一种彩色尼龙组合物及其制备方法和应用与流程

本技术涉及高分子材料，尤其是涉及一种彩色尼龙组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着近年来经济的不断发展，汽车行业逐步往智能化、网联化、舒适化发展，目前人们对汽车安全性、舒适性的要求越来越高，在汽车材料要求也越来越高，同时对材料颜色的需求也越来越高，目前在汽车内饰，汽车连接器方面，不再以黑色为主流色系，更多鲜艳的颜色逐步呈现在客户面前。颜色的稳定性成为重要的研究方向。

2、尼龙简称聚酰胺(pa)，是分子主链上含有重复酰胺基团(-nhco-)的热塑性树脂总称，包括脂肪族尼龙、芳香族尼龙、半芳香族尼龙及特种尼龙新品种。尼龙材料本身具备优异的机械性能，在汽车行业的应用量巨大，但尼龙材料本身容易黄变，配色产品在高温、光照等环境下容易变色，彩色尼龙耐uv性能差，需要对彩色尼龙材料的耐uv性能进行改善，以满足目前汽车行业对鲜艳颜色塑料制品灰度等级的要求。并且，尼龙材料颜色稳定的研究基本在纺织领域，在汽车行业，黑色或者深色尼龙产品的研究较多，而鲜艳颜色(橙色、红色、蓝色)的研究相对较少，无法满足目前汽车主机厂对耐uv彩色尼龙材料的要求。

技术实现思路

1、本技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种彩色尼龙组合物及其制备方法和应用。本技术制备的彩色尼龙组合物同时具有较好的耐uv性能、高灰度等级等优点，满足了主机厂对颜色、灰度等级的要求。

2、为实现上述目的，本技术采取的技术方案为：

3、本技术提供了一种彩色尼龙组合物，包括以下重量份数的组分：

4、脂肪族pa树脂53～72份、透明尼龙3～12份、改性玻璃纤维25～35份、抗氧剂0.1～0.5份、润滑剂0.3～1份、光稳定剂0.3～1份、色粉0.5～1份和金属卤化物1～3份；

5、所述改性玻璃纤维为固色剂包覆改性的玻璃纤维。

6、本技术采用透明尼龙、改性玻璃纤维、金属卤化物联合的技术方案，提升了彩色尼龙组合物的灰度等级，提高了彩色材料的耐uv性能；其中改性玻璃纤维为固色剂包覆改性的玻璃纤维，改性玻璃纤维表面的固色剂内含许多磺酸基团能够与尼龙的氨基结合，使得制备的彩色尼龙组合物具备良好的相容性；同时固色剂包覆在纤维上，固色剂在尼龙和玻璃纤维之间，起到类似于桥梁的作用，使色粉不易析出，有助于彩色尼龙组合物耐uv性能的提升。

7、同时透明尼龙和金属卤化物的加入，破环了脂肪族pa树脂的结晶，其中透明尼龙含有苯环，限制彩色尼龙组合物中尼龙分子链的运动，阻碍尼龙结晶；同时金属卤化物可以与尼龙的分子链形成络合物，限制了分子链的运动，减少酰胺键之间氢键的形成，影响分子链排入晶格，使脂肪族pa树脂的结晶度降低，结晶缓慢，有助于色粉更多的进入脂肪族pa树脂的非晶区，更好的分散于彩色尼龙组合物中，减少光照老化时色粉的析出，有助于彩色尼龙组合物耐uv性能的提升。

8、在一些具体的实施例中，所述脂肪族pa树脂在彩色尼龙组合物中的质量百分比不低于48％。

9、作为本技术所述彩色尼龙组合物的优选实施方式，所述固色剂为酸性固色剂，所述固色剂为高分子量芳香族磺酸类缩合物。所述固色剂的ph值为6～7。

10、本技术固色剂选自高分子量芳香族磺酸类缩合物，可以更好地同时提高彩色尼龙组合物的耐uv性能。

11、作为本技术所述彩色尼龙组合物的优选实施方式，所述改性玻璃纤维中，玻璃纤维和固色剂的重量比为100：(1～5)。

12、优选的，所述改性玻璃纤维中，玻璃纤维和固色剂的重量比为100：(1～3)进行改性，所述改性玻璃纤维能进一步提高彩色尼龙组合物的耐uv性能。

13、作为本技术所述彩色尼龙组合物的优选实施方式，所述玻璃纤维的平均长度为3～4.5mm，所述玻璃纤维的平均直径为8～11μm。

14、作为本技术所述彩色尼龙组合物的优选实施方式，所述脂肪族pa树脂的相对粘度为2.4～3.4，优选相对粘度为2.5～2.8。

15、脂肪族pa树脂的相对粘度的测定按照iso 307-2007的标准，用96％的浓硫酸溶解pa树脂，配成1％g/ml的尼龙溶液，然后用乌氏粘度计测试材料的粘度。

