一种高含量玻纤增强尼龙6复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料，具体而言，涉及一种高含量玻纤增强尼龙6复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、尼龙(pa)是应用最广的工程塑料之一，其综合性能优异，耐油性、耐热性、耐化学腐蚀性和力学性能均处于较高水平。随着汽车行业的蓬勃发展，以及以塑代钢轻量化的市场需求，更高性能的尼龙复合材料的需求不断增加。尼龙改性的重要方向为玻纤增强，一方面可以提高尼龙的综合性能，一方面还可以降低成本。高含量玻纤增强尼龙6在汽车零部件中应用广泛，但是玻纤含量提高，浮纤问题逐渐凸显，因此，高品质的高含量玻纤增强尼龙6复合材料的制备过程中，解决浮纤问题至关重要。

2、现有技术中，报道了一种高含量玻纤增强尼龙及其制备方法，该发明主要通过分段喂料的方式促进表面润滑剂、表面改性剂等的分散，未对界面改性做探讨。还报道了一种高含量玻纤增强尼龙6复合材料及其制备方法，该发明将偶联剂和成核剂的混合物涂覆在长玻纤表面，此玻纤增强的尼龙6复合材料综合性能优异，此发明主要利用物理作用处理纤维，化学作用较少。还有一种高光泽高含量长玻纤增强pa复合材料的制备方法，该发明利用石墨烯、偶联剂和醇溶尼龙的表面官能团的相互反应改善玻纤与尼龙的界面情况，但是此法处理纤维过程中用到了溶剂，不环保。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种高含量玻纤增强尼龙6复合材料及其制备方法，本发明对玻纤进行浸渍处理，并且浸渍液无挥发性，对环境无污染，较为环保。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种高含量玻纤增强尼龙6复合材料，按照重量份数，包括以下组分：20-50份的尼龙6、50-70份的玻纤、1-10份的浸渍树脂、0-3份的抗氧剂、0-3份的润滑剂，

4、所述浸渍树脂为硅烷接枝改性热塑性弹性体相容剂。

5、优选地，按照重量份数，所述浸渍树脂包括以下组分：90-100份的热塑性弹性体相容剂、0.5-3份的硅烷偶联剂、0-3份的抗氧剂、0-2份的引发剂。

6、优选地，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的至少一种。

7、优选地，所述热塑性弹性体相容剂包括苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝改性乙烯辛烯共聚物、马来酸酐接枝改性sebs、马来酸酐接枝改性epdm中的至少一种。

8、优选地，所述引发剂包括过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化氢、双二五中的至少一种。

9、优选地，所述润滑剂包括介酸酰胺、硬脂酸钙、emi-200、高分子蜡中的至少一种。

10、优选地，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂tpp、抗氧剂1024、抗氧剂168中的至少一种。

11、另，本发明还提供一种制备如上述高含量玻纤增强尼龙6复合材料的方法，包括以下步骤：

12、(1)将浸渍树脂加热，在浸渍池中形成熔融液；

13、(2)将连续长玻纤置于浸渍池中，使其被浸渍树脂熔融液完全浸渍，控制浸渍树脂的质量为玻纤质量的5％～15％，经过风冷成卷备用；

14、(3)将尼龙6、润滑剂、抗氧剂放入高混机种混合，混合条件为25℃、150～300r/min、3～5min，混合后的物料置于挤出机主喂料仓中，将步骤(2)浸渍完成的玻纤置于侧喂料仓，挤出造粒，得到高含量玻纤增强尼龙6复合材料。

15、本发明的有益效果如下：

16、(1)现有技术中，对于玻纤增强尼龙，提高玻纤与尼龙的界面结合效果的技术中，多数的处理技术中的界面处理剂只与玻纤或尼龙其中之一发生化学反应，而与另一种发生物理缠结、氢键作用等，未见与尼龙、玻纤均发生化学反应的界面处理剂的报道。本技术中，制备的浸渍树脂，其中硅烷可与玻纤表面的羟基发生化学反应，而热塑性弹性体相容剂中的马来酸酐基团与尼龙中的氨基发生化学反应，因此，该浸渍树脂可以在玻纤与尼龙之间起到类似“弹簧”的缓冲作用，可以使复合材料的刚性、韧性等综合性能均得到改善。此项技术制备的材料用于制造汽车零部件，使得零件更轻的同时，其机械强度、刚性、耐热性、耐蠕变性和耐疲劳强度大幅度提高，适合制造耐热受力结构塑料零部件，例如汽车热管理系统等。

17、(2)此浸渍树脂在此体系中有多重作用，是玻纤的表面处理剂，是尼龙与玻纤的相容剂，同时由于其弹性体的属性，其还具有尼龙增韧剂的作用。因此，其可以同时替代现有技术中使用的偶联剂、相容剂、增韧剂等组分，而且由于其化学反应性，其作用效果更优。

18、(4)此技术同时还避免了单独使用偶联剂、相容剂、增韧剂时，助剂分散不均匀的问题。此浸渍树脂在加工过程之前完成浸渍过程，有利于浸渍树脂在玻纤表面的均匀分散，同时保证了其反应基团在复合材料体系中的均匀分散。

19、(5)此过程没有其他溶剂的参与，除了环保性外，还避免了溶剂对玻纤、尼龙性能的不利影响。

技术特征：

1.一种高含量玻纤增强尼龙6复合材料，其特征在于，按照重量份数，包括以下组分：20-50份的尼龙6、50-70份的玻纤、1-10份的浸渍树脂、0-3份的抗氧剂、0-3份的润滑剂，

2.根据权利要求1所述的高含量玻纤增强尼龙6复合材料，其特征在于，按照重量份数，所述浸渍树脂包括以下组分：90-100份的热塑性弹性体相容剂、0.5-3份的硅烷偶联剂、1-3份的抗氧剂、1-2份的引发剂。

3.根据权利要求2所述的高含量玻纤增强尼龙6复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的高含量玻纤增强尼龙6复合材料，其特征在于，所述热塑性弹性体相容剂包括苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝改性乙烯辛烯共聚物、马来酸酐接枝改性sebs、马来酸酐接枝改性epdm中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的高含量玻纤增强尼龙6复合材料，其特征在于，所述引发剂包括过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化氢、双二五中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的高含量玻纤增强尼龙6复合材料，其特征在于，所述润滑剂包括介酸酰胺、硬脂酸钙、emi-200、高分子蜡中的至少一种。

7.根据权利要求2所述的高含量玻纤增强尼龙6复合材料，其特征在于，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂tpp、抗氧剂1024、抗氧剂168中的至少一种。

8.一种制备如权利要求1-7任一所述高含量玻纤增强尼龙6复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，浸渍树脂的质量为玻纤质量的5％～15％。

技术总结
本发明公开了一种高含量玻纤增强尼龙6复合材料及其制备方法，按照重量份数，包括以下组分：20‑50份的尼龙6、50‑70份的玻纤、1‑10份的浸渍树脂、0‑3份的抗氧剂、0‑3份的润滑剂，所述浸渍树脂为硅烷接枝改性热塑性弹性体相容剂。本发明对玻纤进行浸渍处理，并且浸渍液无挥发性，对环境无污染，较为环保。

技术研发人员：孙文强,王纪学,李伟,王健,张琨
受保护的技术使用者：青岛海泰科新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13