耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料及其制备方法和装置与流程

本发明涉及有机化工材料技术领域，具体而言，涉及一种耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料及其制备方法和装置。

背景技术：

聚己二酰己二胺俗称尼龙-66，是一种热塑性树脂。聚酰胺塑料制品广泛用作各种机械和电器零件，其中包括轴承、齿轮、滑轮泵叶轮、叶片、高压密封圈、垫、阀座、衬套、输油管、贮油器、绳索、传动带、砂轮胶粘剂、电池箱、电器线圈、电缆接头等。

随着生产技术的提高和发展，对于尼龙的耐水解、抗防冻液性能要求都很高。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料，采用合理的组份搭配，在阻燃的基础上，增加了其水解、抗防冻液的性能，同时保证了尼龙材料的强度。

本发明的第二目的在于提供一种所述的水解、抗防冻液的尼龙加纤材料的制备方法，该方法通过合理的配方配比、通过配料的搅拌顺序与搅拌时间的控制提高混料混合之后的粘性和成型性；切粒之前拉条的温度直接影响切粒后坯料的性能，不同的配料挤出后的拉条在被切粒时的最佳切粒温度变动非常大，通过控制水温调控可以确保切粒之后形成最佳的颗粒性能和形态。该方法具有方便、简单、易于生产等优点。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料，包括按照重量份数计的以下组份：

尼龙6650-70份，尼龙68-15份，耐油脂助剂0.8-3份，增韧剂1-3份，相容剂1-3份，抗氧剂0.4-0.6份，黑母粒1.8-4份和耐水解玻璃纤维20-35份。

优选的，所述的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料，包括按照重量份数计的以下组份：

尼龙6655-65份，尼龙68-12份，耐油脂助剂0.8-2份，增韧剂1-3份，相容剂1-3份，抗氧剂0.4-0.6份，黑母粒2-4份和耐水解玻璃纤维20-30份。优选的，所述的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料，包括按照重量份数计的以下组份：

尼龙6655-65份，尼龙68-12份，耐油脂助剂0.8-1份，增韧剂1-2份，相容剂1-2份，抗氧剂0.4-0.6份，黑母粒3-4份和耐水解玻璃纤维25-28份。

优选的，所述增韧剂为poe-g-mah增韧剂。

优选的，抗氧剂选自抗氧剂1098和抗氧剂1010中的一种或者两种的组合；

更优选的，所述抗氧剂由0.2-0.3份抗氧剂1098和0.2-0.3份抗氧剂1010。

优选的，所述黑母粒选自有机黑母粒和无机黑母粒中的一种或者两种的组合；

更优选的，所述黑母粒由0.5-1.8份有机黑母粒和0.8-1.5份无机黑母粒组成；

更优选的，所述黑母粒由0.8-1.5份有机黑母粒和1-2.5份无机黑母粒组成。

优选的，所述耐油脂助剂为h20。

优选的，所述相容剂为tpee相容剂。

所述的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料的制备方法，包括以下步骤：

(a)、将尼龙66和尼龙6干燥处理，然后与耐油脂助剂、增韧剂、耐水解玻璃纤维、相容剂、黑母粒混合、搅拌；

优选的，所述搅拌的时间为0.5-1h；

(b)、然后加入抗氧剂，继续搅拌，得到混料；

优选的，所述继续搅拌的时间为0.5-1h；

(c)、将步骤(b)所得到的混料进行挤出操作，挤出后浸入水中，吹干、切粒后进行筛选，得到该耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料；

优选的，所述挤出后浸入水中的步骤中，水的温度在15-30℃。

一种适用于所述的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料的制备方法的装置，包括依次连接的干燥箱、混料箱、双螺杆挤出机、智能温控水槽、吹干机、切粒机和振动筛，所述振动筛分别连接金属分离器和废料盒，所述金属分离器依次连接第二分离器、仓箱和打包机。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明所提供的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料，采用合理的组份搭配，在阻燃的基础上，增加了其水解、抗防冻液的性能，同时保证了尼龙材料的强度，其拉伸强度可达到160mpa，表面吸水率达到0.3。

