本發明涉及塑料改性技術領域，尤其涉及一種高熔融指數長玻纖增強PA6塑料及其制備方法。
背景技術：
目前，玻璃纖維增強PA6(尼龍6)塑料以其低成本和良好的成型性能及較高的力學性能廣泛運用于汽車零部件、電子器件等領域。注塑成型工藝是此種復合材料主要生產方法之一，該方法所用粒料多為短玻纖粒料，由于玻璃纖維表面容易吸附各種氣體、水蒸氣、塵埃等，這會影響其表面張力，引起與樹脂基體間粘合力的改變，同時短玻纖粒料經注塑機螺桿塑化和注塑成型后，纖維進一步變短而起不到增強作用，產品力學性能不高。長玻纖增強PA6具有更好的增強效果和尺寸穩定性，所制造的產品剛性、抗拉、抗彎、耐沖擊性及耐疲勞性能更好，使用壽命更長，可應用于結構部件。
但在實際生產中，長玻纖增強PA6材料注塑成型工藝卻不如短玻纖工藝成熟。其主要原因是短玻纖增強PA6粒料熔體流動性較好，工藝參數范圍更寬，易于控制，制品外觀質量較好。長玻纖增強PA6粒料由于纖維長度較長，熔體流動性較差，注塑成型工藝難以控制。采用長玻纖增強PA6粒料代替短玻纖粒料進行注塑成型時，熔體流動性變差，長玻纖在型腔內容易折斷，注塑成型過程中容易出現浮纖、分層等現象，制得的產品表面質量差、產品容易變形。
很多研究已證明玻璃纖維在100-200攝氏度的溫度下會發生水解反應而使結構遭到破壞。玻璃纖維的吸水性及化學組成與空氣的相對濕度有關。纖維的吸水性隨堿金屬的含量和空氣相對濕度的增加而增加。在玻璃纖維表面生成的硅羥基不但吸附水分子及灰塵，而且相互之間生成氫鍵或化學鍵。另一方面，玻璃纖維和樹脂基體的熱膨脹系數的差異大；玻璃纖維的表面能高，促進親水，所以樹脂對玻璃纖維的浸潤性差，界面粘接得不好，容易形成破壞應力，玻璃纖維增強塑料容易分層，從而影響制品的性能，即導致制品在強度、耐腐蝕和耐候性方面均不能達到較為理想的效果。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種高熔融指數長玻纖增強PA6塑料及其制備方法。
為解決上述問題，本發明采用如下技術方案：
一種高熔融指數長玻纖增強PA6塑料，包括下述原料：PA6、硅灰石、長玻纖、抗氧劑、潤滑劑、阻燃劑。
一種高熔融指數長玻纖增強PA6塑料，包括下述原料：PA6、硅灰石、長玻纖、抗氧劑、潤滑劑、阻燃劑、偶聯劑。
一種高熔融指數長玻纖增強PA6塑料，由下述重量份的原料制備而成：PA6 55-65份、硅灰石20-30份、長玻纖10-20份、抗氧劑1425 0.1-0.5份、潤滑劑0.1-0.5份、阻燃劑2-8份、雙(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撐鈦酸酯0.3-0.9份。
優選地，所述阻燃劑為鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、鹵-磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、鋁鎂系阻燃劑中的至少一種，所述鹵系阻燃劑可以選自十溴二苯醚、六溴環十二烷，所述磷系阻燃劑可以選自磷酸三異丙基苯酯、磷酸三苯酯，所述鹵-磷系阻燃劑可以為二溴辛戊二醇磷酸酯，所述氮系阻燃劑可以為三(2,4,6-三溴苯基)氰尿酸酯，所述鋁鎂系阻燃劑可以選自甲基丙酸基次膦酸鋁、二乙基磷酸鋁、氫氧化鎂。
進一步優選地，所述阻燃劑為鋁鎂系阻燃劑。
進一步優選地，所述阻燃劑為甲基丙酸基次膦酸鋁。
