一种连续玻璃纤维增强聚酰胺材料的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种连续玻璃纤维增强聚酰胺材料及制备方法，材料组分的质量比为：聚酰胺40~70wt%，玻璃纤维30~60wt%，偶联剂0.2~0.6wt%，抗氧剂0.3~0.6wt%。其加工工艺：先将聚酰胺树脂在100℃条件下进行烘干处理，然后将聚酰胺树脂、偶联剂、抗氧剂进行共混；再将共混物加入到双螺杆挤出机内通过特制模头进行熔融挤出，加工温度在230~250℃；将连续不理纤维进行预热干燥处理；再将连续玻璃纤维通过特制模头，在模头内与树脂熔体汇合，在模头内经过一段距离后连续玻璃纤维束被树脂熔体完全浸渍，并同时从特制模头口挤出；最后经过冷却、干燥、切粒，即可得到连续玻璃纤维增强聚酰胺材料。该方法工艺简单，生产设备容易操作，产品性能优良。
【专利说明】一种连续玻璃纤维增强聚酰胺材料的制备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种增强聚酰胺材料，特别是连续玻璃纤维增强聚酰胺材料及其制备 方法，属于高分子材料领域。
【背景技术】
[0002] 聚酰胺是一种具有良好的力学性能、电性能和加工性能的材料，其拉伸强度、压缩 强度、冲击强度、刚性及耐磨性都比较好。同时，在低温和干燥条件下具有良好的电绝缘性， 热导率很低，约为金属的几百分之一。聚酰胺具有良好的化学稳定性，高的内聚能和结晶 性，不溶于普通的溶剂，对盐水、细菌和霉菌都很稳定。聚酰胺无臭、无味、无毒，多数具有自 熄性，即使燃烧也很缓慢，且火焰传播速度很慢，离火后会慢慢熄灭。
[0003] 聚酰胺优异的综合性能，使其被广泛应用于汽车领域、机械工业、电子电器工业、 通讯、家电等诸多领域。由于聚酰胺材料对缺口敏感性大，使其应用受到一定的限制。通过 加入玻璃纤维对其进行改性，有效的改善了其冲击韧性，同时使其它力学性能得到大幅提 高，大大扩宽了该材料的应用范围。
【发明内容】
[0004] 由于采用传统加工工艺生产的玻璃纤维增强聚酰胺材料，玻璃纤维在树脂内的长 径比偏小，且长度分布范围较大，导致玻璃纤维在树脂内的增强效果不能得到充分发挥，使 其在改性塑料方面的应用受到限制。本发明提供了一种连续玻璃纤维增强聚酰胺材料的制 备方法，有效增加了玻璃纤维在树脂内的长径比，大大提高了材料的力学性能。
[0005] 本发明的制备方法包括以下步骤： (1) 、将聚酰胺树脂在KKTC条件下进行烘干处理； (2) 、将原材料聚酰胺树脂、偶联剂、抗氧剂按配方质量百分比例加入到混合机内，在常 温下进行均匀混合； (3) 、将上述混合后的物料加入到挤出机料桶内，通过双螺杆挤出机进行熔融挤出。挤 出机机筒加工温度设定为23(T250°C，主机螺杆转速为21(T230r · mirT1，主喂料速度为 11^16r · min-1 ； (4) 、将连续玻璃纤维束先通过敞开式烘箱进行干燥处理，烘箱温度为9(T10(TC，然后 把玻璃纤维从特制挤出机模头穿过，同时挤出机开始进行熔融挤出。在模头内，连续玻璃纤 维与完全熔融的树脂汇合，连续玻璃纤维在模头内被强行分散开的同时完全浸渍在熔融树 脂内。经过一段距离后从特制模头出来后，经过喷淋式水冷装置进行冷却，再经风机对料条 进行干燥处理，在牵引机的牵引下，将料条送入到切粒机内进行切粒，即生成出连续玻璃纤 维增强聚酰胺材料。