(2)本发明所提供的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料的制备方法，该方法通过合理的配方配比、通过配料的搅拌顺序与搅拌时间的控制提高混料混合之后的粘性和成型性；切粒之前拉条的温度直接影响切粒后坯料的性能，不同的配料挤出后的拉条在被切粒时的最佳切粒温度变动非常大，该方法具有方便、简单、易于生产等优点。

(3)本发明所提供的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料的制备方法所使用的装置，通过控制水温调控可以确保切粒之后形成最佳的颗粒性能和形态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的装置流程示意图。

附图标记：1-干燥箱；2-混料箱；3-双螺杆挤出机；4-智能温控水槽；5-吹干机；6-切粒机；7-振动筛；8-废料盒；9-金属分离器；10-第二分离器；11-仓箱；12-打包机。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

一种耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料，包括按照重量份数计的以下组份：

尼龙6650-70份，尼龙68-15份，耐油脂助剂0.8-3份，增韧剂1-3份，相容剂1-3份，抗氧剂0.4-0.6份，黑母粒1.8-4份和耐水解玻璃纤维20-35份。

本申请实施例中，尼龙66是聚己二酰己二胺的俗称，一种热塑性树脂。分子主链的重复结构单元中，含有酰胺基(-conh-)的一类热塑树脂。尼龙6即聚酰胺-6，尼龙6的化学物理特性和尼龙66很相似，然而，它的熔点较低，而且工艺温度范围很宽。它的抗冲击性和抗溶解性比尼龙66塑料要好，但吸湿性也更强。因为塑件的许多品质特性都要受到吸湿性的影响，因此使用尼龙6设计产品时要充分考虑到这一点。为了提高尼龙6的机械特性，经常加入各种各样的改性剂。本申请中加入了耐水解玻璃纤维作为添加剂，此外还添加了增韧剂，提高尼龙的强度和韧性。在此基础上，添加了，又称双组份加成性硅橡胶。是相对混炼型半固态硅橡胶和常见室温硫化单组分硅胶而言的一类有机硅胶，这类胶具有流动性好，硫化快，可以浇注成型可以注射成型。

当抗氧剂在聚合物体系中仅少量存在时，就可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，又被称为“防老剂”。

相容剂又称增容剂，是指借助于分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一体，进而得到稳定的共混物的助剂，这里是指高分子增容剂。

综上，本申请所提供的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料，采用特定的组份搭配，具有良好的物理性能，同时，通过原料的配比，增加了其耐水解、抗防冻液的性能，同时保证了尼龙材料的强度，其拉伸强度可达到160mpa，表面吸水率达到0.3。

在本申请一些优选的实施例，所述的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料，包括按照重量份数计的以下组份：

尼龙6655-65份，尼龙68-12份，耐油脂助剂0.8-2份，增韧剂1-3份，相容剂1-3份，抗氧剂0.4-0.6份，黑母粒2-4份和耐水解玻璃纤维20-30份。

对耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料中的各组份进行优选。

在本申请一些优选的实施例，所述的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料，包括按照重量份数计的以下组份：

尼龙6655-65份，尼龙68-12份，耐油脂助剂0.8-1份，增韧剂1-2份，相容剂1-2份，抗氧剂0.4-0.6份，黑母粒3-4份和耐水解玻璃纤维25-28份。

对耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料中的各组份进行进一步优选。

在本申请一些优选的实施例，所述增韧剂为poe-g-mah增韧剂。

poe-g-mah增韧剂是接枝马来酸酐的乙烯-辛烯共聚物，以poe-g-mah为增韧剂对pa6改性，会使其力学性能发生显著变化，poe-g-mah增韧改性pa6材料的冲击强度、熔体流动速率等综合性能最好。

