高强度复合纤维增强尼龙材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种高强度复合纤维增强尼龙材料及其制备方法，由以下重量份的原料制备而成：基材50-90，增强剂10-50，界面处理剂0.2-5.0，热氧稳定剂0.3-2.0，其他助剂0.5-5.0，其中基材是尼龙6或尼龙66或者二者的混合物，增强剂是玻璃纤维或玻璃纤维与碳纤维的混合物，界面处理剂是偶联剂或相容剂，热氧稳定剂是抗氧剂或紫外线吸收剂，其他助剂是增光剂或着色剂或增韧剂。本发明所得材料强度很高，拉伸强度达到180MPa以上，弯曲强度达到240MPa以上，简支梁缺口强度≥13KJ/m2，并且注塑成型的制品满足了特定客户的耐疲劳性、耐老化性及耐油性的要求，保证了材料性能的长期稳定。
【专利说明】高强度复合纤维增强尼龙材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种尼龙材料，具体的说是涉及一种用于制造高档电动工具结构件的尼龙材料。
【背景技术】
[0002]目前，公知的用于生产电动工具的塑料材料主要为尼龙、聚碳酸酯、聚酯等，龙为重要的是尼龙材料。通常地，普通的玻增强改性尼龙能够满足一般的性能要求，用于生产工具的壳体。但是对于某些结构件，由于在使用时要求其能够具有较高的力学性能和良好的热稳定性，甚至还要能够抵抗油剂的侵蚀，因此对材质的强度、耐疲劳性、耐老化性、耐油性要求很高，此时普通的增强尼龙材料往往无法满足要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就在于克服上述不足提供一种高强度复合纤维增强尼龙材料及其制备方法，这种高强度复合纤维增强尼龙材料能同时满足高强度、耐疲劳、耐老化、耐油的问题，同时提高耐疲劳性和耐热氧老化性能，保证了材料性能的长期稳定。
[0004]本发明的目的可通过以下措施来实现:
一种高强度复合纤维增强尼龙材料，由以下重量份的原料制备而成:基材50-90，增强剂10-50，界面处理剂0.2-5.0，热氧稳定剂0.3-2.0，其他助剂0.5-5.0，其中基材是尼龙6或尼龙66或者二者的混合物，增强剂是玻璃纤维或玻璃纤维与碳纤维的混合物，界面处理剂是偶联剂或相容剂，热氧稳定剂是抗氧剂或紫外线吸收剂，其他助剂是增光剂或着色剂或增韧剂。
[0005]上述强度复合纤维增强尼龙材料，所述偶联剂是指硅烷类偶联剂，如以下二种中的任一种，1、KH550，化学名称:氨丙基三乙氧基硅，其分子式是NH2(CH2)3Si(0C2H5)3，CAS N0.919-30-2)，2、KH560，化学名称:3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，分子式为 CH2CHCH20(CH2)3Si(0CH3)3，CAS N0.2530-83-8)。所述相容剂是马来酸酐接枝物，如马来酸酐接枝聚丙烯MAH-PP或者马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物ΜΑΗ-POE。抗氧剂指1010 (3-丙二基-3，5-双(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯，C73H108012, CASN0.6683-19-8)、168(亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，C42H6303P，CAS N0.31570-04-4)、1098CN, Nr -1，6-亚已基-双[3- (3，5- 二叔丁基_4_羟基苯基)丙酰胺]，C40H6404N2, CASN0.23128-74-7)中的任一种。紫外线吸收剂是指UV-531 (2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，C21H2603, CAS N0.1483_05_6)、944 (聚{ [6_[ (1，1，3，3-四甲基丁基)氨基]]_1，3，5_ 三嗪-2，4-双[(2，2，6，6，_四甲基-哌啶基)亚氨基]-1，6-己二撑[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}，C35H69C13N8, CAS N0.70624-18-9)、622 (聚丁二酸(4一羟基-2，2，6，6-四甲基一I一哌啶乙醇)酯，C15H29N06, CAS N0.65447-77-0)中的任一种。增光剂指硅酮粉等。着色剂是指色粉或色母粒。增韧剂是指马来酸酐接枝三元乙丙胶MAH-EPDM 类。[0006]高强度复合纤维增强尼龙材料的制备方法，包括以下步骤:
a.按重量份称取以下各原料，基材50-90，增强剂10-50，界面处理剂0.2-5.0，热氧稳定剂0.3-2.0，其他助剂0.5-5.0，其中基材是尼龙6或尼龙66或者二者的混合物，在搅拌机中充分分散搅拌后，得到混合均匀的混合物料；
b.将步骤a所得混合物料加入到长径比为40:1的同向双螺杆挤出机中，采用中等偏弱的螺纹块剪切组合，在温度220° -270°、真空度-0.05至-0.1MPa的条件下熔融混炼，水分控制在0.2%以下，挤出造粒，即得高强度纤维增强尼龙改性材料。
