一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种有机高分子纳米复合材料，更具体的说，涉及一种高光洁高强尼 龙/有机长玻纤复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 尼龙6是目前应用最多的几种工程塑料之一，具有很好的物理力学性能和耐磨性 以及自润滑性，但是纯尼龙6的热变形温度较低，吸水性大，吸水前冲击强度偏低，吸水后刚 性又大幅下降，同时尺寸不稳定等缺点，从而限制了尼龙6的应用，进而又缩小了下游行业 设计工程师的选材余地。
[0003] 玻纤增强改性尼龙，是一种较常规的对尼龙改性增强的方式，该复合材料具有优 良的力学性能、耐热性和耐化学性，扩展了尼龙产品的应用。但是，尼龙和玻纤的两相界面 相容性不良好，玻纤会由于PA的包覆不良而暴露在复合材料的表面，导致材料制品产品大 量的浮纤，使产品表面粗糙和发花，从而影响产品的光洁度和美观。另外，由于玻纤在流动 方向上的定向性会限制树脂的收缩性，导致尼龙在玻纤周围的纵向收缩(玻纤流动方向）小 于横向收缩，这样就会造成制品由于收缩不均匀而导致的翘曲，从而严重影响制品的外观 和产品尺寸，限制其在外观要求较高的的制品中的使用。同时，由于玻纤与尼龙的相容性不 佳，当玻纤填料含量较大（>20 % )时，虽然还能一定程度的提高复合材料的强度，但在加工 过程中玻纤将易形成相分离或应力集中（玻纤团聚)现象，会使得复合材料极易发生形变或 冲击断裂，这也进一步限制玻纤尼龙复合材料的长效应用。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的是现有技术存在的上述问题，旨在提供一种高光洁高强尼龙/有 机长玻纤复合材料及其制备方法。
[0005] 为解决上述问题，本发明采用以下技术方案:一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复 合材料及其制备方法，其特征在于由以下成分按重量比组成，尼龙6为50-70%，有机长玻纤 母粒为20-40%，抗浮纤母粒为2-5%，纳米碳酸钙为1-10%，色母粒2-4% ;所述的有机长玻 璃纤维母粒为经过有机化包覆处理的无碱长玻纤，包覆物包括偶联剂、高流动性尼龙高流 动性尼龙和聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，所述长玻纤的长径比为100-300。
[0006] 本发明的一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料及其制备方法，采用有机长 玻纤母粒、抗浮纤母粒、纳米碳酸钙等改性增强尼龙材料，通过将长玻璃纤维进行偶联化改 性，有效的降低玻纤表面极性，提高玻纤与尼龙的相容性；另外，将偶联化改性处理的有机 长玻纤与高流动性尼龙高流动性尼龙、PET共混造粒制得的有机长玻纤母粒，通过尼龙与硅 烷中环氧的反应有效地在玻纤表面包覆一层PET和尼龙膜，这层膜可与抗浮纤母粒协同作 用。本发明抗浮纤母粒的作用有两方面，一方面降低玻纤在复合材料表面的浮纤现象，改变 体系因收缩不均匀而导致的翘曲现象，从而提高复合材料表面的光洁度，另一方面是对复 合材料起到增强增韧的作用。
[0007] 本发明的一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料，有机长玻璃纤维母粒与尼 龙具有良好的相容性，使得复合材料具备优异的力学性能、强度；同时，抗浮纤母粒和纳米 碳酸钙的加入，有效的降低玻纤在尼龙表面的翘曲，减少复合材料表面不良现象，从而使得 该复合材料具有表面高光洁度等优点，特别适用于中高端的家具、办公用品和其他对产品 综合性能及美观要求较高的产品上。
[0008] 作为本发明的改进，所述的偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述的抗浮纤母粒为PET、马来酸酐接枝聚乙烯、聚酯 蜡酯蜡和滑石粉熔融共混而成。由于尼龙材料的结晶速度较快，而PET材料结晶速度较慢， 因此抗浮纤母粒中的PET纤维将与长玻纤母粒中的PET协同作用，进一步完成对玻纤纤维的 包覆，从而减轻围绕玻纤结晶的尼龙所引起的不均匀收缩现象。
[0010]本发明还要提供一种有机长玻纤母粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤： [0011] (1)将偶联剂3-(2,3_环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、无碱长玻纤、水按照质量比1: 15:2的比例置于容器中，恒温35°C搅拌反应2h;
[0012] (2)将步骤（1)所得共混物充分烘干，然后依次加入质量比为10:1的高流动性尼龙 高流动性尼龙，质量比为20:1的（聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维，搅拌均匀；
[0013] (3)将步骤(2)的共混物置于单螺杆挤出机熔融共混，最终挤出造粒，即得有机长 玻璃纤维母粒。
[0014] 本发明还要提供一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料的制备方法，其特征 在于包括以下步骤：
[00?5] 将尼龙6，有机长玻纤母粒，抗浮纤母粒，纳米碳酸妈和色母粒在110 °C烘干2h，按 照重量比将50-70 %尼龙6、1-10 %纳米碳酸钙和2-4 %色母粒从主喂料口加入双螺杆挤出 机，将20-40 %有机长玻纤母粒和2-5 %抗浮纤母粒从侧喂料口加入双螺杆挤出机，在双螺 杆挤出机各区段温度255-265°C、主机转速在140-200r/min下挤出共混，最后共混物经挤出 机机头拉出、冷却、吹干、切粒即得高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料；
[0016]其中，所述的有机长玻纤母粒按以下方法制备：
[0017] ⑴将偶联剂3-(2,3_环氧丙氧)丙基三甲氧基娃烷、无碱长玻纤、水按照质量比1: 15:2的比例置于容器中，恒温35°C搅拌反应2h;
[0018] (2)将步骤(1)所得共混物充分烘干，然后依次加入质量比为10:1的高流动性尼龙 高流动性尼龙，质量比为20:1的（聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维，搅拌均匀；
[0019] (3)将步骤(2)的共混物置于单螺杆挤出机熔融共混，最终挤出造粒，即得有机长 玻璃纤维母粒。
[0020] 本发明的优点在于：
[0021] 1)通过具有环氧基团的硅烷对长玻纤进行处理，与高流动性尼龙和PET共混时，树 脂与长玻纤通过化学反应形成牢固的树脂层，提高了玻纤的分散性，减轻了浮纤现象；
[0022] 2)有机长玻纤母粒和抗浮纤母粒能够产生协同作用，减轻玻纤周围尼龙结晶引起 的收缩现象，有利于形成高光洁表面；
[0023] 3)长玻纤母粒的树脂膜包覆提高了尼龙与玻纤的结合强度，大大提高了增强性 能；
【具体实施方式】
[0024] 下面结合具体实施例对发明进一步说明，但发明的保护范围不限于此。
[0025] 本发明实施例一
[0026] -种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料，由以下成分按重量比组成，尼龙6为 50%，有机长玻纤母粒为40%，抗浮纤母粒为3%，纳米碳酸妈为4%，色母粒3%。
[0027]有机长玻璃纤维母粒为经过有机化包覆处理的无碱长玻纤，有机化方法为熔融包 覆，长玻纤的长径比为100-300，有机长玻璃纤维母粒的制备方法依次包括以下步骤：
[0028]步骤1:将偶联剂3-(2,3_环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、无碱长玻纤、水按照质量 比1:15:2的比例置于容器中，恒温35°C搅拌反应2h;
[0029] 步骤2:将步骤1所得共混物充分烘干，然后依次加入质量比为10:1的高流动性尼 龙高流动性尼龙，质量比为20:1的PET(聚对苯