本发明涉及高分子材料
技术领域：
，尤其是涉及长麻纤维增强尼龙材料及其制备方法。
背景技术：
：长麻纤维增强尼龙是一种区别于常见的玻璃纤维、碳纤维增强尼龙的复合材料，长麻纤维韧性优于玻璃纤维及碳纤维，因此麻纤维增强尼龙同时具有高强度高韧性的特性。并且麻纤维表面存在大量羟基，因此麻纤维与尼龙具有很高的亲和力，两相界面结合力强，与玻璃纤维、碳纤维相比，长麻纤维增强尼龙具有更高的韧性，低密度以及更好的抗翘曲能力。影响长麻纤维增强尼龙材料物理性能的主要因素如下：1，麻纤维与尼龙界面结合状态对材料物理性能影响很大；2，麻纤维长度影响尼龙的流动性及材料的抗冲击性能。3，加工温度对麻纤维的强度影响很大，从而影响最终长麻纤维增强尼龙的物理性能。在长麻纤维增强尼龙材料的制备过程中，尼龙的粘度越低，其流动性越好，树脂对麻纤维浸渍就越充分。因此一般在制备纤维增强尼龙的过程中通常降低尼龙原材料的粘度，或者提高加工温度，但是提高加工温度可能会引起麻纤维焦化，从而引起麻纤维的强度下降，因此严格控制麻纤维浸渍过程中的工艺显得尤为重要。技术实现要素：本发明的目的是制备一种高强度高韧性的长麻纤维增强尼龙复合材料，克服了长麻纤维在高温环境下变黄的问题，提供一种同时具有低密度，高强度高冲击强度的尼龙改性方法。本发明能制备出流动性，相容性，刚韧平衡的改性尼龙材料。本发明所要解决的技术问题是：针对上述技术缺点，提出一种长麻纤维增强尼龙复合材料及其制备方法，可以加强尼龙流动性及其与玻纤的浸渍效果，降低麻纤维高温变黄程度，增加材料的冲击强度。本发明的目的是通过如下技术方案实现：一种长麻纤维增强尼龙复合材料，包括以下按重量份数计的原料：其中，所述长麻纤维为尼龙专用长纤维，其经过加捻工艺，预先经过90℃空气加热处理4h，其直径为20-300μm。由于天然麻纤维断纱起毛，受熔体的剪切作用容易出现纤维剥离离束现象，最终导致断纱，在本发明中，长麻纤维采用加捻工艺，使麻纤维互相抱合，达到避免纤维剥离产生的离束现象，从而避免断纱引起生产中断现象。同时，由于长麻纤维预先经过90℃空气加热处理4h，麻纤维表面吸附的自由水分子解吸附，从而减少长麻纤维加工时产生的排气现象，解决了生产现场废气污染的问题。并且麻纤维表面自由水分子的减少可以很好地改善麻纤维与尼龙的结合状态，从而发挥长麻纤维的力学性能。需要重点指出的是，在现有技术中，本领域技术人员一般采用密炼机或螺杆侧喂料方式生产麻纤维增强尼龙材料，麻纤维受到严重机械损伤，麻纤维平均长度大大降低，从而导致最终的产品力学性不佳。由此可见，本发明巧妙地采用麻纤维加捻、预烘干工艺，以及模头浸渍工艺，突破性地解决了本领域麻纤维长度受损的问题。所述润滑剂为树枝状支化尼龙，其分子结构不同于普通线状尼龙。所述抗氧剂选自受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯或硫醚类抗氧剂中的一种或几种，包括抗氧剂1010，抗氧剂168，抗氧剂3114，抗氧剂619或抗氧剂DSTP中的一种或几种。本发明中，润滑剂为树枝状支化尼龙，无需再使用硬脂酸、硬脂酸丁酯等流动改性剂，而以往硬脂酸、硬脂酸丁酯等润滑剂会损害材料的冲击性能，并可能存在析出起霜等问题，而树枝状尼龙恰好解决了以上问题。上述长麻纤维增强尼龙材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将尼龙、抗氧剂、润滑剂加入到高速混合机中充分混匀；(2)将步骤(1)得到的混合物加入到双螺杆挤出机内；(3)将混合熔体挤出到特殊的浸渍模腔中，继而将长麻纤维通过浸渍模头，冷却、切粒，得到长麻纤维增强尼龙材料；挤出温度分别是：100℃，180℃，210℃，230℃，250℃，280℃，300℃，300℃。主机转速为350rpm。所述长麻纤维增强尼龙复合材料造粒长度在6～20mm。本发明的优点是：1，尼龙6与尼龙66的粘度可以在很宽的范围内选择，无需限制选用低粘度尼龙；2，不需要对麻纤维的强度及品种进行特殊的选择，无需限制选用高强度，高分散性麻纤维。3，不需要对麻纤维表面进行特殊的预处理。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但是不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这都属于本发明的保护范围。实施例1～2本实施例涉及一种长麻纤维增强尼龙材料及其制备方法，该方法如下：步骤一，按重量配比称取原料，各组分及其数据见表1所示；步骤二，按重量配比称取的原料放入高混机中混合1～5分钟，放料，然后用挤出机挤出造粒，具体步骤如下：第一步：将尼龙、抗氧化剂、润滑剂按比例加入到挤出机中，通过挤出机塑化后，输送到高温熔体浸渍模腔中，高温浸渍模腔内部温度为300～330℃，螺杆挤出机的温度为280～300℃。其中尼龙6由瑞美福公司提供，牌号为MF800；尼龙66由神马公司提供，牌号为F227D；抗氧化剂采用巴斯夫公司提供的1010，168；润滑剂由晨源分子新材料公司提供，牌号为CYD-701C。第二步，将长玻璃纤维以5～30m/min的速度牵引进入高温熔体浸渍模腔中，熔体浸渍模腔的长度为2～5m，充分浸渍后，冷却，切粒，得到长麻纤维增强尼龙材料。对比例1～2本实施例涉及一种长麻纤维增强尼龙材料及其制备方法，该方法如下：步骤一，按重量配比称取原料，各组分及其数据见表1所示；步骤二，按重量配比称取原料放入高混机中混合1～5分钟，放料，然后用挤出机挤出造粒，具体步骤如下：第一步，将尼龙、抗氧化剂按比例加入到挤出机中，通过挤出机塑化；第二步，将长麻纤维以侧喂料方式喂入双螺杆挤出机中，挤出，冷却，切粒，得到麻纤维增强尼龙材料。表1原料名称实施例1实施例2对比例1对比例2尼龙660506050尼龙6618181818长麻纤维20302030抗氧剂1.51.51.51.5润滑剂0.50.50.50.5将实施例1～2制得的样品，进行性能测试，采用ISO标准，具体结果见表2所示：表2由上表2可以看出本发明样品具有较高的机械性能和抗冲击强度。本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案均在本发明要求保护的范围之内。当前第1页1 2 3