本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及到一种高玻璃纤维含量增强高温尼龙复合材料及其制备方法。
背景技术：
尼龙具有良好的综合性能，目前玻璃纤维增强尼龙复合材料是国内外应用较广的高性能增强材料。高温尼龙由于熔点较高，可以在较高温度下连续工作而被国内外各行业关注。玻璃纤维具有机械强度高、耐热性能好、抗腐蚀性优异、绝缘性好等多种优异性能，被广泛应用于电子器械、建筑材料、体育器材、飞机汽车等领域。然而，目前市场上玻璃纤维增强尼龙材料多以增强PA6、PA66为主，且玻璃纤维含量以10～40份为主，高玻璃纤维含量增强尼龙尤其是增强高温尼龙材料较少。高玻璃纤维含量增强高温尼龙复合材料就是从市场出发，为了解决一些特殊工业产品要求材料有较高力学性能，又要求材料能够在较高的温度下连续工作而研发的一种优质材料。
技术实现要素：
为了克服现有的技术不足，本发明提供一种力学性能好，能够在较高温度环境下连续工作的高玻璃纤维含量增强高温尼龙复合材料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高玻璃纤维含量增强高温尼龙复合材料，其由高温尼龙树脂、短切玻璃纤维、增韧剂、抗氧剂及润滑剂五种成分组成，它们按以下重量比组成：高温尼龙树脂30～90份、短切玻璃纤维纤维20～60份，增韧剂1～10份、抗氧剂0.1～1份、润滑剂0.2～2份。
所述的高温尼龙树脂是尼龙66、尼龙46、尼龙6T和尼龙9T等中的一种或者几种的组合。
所述的短切玻璃纤维为表面经过硅烷偶联剂处理的短切玻璃纤维，长度为6mm。
所述的增韧剂为马来酸酐接枝的EPDM、POE和SEBS中的一种或者几种组合。
所述的抗氧剂是受阻酚抗氧剂1010、亚磷酸酯类抗氧剂168和耐氮氧化物抗氧剂GA80等中的一种或者几种复配而成。
所述的润滑剂为聚四氟乙烯和二硫化钼中的一种。
上述高玻璃纤维含量增强高温尼龙复合材料的制备方法，其步骤如下：
(1)玻璃纤维表面处理：将20wt％硅烷偶联剂、72wt％无水乙醇、8wt％水进行混合调配成溶液，将玻璃纤维加入溶液中进行浸泡处理，浸泡处理3～5分钟，然后将玻璃纤维取出干燥，即可得到经过表面处理的玻璃纤维；
(2)按照重量配比称取原料高温尼龙树脂及其它助剂，将称好的原材料投入到高速混合器中充分混合3～5分钟；
(3)将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，并在双螺杆挤出机的侧喂料口中加入经步骤(1)得到的玻璃纤维，通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度310℃～320℃、二区温度310℃～320℃、三区温度310℃～320℃、四区温度310℃～320℃、五区温度310℃～320℃、六区温度305℃～310℃、七区温度305℃～310℃、八区温度310℃～320℃、九区温度310℃～320℃、机头温度315℃～325℃，螺杆转速300r/min～500r/min；
(4)将步骤(3)得到的物质经过拉条之后进行风冷却、切粒、干燥处理。
与目前市场上常见的玻璃纤维增强高温尼龙复合材料相比，本发明的高玻璃纤维含量增强高温尼龙复合材料在拉伸强度、拉伸模量、冲击强度等性能上有大幅度提升。
具体实施方式
下面结合具体实例来进行进一步说明本发明的技术方案。
高玻璃纤维含量增强高温尼龙复合材料，其组成(重量比)为：高温尼龙树脂30～90份、短切玻璃纤维20～60份、增韧剂1～10份、抗氧剂0.1～1份、润滑剂0.2～2份。
本产品使用的高温尼龙树脂可以是尼龙66、尼龙46、尼龙6T和尼龙9T等中的一种或者几种的组合；短切玻璃纤维为表面经过硅烷偶联剂处理的短切玻璃纤维，长度为6mm；增韧剂为马来酸酐接枝的EPDM、POE、SEBS中的一种或几种的组合；抗氧剂由受阻酚抗氧剂1010、亚磷酸酯类抗氧剂168和耐氮氧化物抗氧剂GA80等中的一种或者几种复配而成；润滑剂为聚四氟乙烯和二硫化钼中的一种。
高玻璃纤维含量增强高温尼龙复合材料的制备方法：
1)：玻璃纤维表面处理：将20wt％硅烷偶联剂、72wt％无水乙醇、8wt％水进行混合调配成溶液，将玻璃纤维加入溶液中进行浸泡处理，浸泡处理3～5分钟，然后将玻璃纤维取出干燥，即可得到经过表面处理的玻璃纤维；
2)：按照重量配比称取原料高温尼龙树脂及其它助剂，将称好的原材料投入到高速混合器中充分混合3～5分钟；
3)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，并在双螺杆挤出机的侧喂料口中加入经步骤(1)得到的玻璃纤维，通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度310℃～320℃、二区温度310℃～320℃、三区温度310℃～320℃、四区温度310℃～320℃、五区温度310℃～320℃、六区温度305℃～310℃、七区温度305℃～310℃、八区温度310℃～320℃、九区温度310℃～320℃、机头温度315℃～325℃，螺杆转速300r/min～500r/min；
4)：将步骤(3)得到的物质经过拉条之后进行风冷却、切粒、干燥处理。
为便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1：
1)：玻璃纤维表面处理：将20wt％硅烷偶联剂、72wt％无水乙醇、8wt％水进行混合调配成溶液，将玻璃纤维加入溶液中进行浸泡处理，浸泡处理3～5分钟，然后将玻璃纤维取出干燥，即可得到经过表面处理的玻璃纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙6T树脂56.2份，并经烘箱烘干；加入3份增韧剂，0.3份抗氧剂，0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入重量份数为40份的玻璃纤维；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度310℃～320℃、二区温度310℃～320℃、三区温度310℃～320℃、四区温度310℃～320℃、五区温度310℃～320℃、六区温度305℃～310℃、七区温度305℃～310℃、八区温度310℃～320℃、九区温度310℃～320℃、机头温度315℃～325℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
