专利名称：中空玻璃微球填充纤维增强尼龙复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种中空玻璃微球填充纤维增强尼龙复合材料及其制备方法，适合制造汽车进气歧管、发动机冷却水箱、汽车冷却风扇及电子电器部件、电动工具外壳以及各种机械零件等。
背景技术：
目前市场上使用的纤维增强尼龙复合材料(玻璃纤维、碳纤维等)只是简单的纤维增强尼龙材料，该类材料具有良好的机械性能，表面光亮度、抗防冻液腐蚀性和良好的流动性。适合制造汽车进气歧管、发动机冷却水箱、汽车冷却风扇及电子电器部件、电动工具外壳、各种机械零件等。但是现有的纤维增强尼龙复合材料流动取向各向异性，内应力比较集中，制品容易产生翘曲变形现象，而且复合材料的密度偏大。与本案背景技术相关的专利有
CN 101445654 A 一种填料和玻璃纤维增强尼龙6材料及其制备方法； CN 101760013 A无卤玻纤增强尼龙6材料及其制作工艺； CN 101619167 A尼龙6+50%玻璃纤维塑料及注塑工艺； CN 101525486 A无卤玻纤增强尼龙树脂及其制备方法； CN 101139462 A 一种碳纤维增强无卤阻燃尼龙66及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种低密度、制品尺寸稳定性好的中空玻璃微球填充纤维增强尼龙复合材料及其制备方法。本发明的尼龙复合材料由50 80wt%尼龙、1 20wt%的中空玻璃微球、5 30wt% 的纤维、0. 3 0. 5wt%的抗氧剂、lwt%的色母粒、0. 5 3wt%的相容剂混合而成。所述的尼龙材料为下列聚合物中的一种或多种 尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙1010 ；
所述的中空玻璃微球密度0. 125g/cc 0. 60g/cc,软化温度600 °C，抗压强度 250psi-18000psi ；
所述的纤维为下列纤维中的一种或多种 玻璃纤维、碳纤维、麻纤维、芳纶纤维； 所述的抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168复配而成； 所述的相容剂为下列相容剂中的一种或多种 马来酸酐、硅烷偶联剂、铝酸脂偶联剂和钛酸酯偶联剂；
本发明提供了一种中空玻璃微球填充纤维增强尼龙复合材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤
1、按质量配比称取原料；
2、将尼龙、抗氧剂、色母粒、相容剂在高速搅拌机下混合搅拌5-20min，并将混合物料
3加入双螺杆挤出机主喂料料斗中；
3、在双螺杆挤出机专用纤维口处填加纤维；
4、在双螺杆专用侧喂料口处填加中空玻璃微球；
5、设定双螺杆挤出机各温区温度
一区 220 250°C，二区 225 255°C，三区 230 _260°C，四区 235 265°C，五区 240 270°C，六区 245 270°C，七区 250 270°C，八区 240 260°C，九区 2；35 255°C， 主机转速100 200 rpm ；
6、挤出造粒，干燥切粒。本发明通过加入中空玻璃微球，能够改善纤维增强尼龙复合材料制品翘曲变形现象，同时降低纤维增强尼龙材料的密度，对于汽车减重，节能减排起到积极作用。
具体实施例方式实施例1
将62wt%尼龙6，0. 3wt%的抗氧剂，lwt%的色母粒，1. 7wt%的马来酸酐加入高速搅拌机中搅拌lOmin，将上述混合物料加入双螺杆挤出机主喂料中，再将5wt%的中空玻璃微球、 30wt%的玻璃纤维分别加入双螺杆机专门的侧喂料入口和专门的纤维入口，加工温度设定如下
一区 220°C，二区 225°C，三区 230°C，四区 2!35°C，五区 240°C，六区 245°C，七区 250°C， 八区240°C，九区235°C，主机转速150rpm。对比例1
将67wt%尼龙6，0. 3wt%的抗氧剂，lwt%的色母粒，1. 7wt%的马来酸酐加入高速搅拌机中搅拌lOmin，将上述混合物料加入双螺杆挤出机主喂料中，30wt%的玻璃纤维分别加入双螺杆机专门的侧喂料入口和专门的纤维入口，加工温度设定如下
一区 220°C，二区 225°C，三区 230°C，四区 2!35°C，五区 240°C，六区 245°C，七区 250°C， 八区240°C，九区235°C，主机转速150rpm。实施例2:
将62wt%尼龙66，0. 3wt%的抗氧剂，lwt%的色母粒，1. 7wt%的硅烷偶联剂KH550加入高速搅拌机中搅拌lOmin，将上述混合物料加入双螺杆挤出机主喂料中，再将10wt%的中空玻璃微球、25wt%的玻璃纤维分别加入双螺杆机专门的侧喂料入口和专门的纤维入口，加工温度设定如下
一区 240°C，二区 245°C，三区 250°C，四区 255°C，五区 260°C，六区 265°C，七区 270°C， 八区265°C，九区260°C，主机转速150rpm。对比例2:
