专利名称：聚邻苯二甲酰胺长纤包覆增强材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高强度、高耐温PPA增强材料。
背景技术：
聚邻苯二甲酰胺(简称PPA)是一种高强度、高刚性、高耐热、高性能、低吸水性、抗紫外、耐高温O90°C，1.82MPa)，低温(_60°C )；耐化学性好，尤其耐汽油，油脂和冷却液的能力远比PA66，PA6，PA46强。它还具有优越的环保性能，可达到德国LFGB，美国FDA级食品级标准。因此，其研究和应用是高分子材料领域的热点之一。但现有技术中PPA材料的强度、刚度仍然不足以完全替代铝、铜、锌等有色金属及其合金材料，其应用领域仍有一定的局限。
发明内容
本发明的目的就提供一种高强度、高刚性、高耐温PPA增强材料。为了实现上述发明，本发明采用的技术方案是聚邻苯二甲酰胺长纤包覆增强材料，按重量份数计，组分如下聚邻苯二甲酰胺36 63、长玻纤60 35、浸润剂0. 3 0. 6、抗氧剂0. 4 1. 0、 加工助剂1.0 2.0。最好是所述聚邻苯二甲酰胺为半结晶性聚邻苯二甲酰胺；长玻纤为ECT5301HP ； 浸润剂为KH550或570 ；抗氧剂为1098和626的复配物，加工助剂为PETS (季戊四醇硬脂酸酯)或硅酮母粒MB50-11或两者的复配物。上述PPA增强材料的制备方法包括以下步骤a、按配比称取原辅料，并进行干燥处理，其中聚邻苯二甲酰胺需用除湿干燥法，露点_40°C，干燥温度130 140°C，干燥时间5 6小时，长玻纤烘干温度120 130°C ；b、将干燥好的聚邻苯二甲酰胺、浸润剂、抗氧剂、加工助剂加入高混机，进行高速混合3 5min ；C、将高混好的原辅料加入到长纤包覆机的双螺杆进料口中塑化，再将长纤维经过模头浸润包覆到材料表面，长玻纤重量占总组份的60 35份，经拉条、切粒，制得产品。进一步的，所述步骤c中长纤包覆机中双螺杆加工温度为一区^0°C、二区300°C、 三区310°C、四区310°C、五区310°C、六区320°C、七区320°C，模头温度315 325°C。原辅料在双螺杆中塑化时间为1 1. 5分钟。模头内物料压力10 15MPa。步骤c中利用切粒机切成直径3 5mm，长5 12mm的PPA颗粒。本发明通过选择特定的原材料和配比，从而较好的解决了长玻纤在聚邻苯二甲酰胺中的包覆难题，生产出目前用玻纤增强最高的PPA玻纤增强材料，能够完全替代金属材料广泛应用，而且本发明的材料具有可再生性能，所以较之于有限的金属资源具有更长远的使用价值；在以塑代钢上此材料具有极为好的应用前景。
具体实施例方式为使本领域技术人员更详细的了解本发明的使用方法和技术效果，提供以下实施例和相应的检测数据。所用包覆机为科倍隆(南京)机械有限公司公司提供，所用原材料都是标准名称或牌号的产品，厂家等详情不再赘述。实施例一按重量份数称取板结晶性聚邻苯二甲酰胺38份，浸润剂KH550 :0.6份，抗氧剂 1098和拟6按1 2的复配物1.0份，加工助剂PETS :2. 0份。 按下述方法制备复合材料a、对原料聚邻苯二甲酰胺进行除温干燥(露点-40°C，干燥温度130°C，时间6小时)；b、将干燥好的聚邻苯二甲酰胺称量加入高温机中，同时加入相应的浸润剂、抗氧剂、加工助剂后高速混合5min ；C、将高混好的原辅料加入长纤包覆机的双螺杆加料口中，进行熔融挤出，也就是塑化；再将经过15m长烘道，122°C烘干的长玻纤加入长纤包覆机模头，进行浸润包覆，玻纤含量通过模头和玻纤的牵引速度调整，经切粒机切成直径3m，长5mm的PPA颗粒。双螺杆挤出机的各段温度为(°C )一区沘0、二区300、三区310、四区310、五区310、六区320、七区320，模头温度 315°C ；塑化时间，也就是在双螺杆挤出机中物料停留时间1.2分钟，模头压力12 15MPa,切粒机牵引速度4 6m/min，控制玻纤含量为60 士 1。