4)：将步骤(3)得到的物质经过拉条之后进行风冷却、切粒、干燥处理。
实施例2：
1)：玻璃纤维表面处理：将20wt％硅烷偶联剂、72wt％无水乙醇、8wt％水进行混合调配成溶液，将玻璃纤维加入溶液中进行浸泡处理，浸泡处理3～5分钟，然后将玻璃纤维取出干燥，即可得到经过表面处理的玻璃纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙6T树脂51.2份，并经烘箱烘干；加入3份增韧剂，0.3份抗氧剂，0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入重量份数为45份的玻璃纤维；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度310℃～320℃、二区温度310℃～320℃、三区温度310℃～320℃、四区温度310℃～320℃、五区温度310℃～320℃、六区温度305℃～310℃、七区温度305℃～310℃、八区温度310℃～320℃、九区温度310℃～320℃、机头温度315℃～325℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
4)：将步骤(3)得到的物质经过拉条之后进行风冷却、切粒、干燥处理。
实施例3：
1)：玻璃纤维表面处理：将20wt％硅烷偶联剂、72wt％无水乙醇、8wt％水进行混合调配成溶液，将玻璃纤维加入溶液中进行浸泡处理，浸泡处理3～5分钟，然后将玻璃纤维取出干燥，即可得到经过表面处理的玻璃纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙6T树脂46.2份，并经烘箱烘干；加入3份增韧剂，0.3份抗氧剂，0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入重量份数为50份的玻璃纤维；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度310℃～320℃、二区温度310℃～320℃、三区温度310℃～320℃、四区温度310℃～320℃、五区温度310℃～320℃、六区温度305℃～310℃、七区温度305℃～310℃、八区温度310℃～320℃、九区温度310℃～320℃、机头温度315℃～325℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
4)：将步骤(3)得到的物质经过拉条之后进行风冷却、切粒、干燥处理。
实施例4：
1)：玻璃纤维表面处理：将20wt％硅烷偶联剂、72wt％无水乙醇、8wt％水进行混合调配成溶液，将玻璃纤维加入溶液中进行浸泡处理，浸泡处理3～5分钟，然后将玻璃纤维取出干燥，即可得到经过表面处理的玻璃纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙6T树脂36.2份，并经烘箱烘干；加入3份增韧剂，0.3份抗氧剂，0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入重量份数为60份的玻璃纤维；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度310℃～320℃、二区温度310℃～320℃、三区温度310℃～320℃、四区温度310℃～320℃、五区温度310℃～320℃、六区温度305℃～310℃、七区温度305℃～310℃、八区温度310℃～320℃、九区温度310℃～320℃、机头温度315℃～325℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
4)：将步骤(3)得到的物质经过拉条之后进行风冷却、切粒、干燥处理。
对比例1：
1)：玻璃纤维表面处理：将20wt％硅烷偶联剂、72wt％无水乙醇、8wt％水进行混合调配成溶液，将玻璃纤维加入溶液中进行浸泡处理，浸泡处理3～5分钟，然后将玻璃纤维取出干燥，即可得到经过表面处理的玻璃纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙6T树脂86.2份，并经烘箱烘干；加入3份增韧剂，0.3份抗氧剂，0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入短切玻璃纤维10份；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度310℃～320℃、二区温度310℃～320℃、三区温度310℃～320℃、四区温度310℃～320℃、五区温度310℃～320℃、六区温度305℃～310℃、七区温度305℃～310℃、八区温度310℃～320℃、九区温度310℃～320℃、机头温度315℃～325℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
4)将步骤(3)得到的物质经过拉条之后进行风冷却、切粒、干燥处理。
对比例2：
1)：玻璃纤维表面处理：将20wt％硅烷偶联剂、72wt％无水乙醇、8wt％水进行混合调配成溶液，将玻璃纤维加入溶液中进行浸泡处理，浸泡处理3～5分钟，然后将玻璃纤维取出干燥，即可得到经过表面处理的玻璃纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙6T树脂76.2份，并经烘箱烘干；加入3份增韧剂，0.3份抗氧剂，0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入短切玻璃纤维20份；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度310℃～320℃、二区温度310℃～320℃、三区温度310℃～320℃、四区温度310℃～320℃、五区温度310℃～320℃、六区温度305℃～310℃、七区温度305℃～310℃、八区温度310℃～320℃、九区温度310℃～320℃、机头温度315℃～325℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