[0007]采用上述技术方案，本发明有以下优点:材料强度很高，拉伸强度达到ISOMPa以上，弯曲强度达到240MPa以上，简支梁缺口强度≤13KJ/m2，并且注塑成型的制品满足了特定客户的耐疲劳性(如连续工作1000小时测试)、耐老化性(户外测试:如在户外放置30天后，表面不龟裂、发粘、粉化、变色等)及耐油性(如在机油中浸泡24小时，重量变化(0.5%)的要求，保证了材料性能的长期稳定。
【具体实施方式】
[0008]实施例1:高强度复合纤维30%增强尼龙66材料的制备方法，包括以下步骤:a.按重量份称取以下各原料，PA66 65kg,玻纤25kg,碳纤5kg,马来酸酐接枝三兀乙丙胶MAH-EPDM 2kg，马来酸酐接枝聚丙烯MAH-PP 3kg，硅烷偶联剂KH560 0.5kg，抗氧剂10980.51 ，紫外线吸收剂-531 0.5kg，通用黑色母lkg。在搅拌机中充分分散搅拌后，得到混合均匀的混合物料；b.将步骤a所得混合物料加入到长径比为40:1的同向双螺杆挤出机中，采用中等偏弱的螺纹块剪切组合，在温度260-270° C、真空度-0.05至-0.1MPa的条件下熔融混炼，水分控制在0.2%以下，挤出造粒，即得高强度纤`维30%增强尼龙66改性材料。
[0009]实施例2:高强度复合纤维30%增强尼龙6材料的制备方法，包括以下步骤:a.按重量份称取以下各原料，PA6 65kg,玻纤25kg,碳纤5kg,马来酸酐接枝三兀乙丙胶MAH-EPDM 2kg，马来酸酐接枝聚丙烯MAH-PP 3kg，硅烷偶联剂KH560 0.5kg，抗氧剂1098
0.51 ，紫外线吸收剂-531 0.5kg，通用黑色母lkg。在搅拌机中，充分分散搅拌后，得到混合均匀的混合物料；b.将步骤a所得混合物料加入到长径比为40:1的同向双螺杆挤出机中，采用中等偏弱的螺纹块剪切组合，在温度220-240° C、真空度-0.05至-0.1MPa的条件下熔融混炼，水分控制在0.2%以下，挤出造粒，即得高强度纤维30%增强尼龙6改性材料。
[0010]附表1、具体实施例1 & 2所得产品特性分析
【权利要求】
1.一种高强度复合纤维增强尼龙材料，其特征在于:由以下重量份的原料制备而成:基材50-90，增强剂10-50，界面处理剂0.2-5.0，热氧稳定剂0.3-2.0，其他助剂0.5-5.0，其中基材是尼龙6或尼龙66或者二者的混合物，增强剂是玻璃纤维或玻璃纤维与碳纤维的混合物，界面处理剂是偶联剂或相容剂，热氧稳定剂是抗氧剂或紫外线吸收剂，其他助剂是增光剂或着色剂或增韧剂。
2.根据权利要求1所述的高强度复合纤维增强尼龙材料，其特征在于:所述偶联剂是指硅烷类偶联剂，偶联剂是氨丙基二乙氧基娃或3-缩水甘油醚氧基丙基二甲氧基硅烷，所述相容剂是马来酸酐接枝物，马来酸酐接枝物是马来酸酐接枝聚丙烯MAH-PP或者马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物ΜΑΗ-Ρ0Ε，抗氧剂是3-丙二基-3，5-双(1，1_ 二甲基乙基)_4_羟基苯丙酸酯、亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯或N，N ; -1，6-亚已基-双[3-(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺中的任一种，紫外线吸收剂是2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、聚{[6_[(1，1,3, 3-四甲基丁基)氨基]]-1，3，5-三嗪-2，4-双[(2，2，6，6，-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1, 6-己二撑[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}或聚丁二酸(4一羟基-2，2, 6, 6-四甲基一 I一哌唳乙醇)酯中的任一种，增光剂指娃酮粉，着色剂是指色粉或色母粒，增韧剂是指马来酸酐接枝三元乙丙胶MAH-EPDM类。
3.根据权利要求1或2所述的高强度复合纤维增强尼龙材料，其特征在于:由以下重量份的原料制备而成:基材64，增强剂30，界面处理剂2，热氧稳定剂1，其他助剂3。
4.根据权利要求1所述的高强度复合纤维增强尼龙材料的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: a.按重量份称取以下各原料，基材50-90，增强剂10-50，界面处理剂0.2-5.0，热氧稳定剂0.3-2.0，其他助剂0.5-5.0，其中基材是尼龙6或尼龙66或者二者的混合物，在搅拌机中充分分散搅拌后，得到混合均匀的混合物料；b.将步骤a所得混合物料加入到长径比为40:1的同向双螺杆挤出机中，采用中等偏弱的螺纹块剪切组合，在温度220° -270°、真空度-0.05至-0.1MPa的条件下熔融混炼，水分控制在0.2%以下，挤出造粒，即得高强度纤维增强尼龙改性材料。
【文档编号】B29C47/92GK103450667SQ201210170298
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年5月29日 优先权日:2012年5月29日
【发明者】孙振旺 申请人:漯河市隆诚塑业有限公司