優選地，所述潤滑劑選自硬脂酸鎂、硬脂酸鋇、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、十八烷基芥酸酰胺、乙撐雙硬脂酰胺、乙撐雙油酸酰胺、肉豆蔻酸二乙醇酰胺、N,N’-(1,2-亞乙基)雙十六烷-1-酰胺中的一種或多種。
進一步優選地，所述潤滑劑為十八烷基芥酸酰胺和/或N,N’-(1,2-亞乙基)雙十六烷-1-酰胺。
本發明還提供了上述高熔融指數長玻纖增強PA6塑料的制備方法，包括以下步驟：
將PA6、硅灰石、抗氧劑1425、潤滑劑、阻燃劑、雙(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撐鈦酸酯按所述重量份在混合器中混合3-5min，然后通過擠出機混煉，塑料混練后通過一個具有玻纖分散和樹脂能夠充分浸入玻纖的浸漬模頭，模頭溫度為250-350℃，長玻纖通過定型和張力裝置也進入浸漬模頭，在模頭中長玻纖在張力和壓力作用下分散和被樹脂充分浸潤，再通過冷卻裝置和切粒裝置，得到高熔融指數長玻纖增強PA6塑料。
優選地，所述擠出機混煉的條件為擠出機前段加工溫度為210-230℃，中段加工溫度為220-250℃，后段加工溫度為210-230℃。
塑料的性能和用途是由其組分及配比所決定的，且塑料中的不同組分會相互影響，組分及其配比會決定塑料的最終性能，如果組分及其配比不相互協調，單個組分所帶來的有益效果，會被其他組分消減甚至消除，嚴重的時候，不同組分相互抵觸，起不到整體綜合作用，產生負作用和次品。
本發明高熔融指數長玻纖增強PA6塑料及其制備方法，通過大量創造性勞動、反復驗證，得到最優組分及配比，使得多個組分綜合在一起、相互協調、并產生正向綜合效應；由此制成的塑料，具有良好的成型加工性能，可通過注塑、模壓、擠出等多種工藝成型，成型時模塑料的成模流動性好，可在較低的壓力下成型，可成型形狀復雜的制品。
具體實施方式
高熔融指數長玻纖增強PA6塑料性能測試方法：
拉伸強度：在50mm/min的條件下由ASTM D638測量拉伸強度，且單位為Kg/cm2。
熔融指數：在220℃以10kg重量由ASTM D1238測量熔融指數，且單位為g/10min。
耐候性能測試：按SAE J1885-2005進行測試，ΔE為經過601KJ/m2能量照射后的數據。
阻燃性：按照標準GB/T2406.1-2008進行氧指數測試。
實施例中原料介紹：
PA6，采用日本宇部興產株式會社生產的牌號為1013B的注塑級透明純樹脂PA6(尼龍6)。
甲基丙酸基次膦酸鋁，參照陳佳等《甲基丙酸基次膦酸鋁的合成及性能研究》1.3.1節中所示方法制備，粒徑20μm。
硅灰石，采用江西奧特精細粉體有限公司提供的1250目超細硅灰石粉。
長玻纖，采用中國巨石股份有限公司生產的牌號為352B的LFT用無堿玻璃纖維直接無捻粗紗，單纖維直徑為17μm。
實施例1-7
高熔融指數長玻纖增強PA6塑料，由下述重量份的原料制備而成：PA6 60份、硅灰石25份、長玻纖15份、抗氧劑1425 0.3份、十八烷基芥酸酰胺0.4份、阻燃劑(阻燃劑種類見表1)4份、雙(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撐鈦酸酯0.6份。
上述高熔融指數長玻纖增強PA6塑料的制備方法，包括以下步驟：
將PA6、硅灰石、抗氧劑1425、十八烷基芥酸酰胺、阻燃劑、雙(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撐鈦酸酯按所述重量份在混合器中混合4min，然后通過擠出機混煉，擠出機前段加工溫度為220℃，中段加工溫度為240℃，后段加工溫度為210℃，塑料混練后通過一個具有玻纖分散和樹脂能夠充分浸入玻纖的浸漬模頭，模頭溫度為260℃，長玻纖通過定型和張力裝置也進入浸漬模頭，在模頭中長玻纖在張力和壓力作用下分散和被樹脂充分浸潤，再通過冷卻裝置和切粒裝置，制成直徑為8mm的顆粒，得到高熔融指數長玻纖增強PA6塑料。