4)：将步骤(3)得到的物质经过拉条之后进行风冷却、切粒、干燥处理。
对比例3：
1)：玻璃纤维表面处理：将20wt％硅烷偶联剂、72wt％无水乙醇、8wt％水进行混合调配成溶液，将玻璃纤维加入溶液中进行浸泡处理，浸泡处理3～5分钟，然后将玻璃纤维取出干燥，即可得到经过表面处理的玻璃纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙6T树脂71.2份，并经烘箱烘干；加入3份增韧剂，0.3份抗氧剂，0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入短切玻璃纤维25份；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度310℃～320℃、二区温度310℃～320℃、三区温度310℃～320℃、四区温度310℃～320℃、五区温度310℃～320℃、六区温度305℃～310℃、七区温度305℃～310℃、八区温度310℃～320℃、九区温度310℃～320℃、机头温度315℃～325℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
4)：将步骤(3)得到的物质经过拉条之后进行风冷却、切粒、干燥处理。
对比例4：
1)：玻璃纤维表面处理：将20wt％硅烷偶联剂、72wt％无水乙醇、8wt％水进行混合调配成溶液，将玻璃纤维加入溶液中进行浸泡处理，浸泡处理3～5分钟，然后将玻璃纤维取出干燥，即可得到经过表面处理的玻璃纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙6T树脂66.2份，并经烘箱烘干；加入3份增韧剂，0.3份抗氧剂，0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入短切玻璃纤维30份；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度310℃～320℃、二区温度310℃～320℃、三区温度310℃～320℃、四区温度310℃～320℃、五区温度310℃～320℃、六区温度305℃～310℃、七区温度305℃～310℃、八区温度310℃～320℃、九区温度310℃～320℃、机头温度315℃～325℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
4)：将步骤(3)得到的物质经过拉条之后进行风冷却、切粒、干燥处理。
对比例5：
1)：玻璃纤维表面处理：将20wt％硅烷偶联剂、72wt％无水乙醇、8wt％水进行混合调配成溶液，将玻璃纤维加入溶液中进行浸泡处理，浸泡处理3～5分钟，然后将玻璃纤维取出干燥，即可得到经过表面处理的玻璃纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙6T树脂61.2份，并经烘箱烘干；加入3份增韧剂，0.3份抗氧剂，0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入短切玻璃纤维35份；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度310℃～320℃、二区温度310℃～320℃、三区温度310℃～320℃、四区温度310℃～320℃、五区温度310℃～320℃、六区温度305℃～310℃、七区温度305℃～310℃、八区温度310℃～320℃、九区温度310℃～320℃、机头温度315℃～325℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
4)：将步骤(3)得到的物质经过拉条之后进行风冷却、切粒、干燥处理。
对比例6：
1)：按照重量配比称取原料尼龙6T树脂56.2份，并经烘箱烘干；加入3份增韧剂，0.3份抗氧剂，0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
2)：将步骤(1)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入短切玻璃纤维40份；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度310℃～320℃、二区温度310℃～320℃、三区温度310℃～320℃、四区温度310℃～320℃、五区温度310℃～320℃、六区温度305℃～310℃、七区温度305℃～310℃、八区温度310℃～320℃、九区温度310℃～320℃、机头温度315℃～325℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
3)：将步骤(2)得到的物质经过拉条之后进行风冷却、切粒、干燥处理。
性能测试：
拉伸强度和拉伸模量按照ASTM D638标准进行检测，拉伸速度为50mm/min；
弯曲强度和弯曲模量按照ASTM D790标准进行检测，弯曲速度为20mm/min；
冲击强度和缺口冲击强度按照ASTMD256标准进行检测；
实施例1-4的配方及材料性能见表1：
表1实施例配方及测试性能
表2对比例配方及测试性能
从以上实施例和比较例性能可以看出，本发明的高玻璃纤维含量增强高温尼龙复合材料是一种高强度、高抗冲击性、高耐热、制品尺寸性能稳定优良的复合材料，如按照实施例1，玻璃纤维为40％的增强PA6T，其力学性能高于对比例5(玻璃纤维含量为35％的增强PA6T)；对比例6由于玻璃纤维未经过有效表面处理，材料在经双螺杆挤出机挤出后难以拉条和切粒，未能成功得到制品；本发明的制备方法操作简单，产品价格具有优势，适合工业化生产和应用。