搅拌混合均匀;
[0046] 2):将步骤(1)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中,所述的主喂料器的转 速为30r. p. m,并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入短切碳纤维B,控制短切碳纤维B重量 份数为15份;双螺杆挤出机从加料口到机头的温度分别为220°C,220°C,