在本申请一些优选的实施例，抗氧剂选自抗氧剂1098和抗氧剂1010中的一种或者两种的组合；更优选的，所述抗氧剂由0.1-0.5份抗氧剂1098和0.1-0.5份抗氧剂1010；更优选的，所述抗氧剂由0.2-0.3份抗氧剂1098和0.2-0.3份抗氧剂1010。

抗氧剂1098为亚磷酸酯类抗氧剂，分子式为c68h92o4p2，化学名称：四(2,4-二叔丁基酚)4,4'-联苯二亚磷酸酯，cas:119345-01-6。显著改善高温熔融加工条件下的色质稳定性(抗黄变、防黑点)、熔指稳定性，与基体树脂相容性好。与1010等受阻酚类抗氧剂并用，有协同效应，显著改善聚合物长期老化性能。

当其在聚合物体系中仅少量存在时，就可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命。抗氧剂1098是一种化学物质，分子式为c40h64n2o4，n,n'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。抗氧剂1010化学名为：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇，是一种高分子量的受阻酚抗氧剂，挥发性很低，而且不易迁移。

在本申请一些优选的实施例，所述黑母粒选自有机黑母粒和无机黑母粒中的一种或者两种的组合；更优选的，所述黑母粒由0.5-1.8份有机黑母粒和0.8-1.5份无机黑母粒组成；更优选的，所述黑母粒由1-1.5份有机黑母粒和1-1.5份无机黑母粒组成。

黑母粒是色母粒的一种，但它的地位与其他色母粒又有些不同。黑母粒是塑胶加工中最常用的一种色母粒，也是量最大的一种色母粒。黑母粒是由高比例的颜料或添加剂与热塑性树脂，经良好分散而成的塑料着色剂，其所选用的树脂对着色剂具有良好润湿和分散作用。

黑母粒是由炭黑、载体和助剂注塑等工序环节所生产的色母原料，高黑、高亮，易分散，可达到高光镜面效果。环保、无毒、无味、无烟，产品表面光滑亮泽和实色颜色稳定，韧性好，不会出现色点和色纹等现象，既降低成本，节约添加剂，又减少厂房场地污染。

在本申请一些优选的实施例，所述耐油脂助剂为h20。

是粉末状的胺类抗氧剂和特殊的协同稳定剂的混合物，可以使尼龙变成棕色的热稳定剂，它对尼龙(pa6，pa66)有极好的效果和兼容性。它可以被用在所有深色的尼龙中，它的高效率不仅适用于非增强型尼龙，也适用于增强型尼龙中，特别是玻璃纤维增强型号。在尼龙中使用h20。优点如下：有力的保护最终制品以抵抗在苛刻条件下的脆化和机械性能的过早下降。在150℃下提供长期热稳定性。在酸性或者碱性条件下极大的改善抗水解性能。非常有效的抵抗热的二元醇，油，脂肪的腐蚀。在加工过程中有效的保护尼龙不降解。非常好的兼容性，耐萃取性优异。在加工过程中挥发性低。非常容易鉴别，因为它特有的半透明的棕色，而且不会变黑。

在本申请一些优选的实施例，所述相容剂为tpee相容剂。

tpee(热塑性聚酯弹性体)是含有聚酯硬段和聚醚软段的嵌段共聚物。其中聚醚软段和未结晶的聚酯形成无定形相聚酯硬段部分结晶形成结晶微区，起物理交联点的作用。tpee具有橡胶的弹性和工程塑料的强度；软段赋予它弹性，使它象橡胶；硬段赋予它加工性能，使它象塑料；与橡胶相比，它具有更好的加工性能和更长的使用寿命；与工程料相比，同样具有强度高的特点，而柔韧性和动态力学性能更好。

在本申请一些优选的实施例，所述的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料的制备方法，包括以下步骤：

