专利名称：工程塑料制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及高分子化合物的组合物的制品，其制备及应用领域。
工程塑料制品根据其用途的不同要求，常需进行增强、增韧或填充改性。对于一些既要求增强又要求增韧的制品，近年来发展了通过多组份共聚共混，加入不同添加剂的方法以求得同时具有高的拉伸强度、冲击强度又具有韧性的性能。
美国专利US4，537，929公开了一种高抗冲尼龙组合物，含有接枝尼龙树脂及玻璃纤维增强材料，并采用聚乙烯聚合物，α、β-烯基化了的饱合二羧基酸组合物作为添加剂。该高抗冲组合物各成份含量的重量百分比为玻璃纤维0-43%，聚乙烯添加剂2-40%，二羧基酸与聚乙烯的比例为聚乙烯95-99.5%，二羧基酸则为5-0.5%，其余为基材尼龙66。根据其公开的性能测试结果，成品具有较高的延伸率、弯曲强度及抗拉强度，但冲击强度不高，并且没有给出表面硬度测定值。因而对于一些要求弯曲强度高、抗冲击性好、刚性好、硬度较高的制件，例如圆钉、螺钉、螺母等紧固件就不能满足其使用性能的要求。
本发明的目的在于提供一种既增强又增韧的工程塑料制品，该制品具有很高的冲击强度、弯曲强度、硬度及一定的延伸率。采用本发明的配方及工艺成型的产品-机械紧固件的机械性能满足其工作的要求。
本发明的目的由下述方案实现本发明所公开的工程塑料制品，其材料组成包括
(a)固态下与(a.i)尼龙6或尼龙66接枝的聚乙烯或乙丙橡胶，还含有(a.ii)未接枝的尼龙6或尼龙66，和(b)作为相容剂的与聚乙烯或乙丙橡胶接枝的马来酸酐、或双马来酰亚胺，以及(c)经表面处理的增强玻璃纤维，和(d)作为填料的硅灰石、滑石粉或碳酸钙。
在其原料组成中尼龙6或尼龙66的重量百分比是50-60%。
玻璃纤维的重量百分比是40-45%聚乙烯或乙丙橡胶的重量百分比是2-4%。
马来酸酐、或双马来酰亚胺的重量百分比是2-4%。
硅灰石、滑石粉或碳酸钙的重量百分比＜5%。
制品的成型产品为机械紧固件，包括螺钉、螺栓、螺母、圆钉、铆钉、木螺钉、销、键、垫圈和挡圈。
本发明的优点在于其配方组成既采用了物理改性的方法，以其重量百分比高达40-45%的高填充高增强量的玻璃纤维，使其冲击强度达到一般增强塑料的2-4倍，其抗拉强度达到一般增强塑料的2-3倍，其硬度达1.2倍，并且同时采用化学改性方法形成接枝聚合体达到增韧的效果，避免了单纯增强使制品硬度高而质脆的缺点，其综合性能优越。加入适量的填料可改进加工性能，降低成本。并且由于本发明的成型产品-工程塑料紧固件与金属紧固件相比具有防磁、防腐、质轻、防锈、美观、价廉、拆卸方便，不易磨损切断工具的特点，其经济效益显著，市场前景广阔。
对本发明的进一步阐述本发明以尼龙6或尼龙66为基材，用聚烯烃及其弹性体与之掺混，为提高两者的相容性，采用热接枝法将马来酸酐、或双马来酰亚胺接枝到聚烯烃及热塑弹性体上，使弹性体的羧基(-COOH-)与尼龙上的氨基(-NH-)反应，形成接枝聚合体，相容剂的加入量小于10%，用双螺杆挤出机造粒，于80℃下，干燥24小时即可备用。本发明与美国专利US4，537，929相比，该专利聚乙烯含量较高，制品韧性好，但硬度不够，不能满足紧固件的机械性能要求。
本发明的生产工艺特点是1、用双螺杆挤出机增强增韧造粒，粒料用塑料注射机注射成型为螺钉、螺母、圆钉、螺栓、垫圈等紧固件制品。
2、设备采用北京泰坦TT120T、TT80T高科技全电脑全自动塑料注射成型机。实行全自动电脑控制及真空排气注射。
3、注射模具具有自动脱模型结构，实现机电一体全自动操作。其中自攻螺钉模具螺钉头部有侧向抽芯机构。圆钉系列模具中的排钉主要与连发气动射钉枪配套，通过注塑的优势，靠加强肋把圆钉连成一排成子弹梭状，便于连发，整套模具结构紧凑，例如30mm长圆钉注塑模具一模八腔，一腔一排20个圆钉，共计160个圆钉。
实施例1材料组成尼龙6 50-60%，玻璃纤维35-40%，聚乙烯或乙丙橡胶2-4%，马来酸酐或双马来酰亚胺2-4%，硅灰石、滑石粉或碳酸钙＜5%。
