一种高强度高表观高玻纤增强尼龙材料及其制备方法

摘要

本发明公开了属于高分子材料技术领域的一种高强度高表观高玻纤增强尼龙材料及其制备方法。它包括如下重量份数的组分物质：尼龙25‑60份，玻璃纤维40‑65份，表面改性剂1‑25份，添加剂1‑10份。本发明提供的高强度高表观高玻纤增强尼龙材料，克服了传统玻纤增强尼龙材料表观差，强度低的特点，具有高强度，高表观质量，可应用于需求高表观、高强度玻纤增强的PA66材料，如需要以塑代钢、表观要求高的零件。

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高强度高表观高玻纤增强尼龙材料及其制备方法。

背景技术

聚酰胺树脂俗称尼龙(Nylon)，英文名称Polyamide，简称PA，它是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。聚酰胺可由内酰胺开环聚合制得，也可由二元胺与二元酸缩聚等得到的。是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂，于1939年实现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品，以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围。

普通的玻纤增强材料其性能较纯尼龙树脂已有了较大的提高，其广泛应用在机械电子、电气、汽车、纺织等行业。但是应用市场的飞速发展，对玻纤增强尼龙材料提出了更高的要求，希望玻纤增强材料具有更高的刚性及表观质量，代替钢铁零部件，使整体性能更高，体积更小，重量更轻，这一点在机械、电子、电气行业尤为突出。为解决这一问题，目前国际上主要采用两种途径，一是用碳纤维代替玻璃纤维，二是提高玻纤在树脂中的含量。前一种由于碳纤维工艺技术要求高，生产难度大、价格高，应用受到很大限制。提高玻纤在树脂中的含量，是一种已被国外大公司所证明的有效、方便、快捷的手段。

但目前市面上的高玻纤填充PA66材料存在性能较低、表观很差的缺陷，限制了材料的适用范围，因此，有必要开发一款高强度高表观高玻纤增强尼龙66材料以适应市场需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度高表观高玻纤增强尼龙材料。

本发明的目的还在于提供上述高强度高表观高玻纤增强尼龙材料的制备方法。

一种高强度高表观高玻纤增强尼龙材料，包括如下重量份数的组分物质：尼龙25-60份，玻璃纤维40-65份，表面改性剂1-25份，添加剂1-10份。

所述尼龙为单一粘度的尼龙66或者不同粘度的多种尼龙66的混合物。

所述玻璃纤维为扁平玻璃纤维，其长度为2-5mm，截面的扁平比为2-10。

所述表面改性剂为表面改性剂PA6I，双马来酰亚胺树脂，聚甲醛或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。

所述添加剂为抗氧剂，热稳定剂，光稳定剂，脱模剂，润滑剂，流动促进剂中的一种或一种以上。

所述抗氧剂为聚磷酸盐、正磷酸盐、硬脂酸钾、氟磷灰石、三乙胺中的一种或一种以上；所述热稳定剂为硬脂酸盐、苯甲酸盐、β-二酮、异辛酸镧、蓖麻油酸锌、高熔点多元醇中的一种或一种以上；所述光稳定剂为2,2'-亚甲基双(4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚)、甲氧基哌啶醇、丁二酸、3-氯-2-羟基丙基磺酸钠中的一种或一种以上；所述脱模剂为滑石粉、皂脚、二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂、硬脂酸、羟苯乙酯中的一种或一种以上；所述润滑剂为聚乙二醇、硬脂酸钡、聚丙烯酰胺、偏硼酸钙、水杨酸盐中的一种或一种以上；所述流动促进剂为橡胶油、季戊四醇、聚酰亚胺、二硫化四丁基秋兰姆中的一种或一种以上。

一种制备上述的高强度高表观高玻纤增强尼龙材料的方法，具体步骤如下：按权利要求1所述组分配比称取除玻璃纤维外的各种材料，经过高速混匀后，与侧喂的玻璃纤维经双螺杆挤出机进行熔融挤出，再经造粒机切粒，生成的粒料在烘箱中干燥，然后通过注塑成型得到；所述挤出机温度为260-290℃。

本发明的有益效果：本发明提供的高强度高表观高玻纤增强尼龙66材料，克服了传统玻纤增强尼龙材料表观差，强度低的特点，具有高强度，高表观质量，可应用于需求高表观、高强度玻纤增强的PA66材料，如需要以塑代钢、表观要求高的零件。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

以下实施例所用的原材料分别从以下公司购得：

组分A：尼龙66,神马实业股份有限责任公司，牌号为EPR24；

B：扁平玻璃纤维，泰山玻纤,牌号为T4355；

C：尼龙6I，山东东辰公司生产，牌号PA6I。

实施例1

各成分所占重量份数为：组分A为35份，组分B为50份，组分C为15份，聚磷酸盐1份，正磷酸盐1份。按以上组分配比称取除扁平玻璃纤维外的各种材料，经过高速混匀后，与侧喂的扁平玻璃纤维经双螺杆挤出机进行熔融挤出，再经造粒机切粒，生成的粒料在120℃烘箱中干燥4小时，然后通过注塑机注塑成型得到；挤出机温度设置为260-290℃，注塑机温度设置为280-310℃，注塑压力为70-120bar。