表1：阻燃劑種類及高熔融指數長玻纖增強PA6塑料性能測試結果表
由表1看出，發明人意外發現阻燃劑采用鋁鎂系阻燃劑時在具有良好阻燃性能的同時具備良好的耐候性及力學性能，其原因在于甲基丙酸基次膦酸鋁不僅具有阻燃性能，還有良好的抗氧性能，對于尼龍顏色的保持和抗黃變有一定功效。
實施例8-12
高熔融指數長玻纖增強PA6塑料，由下述重量份的原料制備而成：PA6 60份、硅灰石25份、長玻纖15份、抗氧劑1425 0.3份、潤滑劑(潤滑劑種類見表2)0.4份、甲基丙酸基次膦酸鋁4份、雙(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撐鈦酸酯0.6份。
上述高熔融指數長玻纖增強PA6塑料的制備方法，包括以下步驟：
將PA6、硅灰石、抗氧劑1425、潤滑劑、甲基丙酸基次膦酸鋁、雙(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撐鈦酸酯按所述重量份在混合器中混合4min，然后通過擠出機混煉，擠出機前段加工溫度為220℃，中段加工溫度為240℃，后段加工溫度為210℃，塑料混練后通過一個具有玻纖分散和樹脂能夠充分浸入玻纖的浸漬模頭，模頭溫度為260℃，長玻纖通過定型和張力裝置也進入浸漬模頭，在模頭中長玻纖在張力和壓力作用下分散和被樹脂充分浸潤，再通過冷卻裝置和切粒裝置，制成直徑為8mm的顆粒，得到高熔融指數長玻纖增強PA6塑料。
表2：潤滑劑種類及高熔融指數長玻纖增強PA6塑料性能測試結果表
由表2看出，潤滑劑采用十八烷基芥酸酰胺、乙撐雙硬脂酰胺、乙撐雙油酸酰胺、肉豆蔻酸二乙醇酰胺、N,N’-(1,2-亞乙基)雙十六烷-1-酰胺熔融指數較高，高熔融指數長玻纖增強PA6塑料流動性好。
實施例13
更優選地，所述潤滑劑為十八烷基芥酸酰胺和N,N’-(1,2-亞乙基)雙十六烷-1-酰胺質量比(1-3)：(1-3)的混合物
高熔融指數長玻纖增強PA6塑料，由下述重量份的原料制備而成：PA6 60份、硅灰石25份、長玻纖15份、抗氧劑1425 0.3份、十八烷基芥酸酰胺0.2份、N,N’-(1,2-亞乙基)雙十六烷-1-酰胺0.2份、甲基丙酸基次膦酸鋁4份、雙(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撐鈦酸酯0.6份。
上述高熔融指數長玻纖增強PA6塑料的制備方法，包括以下步驟：
將PA6、硅灰石、抗氧劑1425、十八烷基芥酸酰胺、N,N’-(1,2-亞乙基)雙十六烷-1-酰胺、甲基丙酸基次膦酸鋁、雙(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撐鈦酸酯按所述重量份在混合器中混合4min，然后通過擠出機混煉，擠出機前段加工溫度為220℃，中段加工溫度為240℃，后段加工溫度為210℃，塑料混練后通過一個具有玻纖分散和樹脂能夠充分浸入玻纖的浸漬模頭，模頭溫度為260℃，長玻纖通過定型和張力裝置也進入浸漬模頭，在模頭中長玻纖在張力和壓力作用下分散和被樹脂充分浸潤，再通過冷卻裝置和切粒裝置，制成直徑為8mm的顆粒，得到高熔融指數長玻纖增強PA6塑料。性能測試結果為：拉伸強度為188Kg/cm2，熔融指數為51.4g/10min，ΔE為1.8，氧指數為40％。