本发明涉及尼龙材料技术领域,更具体地说,本发明涉及一种高流动性尼龙复合材料。本发明还涉及一种高流动性尼龙复合材料的制备方法。
背景技术:
尼龙,作为一种工程塑料,具有良好的综合性能,包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性以及自润滑性,且摩擦系数低,有一定的阻燃性,易于加工。尼龙产品的种类繁多,有pa6、pa66、pa46、pa612等,尼龙广泛用于汽车、电子设备、机械部构、交通器材、纺织、造纸机械等方面均有广泛应用。随着汽车的小型化、电子电气设备的高性能化、机械设备轻量化的进城加快,对尼龙的需求更大,需要尼龙具有耐高温的效果,同时为了增加尼龙的使用寿命,常常需要在尼龙中加入玻纤,玻纤与尼龙的粘结使复合材料承受的负荷或能量转移到纤维上,并将负荷由局部转移到较大的范围,甚至于整个复合材料,所以提高了复合材料的抗变形能力,但是会在一定程度上降低复合材料的流动性,尼龙的流动性差会影响尼龙的注塑成型,延长了生产时间,制约了尼龙的使用范围。
专利号为201710379940.x的中国专利公开了一种高流动性高温尼龙材料及其制备方法,包括pa46、玻璃纤维、稳定剂、成核剂、接枝poe和润滑剂,其中,耐高温受阻胺抗氧化剂作为稳定剂可提高复合材料的耐高温性能,硬质酰胺作为润滑剂可增加复合材料的流动性,芳基硫酸盐作为成核剂可增加复合材料的流动性,玻璃纤维和接枝poe的配合改善了产品的韧性,从而在保证尼龙韧性的基础上,提高了尼龙的耐高温性和尼龙的稳定性。但是稳定剂、成核剂、润滑剂以及接枝poe均为有机材料,无形之中提高了原材料的成本,同时不能保证复合材料的环保性能和安全性能。
技术实现要素:
本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供了一种高流动性尼龙复合材料,通过在尼龙中添加导热耐磨填料,大粒径的氢氧化镁颗粒形成导热网络,小粒径的纳米纤维状氢氧化铝填充在氢氧化镁之间,同时小粒径的纳米颗粒状α-al2o3填充在氢氧化镁之间,氢氧化镁、纳米纤维状氢氧化铝组合提高了尼龙的导热性能,同时提高了尼龙的阻燃性能,纳米颗粒状α-al2o3提高了尼龙的耐磨性,第一增流剂和第二增流剂的组合提高了尼龙的流动性,缩短了尼龙的注塑成型时间,扩大了尼龙的使用范围,同时导热耐磨填料、第一增流剂和第二增流剂相辅相成,第一增流剂和第二增流剂的存在不会影响尼龙的导热性能、耐磨性能以及韧性,同时导热耐磨填料以及玻璃纤维的存在不会影响尼龙的流动性。
本发明还有一个目的是提供了一种高流动性尼龙复合材料的制备方法,该制备方法简单,能够制备高流动性、高导热性、高阻燃性以及高耐磨的高流动性尼龙复合材料。
为了实现上述目的,本发明提供了一种高流动性尼龙复合材料,包括尼龙、导热耐磨填料、第一增流剂以及第二增流剂,所述第一增流剂为纳米超细滑石粉,所述导热耐磨填料包括氢氧化铝、纳米颗粒状α-al2o3以及氢氧化镁。
优选的是,所述的高流动性尼龙复合材料,所述第二增流剂包括聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的一种或者两种或者多种。
优选的是,所述的高流动性尼龙复合材料,包括以下重量份数的组分:
尼龙25~45份、导热耐磨填料15~35份、第一增流剂0.5~2.5份以及第二增流剂0.1~1.5份。
优选的是,所述的高流动性尼龙复合材料,所述第二增流剂包括聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇以及聚丙烯酰胺,且质量比为1:1:1。
优选的是,所述的高流动性尼龙复合材料,所述氢氧化铝为纤维状,且其粒径为1~80nm,所述纳米颗粒状α-al2o3的粒径为1~80nm,所述氢氧化镁的粒径为1~80μm。
优选的是,所述的高流动性尼龙复合材料,以重量计,所述氢氧化铝:纳米颗粒状α-al2o3:氢氧化镁=2:1:2。
优选的是,所述的高流动性尼龙复合材料,以重量计,所述氢氧化铝:纳米颗粒状α-al2o3:氢氧化镁=1:1:2。
优选的是,所述的高流动性尼龙复合材料,以重量计,所述氢氧化铝:纳米颗粒状α-al2o3:氢氧化镁=1:1:1。
优选的是,所述的高流动性尼龙复合材料,还包括以下重量份数的组分:
玻璃纤维5~10份、偶联剂0.6~1.5份、抗氧剂0.3~0.8份、润滑剂0.5~1.8份;
