一种高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料及其制备方法，该复合材料由聚酰胺树脂100份、碳纤维球5～50份、抗氧剂0.5～3份以及润滑剂0.5～5份组成。本发明属于工程塑料改性领域，以可回收碳纤维球改性聚酰胺材料，在保持原有性能的基础上大幅提高材料的韧性和耐磨性，同时降低材料的线膨胀系数。所制备复合材料具有高冲击、低膨胀和耐磨等特性，制备工艺简单，适于大规模工业化生产。
【专利说明】一种高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明提供了一种高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料及其制备方法，属于工程塑料改 性领域。
【背景技术】
[0002] 聚酰胺材料以优异的机械强度、耐腐蚀和良好的绝缘性等特点广泛应用于电子电 器、汽车及通讯领域。随着精密部件领域使用范围的扩大，产品对于聚酰胺材料的韧性和线 膨胀性等方面提出了更高的要求。传统改性方法通过添加低分子量增韧剂来提高材料的韧 性，存在改善幅度小、影响其他性能等缺陷，且加工过程中易导致材料稳定性的波动。
[0003]
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料及其制备方法，属于工程塑料改 性领域，所制备的复合材料具有高抗冲、低线膨胀系数和耐磨性等特点，可广泛用于电子电 器及通讯领域的精密零部件，此外制备工艺简单，适于大规模工业化生产。
[0005] 所述的一种高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料，由以下组份按重量份制备而成： 聚酰胺树脂 1〇〇份 碳纤维球 5?50份 抗氧剂 0. 5?3份 润滑剂 0. 5?5份 所述的聚酰胺树脂优选为尼龙6和尼龙66。
[0006] 所述的碳纤维球粒径为5?20 μ m，纤维长度为50?150 μ m。
[0007] 所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂Ν，Ν' -双-(3- (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰 基）己二胺和亚磷酸酯抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
[0008] 所述的润滑剂为次乙基双硬脂酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物或季戊四醇硬脂酸酯。 [0009] 所述的一种高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料及其制备方法，包括以下步骤： (1) 按以下比例配备原料：聚酰胺树脂100份，碳纤维球5?50份，抗氧剂0. 5?3份， 润滑剂〇. 5?5份； (2) 将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散10?30min ; (3) 将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，制得碳纤维 球改性高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料。
[0010] 本发明提供了一种高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料及其制备方法，以聚酰胺树脂为 基体，回收碳纤维制备的碳纤维球为改性填料，所制备的复合材料具有高抗冲、低线膨胀系 数和耐磨性等特点，可广泛用于电子电器及通讯领域的精密零部件，此外制备工艺简单，适 于大规模工业化生产。
【具体实施方式】 toon] 下面结合具体实例对本
【发明内容】
进行进一步的说明，但所述实施例并非是对本发 明实质精神的简单限定，任何基于本发明实质精神所作出的简单变化或等同替换均应属于 本发明所要求保护的范围之内。
[0012] 制备的样品在23°C、50%湿度环境下调节后，分别采用ASTM D256、ASTM D696和 ASTM D1242检测复合材料冲击强度、线膨胀系数和耐磨性。
[0013] 本发明的具体实施例如下： 实例1 (1)按以下比例配备原料： 尼龙6树脂100份， 碳纤维球5份， 抗氧剂Ν，Ν' -双-(3- (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺(λ 2份， 抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0. 3份， 润滑剂次乙基双硬脂酰胺0. 5份。
[0014] (2)将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散lOmin ; (3)将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，制得碳纤维 球改性复合材料。
[0015] 所制得的高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料性能见表一。
[0016] 实例 2 (1)按以下比例配备原料： 尼龙6树脂100份， 碳纤维球15份， 抗氧剂Ν，Ν' -双-(3- (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺(λ 5份， 抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯1份， 润滑剂次乙基双硬脂酰胺2份。
[0017] (2)将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散15min ; (3)将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，制得碳纤维 球改性复合材料。
[0018] 所制得的高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料性能见表一。
[0019] 实例 3 (1)按以下比例配备原料： 尼龙6树脂100份， 碳纤维球25份， 抗氧剂N, Ν' -双-(3- (3, 5-二叔丁基-4-轻基苯基）丙酰基）己二胺6份， 抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯1. 2份， 润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物3份。
[0020] (2)将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散20min ; (3)将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，制得碳纤维 球改性复合材料。
[0021] 所制得的高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料性能见表一。
[0022] 实例 4 (1)按以下比例配备原料： 尼龙6树脂100份， 碳纤维球35份， 抗氧剂Ν，Ν' -双-(3- (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺(λ 8份， 抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯1. 5份， 润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物3份。
[0023] (2)将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散25min ; (3)将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，制得碳纤维 球改性复合材料。
[0024] 所制得的高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料性能见表一。
[0025] 实例 5 (1)按以下比例配备原料： 尼龙6树脂100份， 碳纤维球50份， 抗氧剂Ν，Ν' -双-(3- (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺1份， 抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯2份， 润滑剂季戊四醇硬脂酸酯5份。
[0026] (2)将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散30min ; (3)将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，制得碳纤维 球改性复合材料。
[0027] 所制得的高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料性能见表一。