实施例二按重量份数称取半结晶性聚邻苯二甲酰胺39份，浸润剂570 :0. 6份，抗氧剂 1098和拟6按1 1的复配物0. 8份，加工助剂硅酮母粒MB50-11 :1. 9份。按下述步骤制备复合材料a、对原料聚邻苯二甲酰胺进行除湿干燥(露点-40°C，干燥温度130°C，时间5. 5 小时)；b、将干燥好的聚邻苯二甲酰胺称量加入高混机中，同时加入相应的浸润剂、抗氧剂、加工助剂后高混5min ；C、将高混好的原辅料加入长纤包覆机的双螺杆加料口中，进行熔融挤出，再将经过15m长烘道，125°C烘干的烘干的长玻纤加入长玻纤包覆机的模头进行浸润包覆，长玻纤含量通过模头和玻纤的牵引速度调整，经切粒机切成直径5mm，长12mm的PPA颗粒。双螺杆挤出机的各段温度为(V )一区沘0、二区300、三区300、四区305、五区310、六区315、七区315、机头320，模
头温度325 0C ；物料停留时间1. 2分钟，模头压力10 13MPa，切粒机牵引速度70 82m/min，控制玻纤含量为59士 1。实施例三
4
按重量份数称取半结晶性聚邻苯二甲酰胺40份，浸润剂KH550 :0.6份，抗氧剂 1098和拟6按1 0. 4的复配物0. 8份，加工助剂PETS与硅酮母粒MB50-11按1 1的复配物1. 8份。按下述步骤制备复合材料a、对原料聚邻苯二甲酰胺进行除湿干燥(露点-40°C，干燥温度140°C，时间5小时)；b、将干燥好的聚邻苯二甲酰胺称量加入高混机中，同时加入相应的浸润剂、抗氧剂、加工助剂后高混^iin ；C、将高混好的原辅料加入长纤包覆机的双螺杆加料口中，进行熔融挤出，再将经过15m长烘道，130°C烘干的长玻纤加入长玻纤包覆机的模头进行浸润包覆，长玻纤含量通过模头和玻纤的牵引速度调整，控制玻纤含量，包覆后的玻纤经切粒机切成直径4mm，长 IOmm的PPA长纤包覆颗粒。双螺杆挤出机的各段温度为CC )一区沘0、二区300、三区300、四区305、五区310、六区310、七区315、机头320，模头温度320 0C ；双螺杆挤出机中物料停留时间1. 5分钟，模头压力9 12MPa，切粒机牵引速度 75 85m/min，控制玻纤含量为58 士 1。实施例四按重量份数称取半结晶性聚邻苯二甲酰胺41份，浸润剂570 :0. 6份，抗氧剂 1098和拟6按1 1的复配物0. 8份，加工助剂PETS :1. 8份。按下述步骤制备复合材料a、对原料聚邻苯二甲酰胺进行除湿干燥(露点-40°C，干燥温度136°C，时间5小时)；b、将干燥好的聚邻苯二甲酰胺称量加入高混机中，同时加入相应的浸润剂、抗氧剂、加工助剂后高混:3min ；C、将高混好的原辅料加入长纤包覆机的双螺杆加料口中，进行熔融挤出，再将经过15m长烘道，130°C烘干的长玻纤加入长玻纤包覆机的模头进行浸润包覆，长玻纤含量通过模头和玻纤的牵引速度调整来控制玻纤含量，包覆后的玻纤经切粒机切成直径3mm，长 IOmm的PPA长纤包覆颗粒。双螺杆挤出机的各段温度为CC )一区沘0、二区300、三区300、四区310、五区310、六区310、七区315、机头320，模头温度320 0C ；双螺杆挤出机中物料停留时间1. 2分钟，模头压力9 llMPa，切粒机牵引速度 80 85m/min，控制玻纤含量为57 士 1。实施例五按重量份数称取半结晶性聚邻苯二甲酰胺42份，浸润剂KH550 :0. 5份，抗氧剂 1098和拟6按1 1.2的复配物0. 7份，加工助剂硅酮母粒MB50-11 :1. 7份。按下述步骤制备复合材料a、对原料聚邻苯二甲酰胺进行除湿干燥(露点-40°C，干燥温度132°C，时间6小时)；b、将干燥好的聚邻苯二甲酰胺称量加入高混机中，同时加入相应的浸润剂、抗氧剂、加工助剂后高混5min ；C、将高混好的原辅料加入长纤包覆机的双螺杆加料口中，进行熔融挤出，再将经过15m长烘道，125°C烘干的长玻纤加入长玻纤包覆机的模头进行浸润包覆，长玻纤含量通过模头和玻纤的牵引速度调整，控制玻纤含量，包覆后的玻纤经切粒机切成直径4mm，长 IOmm的PPA长纤包覆颗粒。双螺杆挤出机的各段温度为CC )一区沘0、二区300、三区305、四区310、五区310、六区310、七区315、机头320，模头温度320 0C ；双螺杆挤出机中物料停留时间1. 2分钟，模头压力9 llMPa，切粒机牵引速度 80 90m/min，控制玻纤含量为56 士 1。也就是5组实施例的配方为表1 实施例1到5的原辅料组成