[0006] 下面通过具体的实施例对本发明专利进行具体描述： 实施例1 : 按照质量百分比，将70份线性聚酰胺6树脂，0. 5份KH-550偶联剂，0. 2份受阻酚类抗 氧剂，0. 4份亚磷酸脂类抗氧剂共同在混合机内进行均匀混合，然后将混合物倒入挤出机料 桶内。把30份连续玻璃纤维通过烘箱干燥处理，烘箱温度为KKTC，再把连续玻璃纤维从 挤出机模头穿过，同时开启挤出机。挤出机机筒加工温度为23(T250°C，挤出机共设八段， 第一段和第二段为230°C，第三段和第四段为235°C，其它几段为240°C，主机螺杆转速为 220r ?mirT1，主喂料转速为12r ?mirT1，熔融树脂在模头内将连续玻璃纤维完全浸渍后从模 头挤出，再经过冷却、风干、牵引，最后切成长度为5_的颗粒。
[0007] 实施例2 : 按照质量百分比，将70份线性聚酰胺6树脂，0. 5份KH-550偶联剂，0. 2份受阻酚类抗 氧剂，0. 4份亚磷酸脂类抗氧剂共同在混合机内进行均匀混合，然后将混合物倒入挤出机料 桶内。把30份连续玻璃纤维通过烘箱干燥处理，烘箱温度为100°C，再把连续玻璃纤维从挤 出机模头穿过，同时开启挤出机。挤出机机筒加工温度为23(T250°C，挤出机共设八段，第一 段和第二段为230°C，第三段和第四段为235°C，其它几段为240°C，主机螺杆转速为 220r IirT1,主喂料速度为12r IirT1,熔融树脂在模头内将连续玻璃纤维完全浸渍后 从模头挤出，再经过冷却、风干、牵引，最后切成长度为8_的颗粒。
[0008] 实施例3 : 按照质量百分比，将70份线性聚酰胺6树脂，0. 5份KH-550偶联剂，0. 2份受阻酚 类抗氧剂，0. 4份亚磷酸酯类抗氧剂共同在混合机内进行均匀混合，然后将混合物倒入挤出 机料桶内。把30份连续玻璃纤维通过烘箱干燥处理，烘箱温度为100°C，再把连续玻璃纤 维丛挤出机模头穿过，同时开启挤出机。挤出机机筒加工温度为23(T250°C，挤出机共设八 段，第一段和第二段为230°C，第三段和第四段为235°C，其他段为240°C，主机螺杆转速为 220r · HiirT1，主喂料转速为12 r · HiirT1，熔融树脂在模头内将连续玻纤完全浸渍后从模头 挤出，再经过冷却、风干、牵引，最后切成长度为Ilmm的颗粒。
[0009] 实施例4 : 按照质量百分比，将70份线性聚酰胺6树脂，0. 5份KH-550偶联剂，0. 2份受阻酚 类抗氧剂，0. 4份亚磷酸酯类抗氧剂共同在混合机内进行均匀混合，然后将混合物倒入挤出 机料桶内。把30份连续玻璃纤维通过烘箱干燥处理，烘箱温度为100°C，再把连续玻璃纤 维丛挤出机模头穿过，同时开启挤出机。挤出机机筒加工温度为23(T250°C，挤出机共设八 段，第一段和第二段为230°C，第三段和第四段为235°C，其他段为240°C，主机螺杆转速为 220r · HiirT1，主喂料转速为12 r · HiirT1，熔融树脂在模头内将连续玻纤完全浸渍后从模头 挤出，再经过冷却、风干、牵引，最后切成长度为14_的颗粒。
[0010] 实施例5 : 按照质量百分比，将70份线性聚酰胺6树脂，0. 5份KH-550偶联剂，0. 2份受阻酚 类抗氧剂，0. 4份亚磷酸酯类抗氧剂共同在混合机内进行均匀混合，然后将混合物倒入挤出 机料桶内。把30份连续玻璃纤维通过烘箱干燥处理，烘箱温度为100°C，再把连续玻璃纤 维丛挤出机模头穿过，同时开启挤出机。挤出机机筒加工温度为23(T250°C，挤出机共设八 段，第一段和第二段为230°C，第三段和第四段为235°C，其他段为240°C，主机螺杆转速为 220r · HiirT1，主喂料转速为12 r · HiirT1，熔融树脂在模头内将连续玻纤完全浸渍后从模头 挤出，再经过冷却、风干、牵引，最后切成长度为17_的颗粒。