其中,所述偶联剂为硅烷类偶联剂;所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或两种或三种;所述润滑剂为硅酮粉、ebs中的一种或者两种。
本发明公开了一种高流动性尼龙复合材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、将尼龙、导热耐磨填料、第一增流剂、第二增流剂、偶联剂、抗氧剂以及润滑剂按配比混合,获得混合物料;
步骤二、将所述混合物料加入到双螺杆挤出机中进行熔融塑化,再将玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的模头并挤出,经冷却、切粒和干燥,得到高流动性尼龙复合材料。
其中,沿着所述混合物料的挤出方向,所述双螺杆挤出机的温度设置为:一区:165~180℃;二区:180~190℃;三区:190~200℃;四区:200~220℃;五区:200~230℃;六区:210~230℃;七区:210~230℃;八区:220~240℃;九区:210~230℃;十区:210~230℃;十区温度即为双螺杆挤出机的模头温度。
优选地,一区的温度优选为163℃、166℃、168℃、172℃、175℃、177℃、179℃;二区的温度优选:181℃、183℃、184℃、187℃、189℃;三区的温度优选:192℃、193℃、195℃、197℃、199℃;四区的温度优选:202℃、204℃、206℃、208℃、212℃、216℃、219℃;五区的温度优选为:207℃、209℃、212℃、223℃、227℃;六区的温度优选为:215℃、2017℃、221℃、224℃、227℃;七区的温度优选为:215℃、217℃、222℃、225℃、228℃;八区的温度优选为:224℃、227℃、230℃、236℃;九区的温度优选为:216℃、219℃、224℃、226℃;十区的温度优选为215℃、216℃、218℃、222℃、223℃、225℃、227℃。
本发明至少包括以下有益效果:
1、本发明提供的高流动性尼龙复合材料通过在尼龙中添加导热耐磨填料,大粒径的氢氧化镁颗粒形成导热网络,小粒径的纳米纤维状氢氧化铝填充在氢氧化镁之间,同时小粒径的纳米颗粒状α-al2o3填充在氢氧化镁之间,氢氧化镁、纳米纤维状氢氧化铝组合提高了尼龙的导热性能,同时提高了尼龙的阻燃性能,纳米颗粒状α-al2o3提高了尼龙的耐磨性,第一增流剂和第二增流剂的组合提高了尼龙的流动性,缩短了尼龙的注塑成型时间,扩大了尼龙的使用范围,同时导热耐磨填料、第一增流剂和第二增流剂相辅相成,第一增流剂和第二增流剂的存在不会影响尼龙的导热性能、耐磨性能以及韧性,同时导热耐磨填料以及玻璃纤维的存在不会影响尼龙的流动性。
2、本发明提供的高流动性尼龙复合材料的制备方法简单,该制备方法能够制备出高流动性、力学性质不变、高导热性、高阻燃性以及高耐磨的高流动性尼龙复合材料,成本低廉,绿色环保,且缩短了复合材料的生产周期,降低了企业生产成本。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
该实施例公开了一种高流动性尼龙复合材料,包括以下重量份数的组分:
尼龙30份、导热耐磨填料30份、纳米超细滑石粉2份、第二增流剂1.1份、玻璃纤维8份、偶联剂0.9份、抗氧剂0.6份、润滑剂1.2份。
导热耐磨填料包括氢氧化铝、纳米颗粒状α-al2o3以及氢氧化镁,氢氧化铝为纤维状,且其粒径为15nm,纳米颗粒状α-al2o3的粒径为5nm,氢氧化镁的粒径为15μm,以重量计,氢氧化铝:纳米颗粒状α-al2o3:氢氧化镁=2:1:2;纳米超细滑石粉的粒径为5nm。
尼龙为pa46、偶联剂为硅烷类偶联剂;抗氧剂为抗氧剂1010;所述润滑剂为硅酮粉,第二增流剂为质量比为1:1;1的聚乙二醇和聚丙烯酰胺。
使用上述配方制备高流动性尼龙复合材料的过程为:
步骤一、将尼龙、导热耐磨填料、纳米超细滑石粉、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、偶联剂、抗氧剂以及润滑剂按配比混合,获得混合物料;
步骤二、将所述混合物料加入到双螺杆挤出机中进行熔融塑化,再将玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的模头并挤出,经冷却、切粒和干燥,得到高流动性尼龙复合材料。