(a)、将尼龙66和尼龙6干燥处理，然后与耐油脂助剂、增韧剂、耐水解玻璃纤维、相容剂、黑母粒混合、搅拌；

优选的，所述搅拌的时间为0.5-1h；

(b)、然后加入抗氧剂，继续搅拌，得到混料；

优选的，所述继续搅拌的时间为0.5-1h；

(c)、将步骤(b)所得到的混料进行挤出操作，挤出后浸入水中，吹干、切粒后进行筛选，得到该耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料；

优选的，所述挤出后浸入水中的步骤中，水的温度在40-60℃。

本申请所提供的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料的制备方法，依次采用干燥、混料、挤出成型、入水、吹干、切粒、筛选、良品打包等步骤。尼龙6注塑干燥处理由于尼龙6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2％，建议在100℃以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105℃，8小时以上的真空烘干。

本申请所提供的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料的制备方法，通过配料的搅拌顺序与搅拌时间的控制提高混料混合之后的粘性和成型性；切粒之前拉条的温度直接影响切粒后坯料的性能，不同的配料挤出后的拉条在被切粒时的最佳切粒温度变动非常大，通过控制水温调控可以确保切粒之后形成最佳的颗粒性能和形态。该方法具有方便、简单、易于生产等优点。

一种适用于所述的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料的制备方法的装置，包括依次连接的干燥箱1、混料箱2、双螺杆挤出机3、智能温控水槽4、吹干机5、切粒机6和振动筛7，所述振动筛7分别连接金属分离器9和废料盒，所述金属分离器9依次连接第二分离器10、仓箱11和打包机11。

其中，智能温控水槽4具有温度调节控制器，温度调节控制器通过温度传感器检测水槽内的水温，当温度高于一高阙值时打开冰水管与回水管的控制阀，当温度低于一低阙值时，冰水管和回水管都关闭。温度控制在15-30℃之间，对其切粒影响巨大。

实施例1

本实施例所提供的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料，具体包括以下组份：

尼龙6660份，尼龙612份，耐油脂助剂h201份，poe-g-mah增韧剂2份，tpee相容剂1.5份，主抗氧剂1098抗氧剂0.2份，助抗氧剂10100.2份，有机黑母粒1.5份，无机黑母粒1份和耐水解玻璃纤维27.6份。

该尼龙加纤材料的制备方法，具体包括以下步骤：

1)对组份进行称重配比；

2)将尼龙66和尼龙6加入到干燥箱1中进行干燥处理，干燥之后加入到混料箱2中，然后将称重好的耐油脂助剂h20、poe-g-mah增韧剂、tpee相容剂、有机黑母粒、无机黑母粒加入到混料箱2中混合搅拌0.5小时，然后将主抗氧剂1098抗氧剂、辅助抗氧剂1010加入到混料箱2中继续搅拌0.5小时；

3)将搅拌好的混料送人双螺杆挤出机3成型挤出拉条；

4)将拉条送入智能温控水槽4，智能温控水槽4具有温度调节控制器，温度调节控制器通过温度传感器检测水槽内的水温，当温度高于30℃时打开冰水管与回水管的控制阀，当温度低于15℃时，冰水管和回水管都关闭；

5)拉条从智能温控水槽出来进入打条吹干机5将打条吹干；

6)拉条吹干之后进入切粒机6由切粒机6对拉条进行切粒，切粒后坯料进入振动筛7，形状良好的塑料颗粒进入金属分离器9，切粒形成的废料进入废料盒；

7)金属分离器9与第二分离器10分离得到的良品进入仓箱11，由自动打包机11对良品进行分装打包。

实施例2

本实施例所提供的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料，具体包括以下组份：

尼龙6665份，尼龙612份，耐油脂助剂h201份，poe-g-mah增韧剂1.5份，tpee相容剂1.5份，主抗氧剂1098抗氧剂0.2份，助抗氧剂10100.2份，有机黑母粒1.5份，无机黑母粒1份和耐水解玻璃纤维22.1份。

