专利名称：一种玻璃增强尼龙6材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及玻璃增强尼龙6材料及其制备领域，具体涉及一种颜色鲜艳均匀的玻璃增强尼龙6材料及其制备方法。
背景技术：
尼龙6是聚酰胺树脂，由己内酰胺聚合制得，其熔点为215°C 225°C，使用温度在-40°C 150°C，是目前应用最多的几种工程塑料之一。但是纯尼龙6强度较差，且热变形温度低，性能会受到温度和环境的影响而产生大幅度的变化，其应用范围受到较大的限制。为了改善尼龙6的综合性能，可以通过对其进行填充增强改性，玻璃增强尼龙6通过引入玻璃纤维来提高了材料的综合性能，可提高尼龙6材料的刚性和强度。玻璃增强尼龙6具有高强度、耐油、耐磨、抗震等特点，因此被广泛应用于制备电动工具外壳部件。在日常生活中，五彩缤纷的产品给了我们的生活提供了极大的视觉享受和乐趣，我们需要一种力学性能优异且颜色均匀、色泽优良的材料。一方面，玻璃增强尼龙6中由于玻璃纤维容易在流动方向取向，造成制件的各向异性，容易导致材料的表观质量变差，甚至会出现玻璃纤维外露或浮纤，加入色粉后，颜色不均匀，色泽较差。另一方面，尼龙的染色性差，玻纤增强尼龙6引入玻璃纤维，则需要提高加工温度，降低了材料在模腔内的流动性，使得在成型时加工温度高，压力高，注塑速度快，特别是加入鲜艳红色粉后，在产品生产过程中，由于色粉耐温性的局限，极易导致加工过程中红色粉发生分解，导致制品颜色产生较大偏移。公开号为CN 101445654A的中国专利申请公开了一种填料和玻璃纤维增强尼龙6复合材料，该复合材料包括以下重量百分比的组分:58.7%的尼龙6树脂、20%的玻璃纤维、20%的填料、0.3%的抗氧剂和1.0%的色母粒，虽然该复合材料通过填料和玻璃纤维来提高材料的刚性和强度 ，并使其具有较好的防翘曲性和尺寸稳定性，但是引入填料和玻璃纤维会降低材料的流动性，在材料成型时，需要较高的加工温度和压力，注塑速度快，容易导致色母粒特别是红色母粒在加工过程中分解，导致注塑产品色彩不均匀，色泽较差。申请公布号为CN102492293A的中国发明专利申请公开了一种耐低温着色玻璃纤维增强尼龙6及其制备方法，该尼龙6材料由以下重量百分比的原料组成:409Γ75%的尼龙
6、15% 35%的玻璃纤维、5% 20%的增韧剂、0.5% 5%的复合染料和0.1% 0.5%的抗氧剂。该技术方案通过改变增韧剂和复合染料的用量，不仅可以明显提高材料低温冲击性能，而且又能保持产品的颜色在一定的色差范围内，同时保持良好的性能。但是引入玻璃纤维会降低材料的流动性，在材料成型时，需要较高的加工温度和压力，注塑速度快，容易导致复合染料特别是红色复合染料在加工过程中分解，其色彩均匀度和色泽度都有待进一步提高。
发明内容
本发明提供了一种玻璃增强尼龙6材料，不但能够保持材料色彩均匀，色泽优异，而且还能够具有优良的力学性能。
一种玻璃增强尼龙6材料，由以下重量份的组分组成:尼龙660 80份；成核剂0.1 3份；热稳定剂0.广2份；润滑剂0.1 3份；
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无碱玻璃纤维20 35份；抗氧剂0.Γ1份；色粉I 3份。本发明通过成核剂、热稳定剂和润滑剂的协同作用使得本发明玻璃增强尼龙6材料注塑成型时色粉容易分散均匀，在加工过程中不容易分解，从而使得通过本发明玻璃增强尼龙6材料注塑成型得到的产品颜色均匀、色彩鲜艳，同时，通过特定含量的组分组合在一起还保证其优异的力学性能。作为优选，所述的玻璃增强尼龙6材料，由以下重量份的组分组成:尼龙661 76份；成核剂0.1 0.5份；热稳定剂0.Γ0.8份；润滑剂0.2 0.5份；无碱玻璃纤维20 35份；抗氧剂0.2 0.4份；色粉2份。所述的尼龙6可采用通用牌号的市售产品，作为主要基料，作为优选，所述的尼龙6的粘度为2.6^2.8Pa *s，有利于提高尼龙6和无碱玻璃纤维两相界面层强度，有利于外力在相间传递，提高材料的力学性能。所述的成核剂可选用现有技术中用于聚酰胺的成核剂，作为优选，所述的成核剂为科莱恩CAV102成核剂，其中CAV102为型号。