16、本技术采用上述粘度的脂肪族pa树脂制备彩色尼龙组合物，可以有效提高彩色尼龙组合物的灰度等级。

17、作为本技术所述彩色尼龙组合物的优选实施方式，所述脂肪族pa树脂包括自聚己内酰胺、聚已二酰己二胺、聚癸二酰癸二胺、聚十二烷二酰己二胺和聚癸二酰己二胺中的至少一种。

18、作为本技术所述彩色尼龙组合物的优选实施方式，所述透明尼龙为己二胺与间苯二甲酸聚合而成的pa6i，相对粘度1.8-2.0。

19、透明尼龙的相对粘度的测定按照iso 307-2007的标准，用96％的浓硫酸溶解pa树脂，配成1％g/ml的尼龙溶液，然后用乌氏粘度计测试材料的粘度。

20、在本技术的技术方案中，在彩色尼龙组合物加入透明尼龙，有效提高了彩色尼龙组合物的灰度等级。

21、作为本技术所述彩色尼龙组合物的优选实施方式，所述金属卤化物包括氯化钙。

22、作为本技术所述彩色尼龙组合物的优选实施方式，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类；所述润滑剂为硅酮类、酯类、褐煤酸盐、乙撑双硬脂酸酰胺、聚乙烯蜡中的至少一种；

23、所述光稳定剂为苯并三唑类和受阻胺类的混合物，紫外线吸收剂和光稳定剂搭配使用，能有效提高材料的耐uv性能，紫外线吸收剂和光稳定剂的质量比为(0.8～1.2)：(0.8～1.2)，优选为质量比1：1，如uv-234与uv-944的混合物；

24、所述色粉为酸性染料，色粉的颜色可选择橙色色粉、黄色色粉、红色色粉、棕色色粉中的至少一种。

25、所述酸性染料包括偶氮类酸性染料。

26、本技术还提供了一种所述的彩色尼龙组合物的制备方法，包括以下步骤：

27、1)将固色剂和水混合稀释，获得固色剂溶液，将固色剂溶液喷涂至玻璃纤维表面，然后对玻璃纤维烘干，获得改性玻璃纤维；

28、3)将脂肪族pa树脂、透明尼龙、抗氧剂、润滑剂、光稳定剂、色粉、金属卤化物加入至预混机内混合，得混合料；

29、2)将混合料从主喂料口喂入双螺杆挤出机中，改性玻璃纤维侧喂加入至双螺杆挤出机中，熔融，挤出造粒，制得彩色尼龙组合物。

30、优选地，所述步骤1)中，烘干的温度为90-110℃，烘干的时间为12～16h。

31、本技术还提供了上述的彩色尼龙组合物在线束、卡口、低压连接器、高压连接器、电控盒汽车配件产品中的应用。

32、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：

33、本技术提供了一种彩色尼龙组合物及其制备方法和应用，本技术采用透明尼龙、改性玻璃纤维、金属卤化物联合的技术方案，提升了彩色尼龙组合物的灰度等级，提高了彩色材料的耐uv性能；同时透明尼龙和金属氯卤化物的加入，破环了脂肪族pa树脂的结晶，其中透明尼龙含有苯环，限制彩色尼龙组合物中尼龙分子链的运动，阻碍尼龙结晶；同时金属卤化物与尼龙的分子链形成络合物，限制了分子链的运动，减少酰胺键之间氢键的形成，影响分子链排入晶格，使脂肪族pa树脂的结晶度降低，结晶缓慢，有助于色粉更多的进入脂肪族pa树脂的非晶区，更好的分散于彩色尼龙组合物中，减少光照老化时色粉的析出，有助于彩色尼龙组合物耐uv彩色的提升。