[0028] 实例 6 (1)按以下比例配备原料： 尼龙66树脂100份， 碳纤维球5份， 抗氧剂Ν，Ν' -双-(3- (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺(λ 2份， 抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0. 3份， 润滑剂次乙基双硬脂酰胺0. 5份。
[0029] (2)将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散lOmin ; (3)将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，制得碳纤维 球改性复合材料。
[0030] 所制得的高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料性能见表一。
[0031] 实例 7 (1)按以下比例配备原料： 尼龙66树脂100份， 碳纤维球15份， 抗氧剂Ν，Ν' -双-(3- (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺(λ 5份， 抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯1份， 润滑剂次乙基双硬脂酰胺2份。
[0032] (2)将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散15min ; (3)将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，制得碳纤维 球改性复合材料。
[0033] 所制得的高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料性能见表一。
[0034] 实例 8 (1)按以下比例配备原料： 尼龙66树脂100份， 碳纤维球25份， 抗氧剂N, Ν' -双-(3- (3, 5-二叔丁基-4-轻基苯基）丙酰基）己二胺6份， 抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯1. 2份， 润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物3份。
[0035] (2)将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散20min ; (3)将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，制得碳纤维 球改性复合材料。
[0036] 所制得的高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料性能见表一。
[0037] 实例 9 (1)按以下比例配备原料： 尼龙66树脂100份， 碳纤维球35份， 抗氧剂Ν，Ν' -双-(3- (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺(λ 8份， 抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯1. 5份， 润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物3份。
[0038] (2)将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散25min ; (3)将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，制得碳纤维 球改性复合材料。
[0039] 所制得的高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料性能见表一。
[0040] 实例 10 (1)按以下比例配备原料： 尼龙66树脂100份， 碳纤维球50份， 抗氧剂Ν，Ν' -双-(3- (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺1份， 抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯2份， 润滑剂季戊四醇硬脂酸酯5份。
[0041] (2)将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散30min ; (3)将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，制得碳纤维 球改性复合材料。
[0042] 所制得的高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料性能见表一。
[0043] 对照实例1 (1)按以下比例配备原料： 尼龙6树脂100份， 抗氧剂Ν，Ν' -双-(3- (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺1份， 抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯2份， 润滑剂季戊四醇硬脂酸酯5份。
[0044] (2)将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散30min ; (3)将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，制得碳纤维 球改性复合材料。
[0045] 所制得的尼龙6材料性能见表一。
[0046] 对照实例2 (1)按以下比例配备原料： 尼龙66树脂100份， 抗氧剂Ν，Ν' -双-(3- (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺1份， 抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯2份， 润滑剂季戊四醇硬脂酸酯5份。
[0047] (2)将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散30min ; (3)将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，制得碳纤维 球改性复合材料。
[0048] 所制得的尼龙66材料性能见表一。
[0049] 表一：
【权利要求】
1. 一种高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料，其特征在于：由以下组份按重量份制备而成： 聚酰胺树脂 100份 碳纤维球 5?50份 抗氧剂 0. 5?3份 润滑剂 0. 5?5份。
2. 根据权利要求1所述的一种高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料，其特征在于：所述的聚 酰胺树脂为尼龙6或尼龙66。
3. 根据权利要求1所述的一种高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料，其特征在于：所述的碳 纤维球粒径为5?20 μ m，纤维长度为50?150 μ m。
4. 根据权利要求1所述的一种高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料，其特征在于：所述抗氧 剂为受阻酚类抗氧剂Ν，Ν' -双-(3- (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺和亚磷 酸酯抗氧剂三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
5. 根据权利要求1所述的一种高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料，其特征在于：所述的润 滑剂为次乙基双硬脂酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物或季戊四醇硬脂酸酯。
6. 权利要求1-5任一项所述的一种高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料的制备方法，其特征 在于，包括以下步骤： (1) 按以下比例配备原料：聚酰胺树脂100份，碳纤维球5?50份，抗氧剂0. 5?3份， 润滑剂〇. 5?5份； (2) 将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散10?30min ; (3) 将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，制得碳纤维 球改性高抗冲、低膨胀、耐磨复合材料。
【文档编号】C08K5/526GK104086988SQ201410313912
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】杨桂生, 李枭 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司