本实施例制备的尼龙材料拉伸强度为240-270Mpa，弯曲强度为360-400Mpa，弯曲模量为13000-18000Mpa，冲击强度为10-20KJ/m²，表观质量良好。

实施例2

各成分所占重量份数为：组分A为25份，组分B为60份，组份C为15份，正磷酸盐1份，异辛酸镧2份。按以上组分配比称取除扁平玻璃纤维外的各种材料，经过高速混匀后，与侧喂的扁平玻璃纤维经双螺杆挤出机进行熔融挤出，再经造粒机切粒，生成的粒料在120℃烘箱中干燥4小时，然后通过注塑机注塑成型得到；挤出机温度设置为260-290℃，注塑机温度设置为280-310℃，注塑压力为70-120bar。

本实施例制备的尼龙材料拉伸强度为240-270Mpa，弯曲强度为360-400Mpa，弯曲模量为15000-19000Mpa，冲击强度为10-20KJ/m²，表观质量良好。

实施例3

各成分所占重量组份为：组份A为45份，组份B为50份，组份C为5份，甲氧基哌啶醇1份，聚酰亚胺1份。按以上组分配比称取除扁平玻璃纤维外的各种材料，经过高速混匀后，与侧喂的扁平玻璃纤维经双螺杆挤出机进行熔融挤出，再经造粒机切粒，生成的粒料在120℃烘箱中干燥4小时，然后通过注塑机注塑成型得到；挤出机温度设置为260-290℃，注塑机温度设置为280-310℃，注塑压力为70-120bar。

本实施例制备的尼龙材料拉伸强度为230-260Mpa，弯曲强度为350-390Mpa，弯曲模量为13000-17000Mpa，冲击强度为5-15KJ/m²，表观质量良好。

实施例4

各成分所占重量份数为：组分A为35份，组分B为50份，组分C为15份，聚磷酸盐1份，正磷酸盐1份，榍石1份。按以上组分配比称取除扁平玻璃纤维外的各种材料，经过高速混匀后，与侧喂的扁平玻璃纤维经双螺杆挤出机进行熔融挤出，再经造粒机切粒，生成的粒料在120℃烘箱中干燥4小时，然后通过注塑机注塑成型得到；挤出机温度设置为260-290℃，注塑机温度设置为280-310℃，注塑压力为70-120bar。

本实施例制备的尼龙材料拉伸强度为290-300Mpa，弯曲强度为420-430Mpa，弯曲模量为19000-20000Mpa，冲击强度为25-30KJ/m²，表观质量良好。

实施例5

各成分所占重量份数为：组分A为35份，组分B为50份，组分C为15份，聚磷酸盐1份，正磷酸盐1份，龟纹石1份。按以上组分配比称取除扁平玻璃纤维外的各种材料，经过高速混匀后，与侧喂的扁平玻璃纤维经双螺杆挤出机进行熔融挤出，再经造粒机切粒，生成的粒料在120℃烘箱中干燥4小时，然后通过注塑机注塑成型得到；挤出机温度设置为260-290℃，注塑机温度设置为280-310℃，注塑压力为70-120bar。

本实施例制备的尼龙材料拉伸强度为300-320Mpa，弯曲强度为420-430Mpa，弯曲模量为19000-20000Mpa，冲击强度为28-32KJ/m²，表观质量良好。

对比例1

各成分所占重量份数为：组分A为35份，组分B为50份，聚磷酸盐1份，正磷酸盐1份。按以上组分配比称取除扁平玻璃纤维外的各种材料，经过高速混匀后，与侧喂的扁平玻璃纤维经双螺杆挤出机进行熔融挤出，再经造粒机切粒，生成的粒料在120℃烘箱中干燥4小时，然后通过注塑机注塑成型得到；挤出机温度设置为260-290℃，注塑机温度设置为280-310℃，注塑压力为70-120bar。

本实施例制备的尼龙材料拉伸强度为170-230Mpa，弯曲强度为280-340Mpa，弯曲模量为9000-12000Mpa，冲击强度为5-15KJ/m²，表观质量差，浮纤严重。

对比例2

各成分所占重量份数为：组分A为35份，组分B为50份，组分C为15份，聚磷酸盐1份，正磷酸盐1份。按以上组分配比称取除扁平玻璃纤维外的各种材料，经过高速混匀后，与侧喂的扁平玻璃纤维经双螺杆挤出机进行熔融挤出，再经造粒机切粒，生成的粒料在120℃烘箱中干燥4小时，然后通过注塑机注塑成型得到；挤出机温度设置为260-290℃，注塑机温度设置为280-310℃，注塑压力为70-120bar。

本实施例制备的尼龙材料拉伸强度为170-230Mpa，弯曲强度为280-340Mpa，弯曲模量为9000-12000Mpa，冲击强度为5-15KJ/m²，表观质量差，浮纤严重。

实验结果表明：不添加表面改性剂PA6I材料性能和表观均较差。

上述实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围，即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。