科莱恩CAV102成核剂能够使得材料快速结晶形成较小的球晶体，能够大大提高本发明玻璃增强尼龙6材料的流动性能以及脱模性能，从而在提闻色粉均勻分散的同时，提闻了材料的力学性能。所述的热稳定剂选自卤化亚铜复合稳定剂，作为优选，所述的热稳定剂为碘化亚铜，可以增加本发明玻璃增强尼龙6材料的热稳定性，使其在加工过程中不易分解，特别是让色粉在加工过程中具有较好的热稳定性，使其不易分解，从而使得通过本发明玻璃增强尼龙6材料注塑成型得到的产品颜色均匀、色彩鲜艳。润滑剂的添加有利于本发明玻璃增强尼龙6材料的制备并且也有利用本发明玻璃增强尼龙6材料注塑成型，增加了材料的润滑性能。作为优选，所述的润滑剂选自硬脂酸盐、聚酯型润滑剂、极性烯烃蜡、硅酮粉中的一种，可起到较好的润滑作用。进一步优选，所述的润滑剂为科莱恩E蜡，即蒙旦蜡的一种，能兼具内润滑和外润滑，有利于本发明玻璃增强尼龙6材料注塑成型，如脱模，同时该润滑剂又能保持高度透明性，有利于色粉的显色，还能够增加色彩的鲜艳度。所述的无碱玻璃纤维用于提高尼龙6材料的刚性和强度，无碱玻璃纤维中碱金属氧化物含量低，能够较好地提高本发明玻璃增强尼龙6材料的力学性能。所述的无碱玻璃纤维可采用市售产品，如可选择泰山品牌、巨石品牌、重庆国际复合材料品牌等，作为优选，所述的无碱玻璃纤维选用长度为3.4mnT4.5mm、直径为11 μ πΓ 3 μ m的无碱短切玻璃纤维。该尺寸的无碱玻璃纤维能够大大提高本发明玻璃增强尼龙6材料的力学性能。所述的抗氧剂起到抗氧化的作用，抗氧剂可采用通用型号的市售产品，作为优选，所述的抗氧剂为抗氧剂1098，抗氧剂1098的化学名为N，N-六甲基双(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺)，在起到抗氧化作用的同时，能够一定程度上协同其他组分起到提高力学性能以及保持色彩鲜艳度的作用。所述的色粉可采用市售产品，如可采用朗盛品牌色粉，具体的颜色可以根据成品的需要进行具体选择，作为优选，所述的色粉为红色粉，在现有技术中红色粉极易分解，在本发明中，加入红色粉，本发明玻璃增强尼龙6材料注塑成型的产品被染成鲜艳红色(中国红)，颜色特别均匀，鲜 艳度较好。本发明还提供了一种玻璃增强尼龙6材料的制备方法，其制备简单，可操作性强，易于实施。一种玻璃增强尼龙6材料的制备方法，包括以下步骤:将尼龙6、成核剂、热稳定剂、润滑剂、抗氧剂以及色粉初步混合，混合均匀得到混合物料，将混合物料从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，将无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融挤出，然后拉条造粒后得到玻璃增强尼龙6材料。作为优选，所述的双螺杆挤出机的熔融混合的温度为240°C 255°C，所述的双螺杆挤出机的转速为20(Γ550转/分钟，从而有利于制备性能优良的玻璃增强尼龙6材料。与现有技术相比，本发明具有如下优点:本发明玻璃增强尼龙6材料通过特定含量的组分组合在一起，各特定含量的组分间具有一定的协同作用，能够共同增强材料的性能，从而使得通过本发明玻璃增强尼龙6材料注塑成型得到的产品颜色均匀、色彩鲜艳，同时，通过特定含量的组分组合在一起还保证其优异的力学性能。因而，该材料特别适合用于制备对颜色有比较严格要求的制品，如高艳色电动工具，有利于市场化推广，并具有较好的经济效益。本发明玻璃增强尼龙6材料的制备方法，其制备简单，可操作性强，易于实施，可借助于现有的成熟技术双螺杆挤出机即可实现大规模工业化生产，具有非常广阔的应用前
旦
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具体实施例方式实施例f 5按表I组分的具体参数选用具体组分并按表I的重量份称取各实施例的组分，具体详见表I ;玻璃增强尼龙6材料的制备方法具体如下:先将尼龙6烘干，再将尼龙6、成核剂、热稳定剂、润滑剂、抗氧剂以及色粉在混料机中混合5分钟，混料机采用中低速混合，混料机的转速为200r/min，搅拌叶与桶壁间隙小于0.5厘米，在混料机中混合均匀得到混合物料，混合均匀的效果为目视各种粒子和粉末基本均匀，没有明显的团块和集聚；