xX^a 成实施^iNxPPA长玻纤浸润剂抗氧剂加工助剂13859 610.61.02.023958 600.60.81.934057 590.60.81.844156 580.60.81.854255 570. 50. 71.7因为长纤维是的实际混入量是受设备误差影响的，所以其只能是一个较小的含量范围。对5组实施例所制备的PPA材料进行性能评价将以上两种复合材料在除湿干燥机中干燥6小时，干燥温度130°C.干燥好的粒子在80T的注塑机上注塑标准样条，注塑模温保持145 155°C。拉伸强度按IS05271996标准，拉伸速度为50mm/min ；弯曲强度和弯曲模量按IS01781993，弯曲速度为2mm/min ；缺口冲击强度按IS01792000标准；热变形温度按IS025771984 标准，1. 82MPa。采用上述检测方法和步骤对实施例1到5的复合材料进行性能评价，结果如下表 2。表2:性能检测结果
权利要求
1.一种聚邻苯二甲酰胺长纤包覆增强材料，按重量份数计，组分如下聚邻苯二甲酰胺36 63、长玻纤60 35、浸润剂0. 3 0. 6、抗氧剂0. 4 1. 0、加工助剂1. 0 2. 0。
2.根据权利要求1所述的聚邻苯二甲酰胺长纤包覆增强材料，其特征在于所述的聚邻苯二甲酰胺为半结晶性聚邻苯二甲酰胺。
3.根据权利要求1所述的聚邻苯二甲酰胺长纤包覆增强材料，其特征在于所述的长玻纤为 ECT5301HP。
4.根据权利要求1所述的聚邻苯二甲酰胺长纤包覆增强材料，其特征在于所述的浸润剂为KH550或570。
5.根据权利要求1所述的聚邻苯二甲酰胺长纤包覆增强材料，其特征在于所述的抗氧剂为1098和626的复配物。
6.根据权利要求1所述的聚邻苯二甲酰胺长纤包覆增强材料，其特征在于所述的加工助剂为PETS (季戊四醇硬脂酸酯)或硅酮母粒MB50-11或两者的复配物。
7.根据权利要求1所述的聚邻苯二甲酰胺长纤包覆增强材料，其特征在于所述的增强材料按下述方法制得先按配比称取原辅料，并进行干燥处理，其中聚邻苯二甲酰胺需用除湿干燥法，露点_40°C，干燥温度130 140°C，干燥时间5 6小时，长玻纤烘干温度 120 130°C ；再将干燥好的聚邻苯二甲酰胺、浸润剂、抗氧剂、加工助剂加入高混机，进行高速混合 3 5min ；然后将高混好的原辅料加入到长纤包覆机的双螺杆进料口中塑化，再将长纤维经过模头浸润包覆到材料表面，长玻纤重量占总组份的60 35份，经拉条、切粒，制得产品。
全文摘要
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高强度、高耐温PPA增强材料；组分聚邻苯二甲酰胺36～63、长玻纤60～35、浸润剂0.3～0.6、抗氧剂0.4～1.0、加工助剂1.0～2.0；本发明通过选择特定的原材料和配比，从而较好的解决了长玻纤在聚邻苯二甲酰胺中的包覆难题，生产出目前用玻纤增强最高的PPA玻纤增强材料，能够完全替代金属材料广泛应用，而且本发明的材料具有可再生性能，所以较之于有限的金属资源具有更长远的使用价值；在以塑代钢上此材料具有极为好的应用前景。
文档编号C08K7/14GK102408709SQ20111030421
公开日2012年4月11日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者冯建棋, 冯波 申请人:中山市纳普工程塑料有限公司