[0011] 实施例6: 按照质量百分比，将70份线性聚酰胺6树脂，0. 5份KH-550偶联剂，0. 2份受阻酚 类抗氧剂，0. 4份亚磷酸酯类抗氧剂共同在混合机内进行均匀混合，然后将混合物倒入挤出 机料桶内。把30份连续玻璃纤维通过烘箱干燥处理，烘箱温度为100°C，再把连续玻璃纤 维丛挤出机模头穿过，同时开启挤出机。挤出机机筒加工温度为23(T250°C，挤出机共设八 段，第一段和第二段为230°C，第三段和第四段为235°C，其他段为240°C，主机螺杆转速为 220r · HiirT1，主喂料转速为12 r · HiirT1，熔融树脂在模头内将连续玻纤完全浸渍后从模头 挤出，再经过冷却、风干、牵引，最后切成长度为20_的颗粒。
[0012] 材料按下列标准进行检测： 1. 缺口冲击强度试验按DIN EN ISO 179-1进行； 2. 拉伸强度试验按DIN EN ISO 527-2进行； 3. 弯曲强度试验按DIN EN IS0178进行； 4. 玻纤含量试验按DIN EN IS01172进行。
[0013] 采用本发明方法生产的连续玻璃纤维增强聚酰胺材料性能如下表所示：
【权利要求】
1. 一种连续玻璃纤维增强聚酰胺材料，其主要特征在于配方体系中各组分的质量百分 含量为：聚酰胺40?70wt%，玻璃纤维30?60wt%，偶联剂0. 2?0. 6wt%，抗氧剂0. 3? 0· 6wt%，润滑剂 0· 3 ?0· 6wt%。
2. 根据权利要求1所述的一种连续玻璃纤维增强聚酰胺材料，其特征在于：制备此种 材料的设备为本公司自主设计的特殊结构的浸润式挤出机模头，该模头设有加热装置，可 防止由于模头温度低而降低熔融树脂流动性，有效提高了纤维浸润效果，解决了纤维浸润 不完全的现象，纤维走向与挤出料条方向一致。
3. 根据权利要求1所述的一种连续玻璃纤维增强聚酰胺材料，其特征在于：所述的连 续玻璃纤维直径为10?15 μ m，造粒后，玻璃纤维与料粒等长，长度为5?20mm，纤维有效 长径比可达到300?2000,纤维沿轴线方向平行排列。
4. 根据权利要求1所述的一种连续玻璃纤维增强聚酰胺材料，其特征在于：用此方法 生产的连续玻璃纤维增强聚酰胺材料与常规短切玻纤增强材料相比，其材料力学性能可提 闻 35%。
5. 根据权利要求1所述的一种连续玻璃纤维增强聚酰胺材料，其特征在于：所述的聚 酰胺为现有的商品化的线性聚酰胺树脂。
6. 根据权利要求1所述的一种连续玻璃纤维增强聚酰胺材料，其特征在于：所述的偶 联剂为单一硅烷类偶联剂；抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代类中的一种或多种的组 合。
【文档编号】B29C70/52GK104227865SQ201310250967
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月24日 优先权日:2013年6月24日
【发明者】王海波, 史玉龙, 代汝军 申请人:黑龙江鑫达企业集团有限公司