其中,沿着所述混合物料的挤出方向,所述双螺杆挤出机的温度设置为:一区:176℃;二区:182℃;三区:197℃;四区:214℃;五区:223℃;六区:225℃;七区:227℃;八区:232℃;九区:220℃;十区:218℃;十区温度即为双螺杆挤出机的模头温度。
实施例2
该实施例公开了一种高流动性尼龙复合材料,包括以下重量份数的组分:
尼龙40份、导热耐磨填料25份、纳米超细滑石粉1.5份、聚乙二醇0.5份、甲氧基聚乙二醇0.5份、聚丙烯酰胺0.5份、玻璃纤维6份、偶联剂1.2份、抗氧剂0.4份、润滑剂0.6份。
导热耐磨填料包括氢氧化铝、纳米颗粒状α-al2o3以及氢氧化镁,氢氧化铝为纤维状,且其粒径为70nm,纳米颗粒状α-al2o3的粒径为2nm,氢氧化镁的粒径为70μm,以重量计,氢氧化铝:纳米颗粒状α-al2o3:氢氧化镁=1:1:2;纳米超细滑石粉的粒径为2nm。
尼龙为pa46、偶联剂为硅烷类偶联剂;抗氧剂为抗氧剂1076;所述润滑剂为硅酮粉。
使用上述配方制备高流动性尼龙复合材料的过程为:
步骤一、将尼龙、导热耐磨填料、纳米超细滑石粉、聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇、聚丙烯酰胺、偶联剂、抗氧剂以及润滑剂按配比混合,获得混合物料;
步骤二、将所述混合物料加入到双螺杆挤出机中进行熔融塑化,再将玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的模头并挤出,经冷却、切粒和干燥,得到高流动性尼龙复合材料。
其中,沿着所述混合物料的挤出方向,所述双螺杆挤出机的温度设置为:一区:172℃;二区:187℃;三区:194℃;四区:214℃;五区:220℃;六区:226℃;七区:227℃;八区:225℃;九区:217℃;十区:214℃;十区温度即为双螺杆挤出机的模头温度。
实施例3
该实施例公开了一种高流动性尼龙复合材料,包括以下重量份数的组分:
尼龙35份、导热耐磨填料15份、纳米超细滑石粉1份、聚乙二醇0.5份、玻璃纤维7份、偶联剂1份、抗氧剂0.4份、润滑剂0.6份。
导热耐磨填料包括氢氧化铝、纳米颗粒状α-al2o3以及氢氧化镁,氢氧化铝为纤维状,且其粒径为60nm,纳米颗粒状α-al2o3的粒径为15nm,氢氧化镁的粒径为60μm,按重量计,氢氧化铝:纳米颗粒状α-al2o3:氢氧化镁=1:1:1;纳米超细滑石粉的粒径为3nm。
尼龙为pa46、偶联剂为硅烷类偶联剂;抗氧剂为抗氧剂168;所述润滑剂为ebs。
使用上述配方制备高流动性尼龙复合材料的过程为:
步骤一、将尼龙、导热耐磨填料、纳米超细滑石粉、聚乙二醇、偶联剂、抗氧剂以及润滑剂按配比混合,获得混合物料;
步骤二、将所述混合物料加入到双螺杆挤出机中进行熔融塑化,再将玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的模头并挤出,经冷却、切粒和干燥,得到高流动性尼龙复合材料。
其中,沿着所述混合物料的挤出方向,所述双螺杆挤出机的温度设置为:一区:170℃;二区:180℃;三区:190℃;四区:200℃;五区:210℃;六区:220℃;七区:230℃;八区:240℃;九区:230℃;十区:220℃;十区温度即为双螺杆挤出机的模头温度。
实施例4
该实施例公开了一种高流动性尼龙复合材料,包括以下重量份数的组分:
尼龙43份、导热耐磨填料25份、第一增流剂1.2份、第二增流剂0.8份、玻璃纤维9份、偶联剂1.4份、抗氧剂0.5份、润滑剂0.9份;
第一增流剂为纳米超细滑石粉,导热耐磨填料包括氢氧化铝、纳米颗粒状α-al2o3以及氢氧化镁,按重量计,氢氧化铝:纳米颗粒状α-al2o3:氢氧化镁=1:2:1。
第二增流剂包括聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇以及聚丙烯酰胺,质量比为1:1:1。
氢氧化铝为纤维状,且其粒径为30nm,所述纳米颗粒状α-al2o3的粒径为20nm,所述氢氧化镁的粒径为60μm。
偶联剂为硅烷类偶联剂;抗氧剂为抗氧剂1010;所述润滑剂为硅酮粉和ebs,其质量比为1:1。
本发明公开了一种高流动性尼龙复合材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、将尼龙、导热耐磨填料、第一增流剂、第二增流剂、偶联剂、抗氧剂以及润滑剂按配比混合,获得混合物料;