将混合物料从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，将无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机中螺杆长径比为38:1，主机螺杆转速350转/分，双螺杆挤出机中从进料段到机头的各反应段温度分别为240°C、245°C、250°C、255 °C >255 °C >250 °C >245 °C >240 °C，模头温度为245 °C，经双螺杆挤出机熔融挤出，然后采用水冷拉条切粒方式，再经过筛分脱水即制得玻璃增强尼龙6材料。将实施例1飞制备的玻璃增强尼龙6材料在255°C 275°C注塑成型温度下注塑得到测试样条。测试样条的相关性能测试和测试方法详见表2。对比色板采用中国红标准色板，测试样条和对比色板的颜色对照也详见表2，具体方法为:分光仪分别测定测试样条的L2、a2和b2以及对比色板的L1、al和bl (其中+a表示红色，_a表示绿色，+b表示黄色，_b表示蓝色，颜色的明度由L的百分数来表示)，然后按照色差公式
权利要求
1.一种玻璃增强尼龙6材料，其特征在于，由以下重量份的组分组成:尼龙660 80份；成核剂0.Γ3份； 热稳定剂0.Γ2份；润滑剂0.Γ3份； 无碱玻璃纤维2(Γ35份； 抗氧剂0.1" 份；色粉11份。
2.根据权利要求1所 述的玻璃增强尼龙6材料，其特征在于，由以下重量份的组分组成:尼龙661^76份； 成核剂0.Γ0.5份； 热稳定剂0.Γ0.8份； 润滑剂0.2^0.5份； 无碱玻璃纤维2(Γ35份； 抗氧剂0.2^0.4份；色粉2份。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃增强尼龙6材料，其特征在于，所述的尼龙6的粘度为 2.6 2.8Pa.S。
4.根据权利要求1或2所述的玻璃增强尼龙6材料，其特征在于，所述的成核剂为科莱恩CAV102成核剂。
5.根据权利要求1或2所述的玻璃增强尼龙6材料，其特征在于，所述的热稳定剂为碘化亚铜。
6.根据权利要求1或2所述的玻璃增强尼龙6材料，其特征在于，所述的润滑剂为科莱恩E蜡； 所述的抗氧剂为抗氧剂1098。
7.根据权利要求1或2所述的玻璃增强尼龙6材料，其特征在于，所述的无碱玻璃纤维选用长度为3.4mnT4.5mm、直径为11 μ πΓ 3 μ m的无碱短切玻璃纤维。
8.根据权利要求1或2所述的玻璃增强尼龙6材料，其特征在于，所述的色粉为红色粉。
9.根据权利要求Γ8任一项所述的玻璃增强尼龙6材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 将尼龙6、成核剂、热稳定剂、润滑剂、抗氧剂以及色粉初步混合，混合均匀得到混合物料，将混合物料从主喂料口加入到双螺杆挤出机中，将无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融挤出，然后拉条造粒后得到玻璃增强尼龙6材料。
10.根据权利要求9所述的玻璃增强尼龙6材料的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机的熔融混合的温度为240°C 255°C，所述的双螺杆挤出机的转速为20(Γ550转/分钟。
全文摘要
本发明公开了一种玻璃增强尼龙6材料，以重量份计，包括60~80份的尼龙6、0.1~3份的成核剂、0.1~2份的热稳定剂、0.1~3份的润滑剂、20~35份的无碱玻璃纤维、0.1~1份的抗氧剂以及1~3份的色粉，不但能够保持材料色彩均匀，色泽优异，而且还能够具有优良的力学性能。该材料特别适合用于制备对颜色有比较严格要求的制品，如高艳色电动工具，有利于市场化推广，并具有较好的经济效益。本发明还公开了一种玻璃增强尼龙6材料的制备方法，其制备简单，可操作性强，易于实施，可借助于现有的成熟技术双螺杆挤出机即可实现大规模工业化生产，具有非常广阔的应用前景。
文档编号C08K7/14GK103087517SQ201310054050
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月20日 优先权日2013年2月20日
发明者陈圣兵, 黄志杰, 左绍文, 杨仓先 申请人:上海俊尔新材料有限公司