将62wt%尼龙66，0. 3wt%的抗氧剂，lwt%的色母粒，1. 7wt%的硅烷偶联剂KH550加入高速搅拌机中搅拌lOmin，将上述混合物料加入双螺杆挤出机主喂料中，再将10wt%的滑石粉、25衬％的玻璃纤维分别加入双螺杆机专门的侧喂料入口和专门的纤维入口，加工温度设定如下
一区 240°C，二区 245°C，三区 250°C，四区 255°C，五区 260°C，六区 265°C，七区 270°C， 八区265°C，九区260°C，主机转速150rpm。
实施例3:
将62wt%尼龙6，0. 3wt%的抗氧剂，lwt%的色母粒，1. 7wt%的马来酸酐加入高速搅拌机中搅拌lOmin，将上述混合物料加入双螺杆挤出机主喂料中，再将15wt%的中空玻璃微球、20wt%的碳纤维分别加入双螺杆机专门的侧喂料入口和专门的纤维入口，加工温度设定如下
一区 240°C，二区 245°C，三区 250°C，四区 255°C，五区 260°C，六区 265°C，七区 270°C， 八区265°C，九区260°C，主机转速150rpm。对比例3:
将62wt%尼龙6，0. 3wt%的抗氧剂，lwt%的色母粒，1. 7wt%的马来酸酐加入高速搅拌机中搅拌lOmin，将上述混合物料加入双螺杆挤出机主喂料中，再将15wt%的滑石粉、20wt% 的碳纤维分别加入双螺杆机专门的侧喂料入口和专门的纤维入口，加工温度设定如下
一区 240°C，二区 245°C，三区 250°C，四区 255°C，五区 260°C，六区 265°C，七区 270°C， 八区265°C，九区260°C，主机转速150rpm。 实施例与对比例性能参数对比
权利要求
1.一种尼龙复合材料，由50 80wt%尼龙、1 20wt%的中空玻璃微球、5 30wt%的纤维、0. 3 0. 5wt%的抗氧剂、lwt%的色母粒和0. 5 3wt%的相容剂混合而成。
2.根据权利要求1所述的尼龙复合材料，其特征在于，所述的中空玻璃微球密度 0. 125g/cc 0. 60g/cc，软化温度 600°C，抗压强度 250psi-18000psi。
3.根据权利要求1或2所述的尼龙复合材料，其特征在于，所述的尼龙为下列聚合物中的一种或多种尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙 1010 ；所述的纤维为下列纤维中的一种或多种玻璃纤维、碳纤维、麻纤维、芳纶纤维；所述的抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168复配而成；所述的相容剂为下列相容剂中的一种或多种马来酸酐、硅烷偶联剂、铝酸脂偶联剂、 钛酸酯偶联剂。
4.根据权利要求1所述的尼龙复合材料，其特征在于由62wt%尼龙6、0.3wt%的抗氧剂、lwt%的色母粒、1. 7wt%、5wt%的中空玻璃微球和30wt%的玻璃纤维组成。
5.根据权利要求1所述的尼龙复合材料，其特征在于由62wt%尼龙66、0.3wt%的抗氧剂、lwt%的色母粒、1. 7wt%的硅烷偶联剂KH550、10wt%的中空玻璃微球和25wt%的玻璃纤维组成。
6.权利要求1-5任一项所述的尼龙复合材料的制备方法，包括如下步骤1)、按质量配比称取原料；2)、将尼龙、抗氧剂、色母粒、相容剂在高速搅拌机下混合搅拌5-20min，并将混合物料加入双螺杆挤出机主喂料料斗中；3)、在双螺杆挤出机专用纤维口处填加纤维；4)、在双螺杆专用侧喂料口处填加中空玻璃微球；5)、设定双螺杆挤出机各温区温度一区220 250°C，二区225 255°C，三区 230 -260°C，四区 2；35 ，五区 240 270°C，六区 245 270°C，七区 250 270°C， 八区240 260°C，九区2；35 255°C，设定主机转速100 200 rpm ；6)、挤出造粒，干燥切粒。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于设定双螺杆挤出机各温区温度一区220°C，二区225°C，三区230°C，四区2!35°C，五区 240°C，六区 245°C，七区 250°C，八区 240°C，九区 2!35°C ；设定主机转速150rpm。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于设定双螺杆挤出机各温区温度一区240°C，二区245°C，三区250°C，四区255°C，五区 2600C，六区 265°C，七区 270°C，八区 265°C，九区 260°C ；设定主机转速150rpm。
全文摘要
本发明公开了一种中空玻璃微球填充纤维增强尼龙复合材料及其制备方法。尼龙复合材料由50～80wt%尼龙、1～20wt%的中空玻璃微球、5～30wt%的纤维、0.3～0.5wt%的抗氧剂、1wt%的色母粒、0.5～3wt%的相容剂混合而成。本发明通过加入中空玻璃微球，能够改善纤维增强尼龙复合材料制品翘曲变形现象，同时降低纤维增强尼龙材料的密度，对于汽车减重，节能减排起到积极作用。
文档编号B29C47/92GK102504528SQ201110322710
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者李进 申请人:奇瑞汽车股份有限公司