加工工艺a、将尼龙6、聚乙烯或乙丙橡胶、马来酸酐或双马来酰亚胺依次加入高速捏合机中混料，在常温下，压力1000RPM下，混合5分钟出料，b、加入经过表面处理的璃璃纤维，挤出条料，加热温度范围220℃-280℃，c、水冷，热风干燥后切粒，粒料直径0.3cm，长度0.6-1.2cm，d、粒料烘干，温度100℃，6小时，e、注射成型机筒温度220-280℃机具温度25℃注射压力5-8MPa注射时间3秒保压时间16秒实施例2材料组成，尼龙6 50-60%，玻璃纤维40-45%，其它组份含量与实施例1相同，加工工艺与实施例1相同。
实施例3材料组成尼龙66 50-60%，玻璃纤维35-40%，其它组份与实施例1相同，加工工艺挤出加热温度范围230-300℃注射机筒温度范围230-300℃其余工艺与实施例1相同。
实施例4材料组成尼龙66 50-60%玻璃纤维40-45%，其它组份与实施例1相同加工工艺与实施例3相同。
从性能测试对比可见，当玻璃纤维含量增至40%时，与玻璃纤维含量15%的材质相比，其抗拉强度从400kg/cm2增至1700kg/cm2，弯曲强度从450kg/cm2增至2000kg/cm2，弯曲弹性模量从65kg/cm2增至124000kg/cm2缺口冲击强度从8kg/cm2增至19.7kg/cm2，洛氏硬度从R88增至R121。
本发明的工程塑料制品的成型产品主要是机械紧固件，包括螺钉、自攻螺丝、螺母、垫圈、螺栓、铆钉、挡圈、键、销等。
制成的产品经试用，机械性能极佳，例如圆钉可钉入硬木，不弯不折，螺钉螺母耐磨、刚性好。
本发明提供的工程塑料紧固件系列产品与传统的钢铁制品相比，具有防腐、防磁、卫生、质轻、(重量仅为钢铁制件的1/6-1/5)，美观(可制成各种颜色)、便于携带、运输方便、不弯曲、折卸简便，不损坏切断工具(如锯、凿等)的特点，用途十分广泛，可应用于化工、医药、轻工、食品、装璜及电子行业，且价格较钢铁制品便宜，因而市场极其广阔，经济效益不可估量。
附表1不同玻纤含量增强尼龙6性能比较表;
附表2不同玻纤含量增强尼龙66性能比较表;
附表3性能测试报告(2页);
附表4本申请人即将推出的紧固件产品名细表。
权利要求
1.一种工程塑料制品，其材料组成包括(a)固态下与(a·ⅰ)尼龙6或尼龙66接枝的聚乙烯或乙丙橡胶，还含有(a·ⅱ)未接枝的尼龙6或尼龙66，和(b)作为相容剂的与聚乙烯或乙丙橡胶接枝的马来酸酐、或双马来酰亚胺，以及(c)经表面处理的增强玻璃纤维，和(d)作为填料的硅灰石、滑石粉或碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的制品，其特征在于在其原料组成中的尼龙6或尼龙66的重量百分比是50-60%。
3.根据权利要求1所述的制品，其特征在于玻璃纤维的重量百分比是40-45%。
4.根据权利要求1所述的制品，其特征在于在其原料组成中，聚乙烯或乙丙橡胶的重量百分比是2-4%。
5.根据权利要求1所述的制品，其特征在于马来酸酐、或双马来酰亚胺的重量百分比是2-4%。
6.根据权利要求1所述的制品，其特征在于硅灰石、滑石粉或碳酸钙的重量百分比＜5%。
7.根据权利要求1所述的制品，其特征在于制品的成型产品为机械紧固件。
8.根据权利要求1或7所述的制品，其特征在于所述紧固件包括螺钉、螺母、圆钉、铆钉、木螺钉、销、键、垫圈和挡圈。
全文摘要
一种工程塑料制品，其材料组成包括(1)固态下与尼龙6或尼龙66接枝的聚乙烯或乙丙橡胶，还含有未接枝的尼龙6或尼龙66以及(2)作为相容剂的马来酸酐或双马来酰亚胺。(3)增强玻璃纤维，并含有(4)少量硅灰石、滑石粉或碳酸钙填料。具有既增强又增韧的效果，其抗弯强度抗冲强度及硬度均很高，又不致硬脆。其成型产品机械紧固件具有优良的机械性能及防磁、防腐、美观、质轻的特点，可应用于电子、医药、轻工、化工、装璜、食品等领域。
文档编号B29D99/00GK1109001SQ94113469
公开日1995年9月27日 申请日期1994年12月30日 优先权日1994年12月30日
发明者李建华, 陈永来, 刘迪尧 申请人:北京云港特种塑料制品公司