步骤二、将所述混合物料加入到双螺杆挤出机中进行熔融塑化,再将玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的模头并挤出,经冷却、切粒和干燥,得到高流动性尼龙复合材料。
其中,沿着所述混合物料的挤出方向,所述双螺杆挤出机的温度设置为:一区:170℃;二区:182℃;三区:195℃;四区:206℃;五区:217℃;六区:225℃;七区:230℃;八区:236℃;九区:225℃;十区:217℃;十区温度即为双螺杆挤出机的模头温度。
实施例5
该实施例公开了一种高流动性尼龙复合材料,包括以下重量份数的组分:
尼龙45份、导热耐磨填料20份、第一增流剂0.6份、第二增流剂0.2份、玻璃纤维10份、偶联剂1份、抗氧剂0.6份、润滑剂0.7份;
第一增流剂为纳米超细滑石粉,导热耐磨填料包括氢氧化铝、纳米颗粒状α-al2o3以及氢氧化镁,按重量计,氢氧化铝:纳米颗粒状α-al2o3:氢氧化镁=2:1:1。
第二增流剂包括聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇以及聚丙烯酰胺,质量比为1:1:1。
氢氧化铝为纤维状,且其粒径为30nm,所述纳米颗粒状α-al2o3的粒径为20nm,所述氢氧化镁的粒径为60μm。
偶联剂为硅烷类偶联剂;抗氧剂为抗氧剂1010;所述润滑剂为硅酮粉和ebs,其质量比为1:1。
本发明公开了一种高流动性尼龙复合材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、将尼龙、导热耐磨填料、第一增流剂、第二增流剂、偶联剂、抗氧剂以及润滑剂按配比混合,获得混合物料;
步骤二、将所述混合物料加入到双螺杆挤出机中进行熔融塑化,再将玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的模头并挤出,经冷却、切粒和干燥,得到高流动性尼龙复合材料。
其中,沿着所述混合物料的挤出方向,所述双螺杆挤出机的温度设置为:一区:173℃;二区:182℃;三区:190℃;四区:206℃;五区:217℃;六区:225℃;七区:230℃;八区:236℃;九区:225℃;十区:214℃;十区温度即为双螺杆挤出机的模头温度。
实施例6
该实施例公开了一种高流动性尼龙复合材料,包括以下重量份数的组分:
尼龙25份、导热耐磨填料15份、第一增流剂0.5份、第二增流剂0.1份、玻璃纤维5份、偶联剂1份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.7份;
第一增流剂为纳米超细滑石粉,导热耐磨填料包括氢氧化铝、纳米颗粒状α-al2o3以及氢氧化镁,质量比为1:1:1。
第二增流剂包括聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇以及聚丙烯酰胺,质量比为1:1:1。
氢氧化铝为纤维状,且其粒径为60nm,纳米颗粒状α-al2o3的粒径为10nm,氢氧化镁的粒径为40μm,按重量计,氢氧化铝:纳米颗粒状α-al2o3:氢氧化镁=1:1:1。
偶联剂为硅烷类偶联剂;抗氧剂为抗氧剂1010;所述润滑剂为硅酮粉和ebs,其质量比为1:1。
本发明公开了一种高流动性尼龙复合材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、将尼龙、导热耐磨填料、第一增流剂、第二增流剂、偶联剂、抗氧剂以及润滑剂按配比混合,获得混合物料;
步骤二、将所述混合物料加入到双螺杆挤出机中进行熔融塑化,再将玻璃纤维加入到双螺杆挤出机的模头并挤出,经冷却、切粒和干燥,得到高流动性尼龙复合材料。
其中,沿着所述混合物料的挤出方向,所述双螺杆挤出机的温度设置为:一区:170℃;二区:183℃;三区:190℃;四区:205℃;五区:217℃;六区:225℃;七区:232℃;八区:236℃;九区:224℃;十区:217℃;十区温度即为双螺杆挤出机的模头温度。
为了验证本发明公开的高流动性尼龙复合材料的性能,本发明对实施例1~实施例6制备的高流动性尼龙复合材料进行了性能测试,其测试结果详见表一:
表一各实施例制备的高流动性尼龙复合材料的性能
由表一可知,实施例1~实施例6制备的高流动性尼龙复合材料具有高的流动性,并且不影响力学性质,同时具有优异的阻燃性和导热性。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节。