该尼龙加纤材料的制备方法，具体包括以下步骤：

1)同实施例1中的步骤1)；

2)将尼龙66和尼龙6加入到干燥箱1中进行干燥处理，干燥之后加入到混料箱2中，然后将称重好的耐油脂助剂h20、poe-g-mah增韧剂、tpee相容剂、有机黑母粒、无机黑母粒加入到混料箱2中混合搅拌1小时，然后将主抗氧剂1098抗氧剂、辅助抗氧剂1010加入到混料箱2中继续搅拌1小时；

3)同实施例1中的步骤3)；

4)同实施例1中的步骤4)；

5)同实施例1中的步骤5)；

6)同实施例1中的步骤6)；

7)同实施例1中的步骤7)。

实施例3

尼龙6662份，尼龙610份，耐油脂助剂h201份，poe-g-mah增韧剂4份，tpee相容剂1.8份，主抗氧剂1098抗氧剂0.2份，助抗氧剂10100.2份，有机黑母粒1.2份，无机黑母粒1份和耐水解玻璃纤维25.6份。

其制备方法同实施例1的制备方法。

实施例4

尼龙6655份，尼龙68份，耐油脂助剂h200.8份，poe-g-mah增韧剂1份，tpee相容剂1份，主抗氧剂1098抗氧剂0.1份，助抗氧剂10100.1份，有机黑母粒0.8份，无机黑母粒1.2份和耐水解玻璃纤维25份。

其制备方法同实施例1的制备方法。

对比例1：与实施例1基本相同，但是配方中不添加耐水解玻璃纤维。

对比例2：与实施例1基本相同，但是配方中不添加耐油脂助剂h20。

对比例3：与实施例1基本相同，但是制备方法中，没用采用温水浸泡，直接对挤出成型的尼龙进行切粒。

对比例4：与实施例1基本相同，但是制备方法中，没有按照先后顺序进料，混料的时候加入了所有原料。

实验例1尼龙性能测试

对实施例1-4以及对比例1-4所提供的尼龙材料进行性能测试。测试包括：模量(n/m²)，弯曲强度(mpa)，伸长率(％)，拉伸强度(mpa)，缺口冲击强度(kj/m²),无缺口冲击强度(kj/m²)，密度(g/cm³)。

实验结果如表1所示。

表1尼龙性能测试结果

实验结果表明，本申请所提供的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料，具有良好的性能。与对比例1和2相比，配方中耐水解玻璃纤维和耐油脂助剂h20的搭配有助于提高尼龙材料的强度性能。与对比例3和4相比，制备方法对材料的性能也很重要。原因是切粒之前拉条的温度直接影响切粒后坯料的性能，不同的配料挤出后的拉条在被切粒时的最佳切粒温度变动非常大，通过控制水温调控可以确保切粒之后形成最佳的颗粒性能和形态。

实施例与对比例相对比，说明了通过限定特定的原料配比、配料的搅拌顺序和搅拌时间的控制，可以有效提高混料混合之后的粘性和成型性，提高材料的强度。

实验例2模拟汽车水箱防冻液环境下的性能测试

测试方法：将实施例1-5所提供的尼龙材料浸泡于95℃的汽车防冻液中1千小时，并与实验1中未浸泡的材料数据进行对比，结果如表2所示。

表2抗防冻液测试结果

实验结果表明，本申请所提供的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料，在95℃的防冻液中浸泡前后对比，本申请所提供的尼龙加纤材料依然可以保持良好的性能。

实验例3耐水解性能

测试方法：在1个标准大气压下，将实施例1-5所提供的尼龙加纤材料料浸泡于100℃的水中，浸泡48小时，对其性能进行测试，并与实验1中未浸泡的材料数据进行对比。结果如表3所示。

表3耐水解测试结果

实验结果表明，实验结果表明，本申请所提供的耐水解、抗防冻液的尼龙加纤材料，在100℃的水中浸泡前后对比，本申请所提供的尼龙加纤材料依然可以保持良好的性能。

综上所述，本申请所提供的尼龙材料改变现有尼龙材料现状，具有耐水解、耐防冻液的性能，可以在于汽车水箱中使用。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。