一種高抗沖、低浮纖的增強pp/pa6合金材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種聚丙烯復合材料，特別是一種具有高抗沖、低浮纖的玻纖增強PP/ PA6合金材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚丙烯樹脂(PP)是一種用途廣泛的通用塑料，它的優點是密度低、價格便宜，電絕 緣性和耐化學腐蝕性優良，加工性能和耐熱性在通用熱塑性塑料中最高，耐折疊性很好。作 為非極性的結晶性材料，其吸水率很低，熔點在165°C左右。
[0003] PP經玻纖增強改性后，PP材料具備了高強度、高模量，機械性能、耐熱性和尺寸穩 定性得到大的改善。但是，增強PP作為絕大部分外觀制件的材料來使用時，產品表面光潔 度、浮纖都必須達到一定的要求，而且在使用過程中要求抗沖擊性好、抗跌落性強。PA6具有 優良的綜合性能，除了優異的力學性能外，還兼具耐磨、耐有機溶劑、摩擦系數小、自潤滑性 能優良、加工性能好等優點。但PA6也存在缺點，如吸水性大，尺寸穩定性差。
[0004] 現有技術制備的玻纖增強PP材料，雖然可以使強度和模量大幅提高，但是抗沖強 度卻較低，通常為了盡量減少玻纖外露又采取了較為復雜的母粒法二次造粒;另一方面，采 用新型改進設備來加工，如長玻纖增強PP(LGFT)，可以明顯提高PP的力學性能，但限于加工 成本高且需后處理來消除制件的浮纖現象，因而不適用于推廣。
【發明內容】
[0005] 本發明旨在提供一種高抗沖、低浮纖的增強PP/PA6合金材料，以克服上述技術問 題。
[0006] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種高抗沖、低浮纖的增強PP/PA6 合金材料，由以下按照重量百分比計的原料組成：（1)PP樹脂40.6~70%;(2斤六6樹脂6~ 20% ; (3)無堿玻纖紗5~35% ; (4)相容劑3~8% ; (5)抗浮纖填料助劑0.8~2.5% ; (6)偶聯 劑0.2~0.5%; (7)抗氧劑0.2~0.8%; (8)加工助劑0.8~1.5%。
[0007] 本發明還具有包括以下：
[0008] 所述的PP樹脂為均聚PP和嵌段共聚PP的混合物，重量比為2~3:1~2。
[0009]所述的均聚PP樹脂的熔體流動速率為30-100g/10min，嵌段共聚PP樹脂的熔體流 動速率為3_8g/10min。
[0010]所述的PA6樹脂為中低粘度，相對粘度為2.4~2.8。
[0011] 所述無堿玻纖為為無堿連續玻纖，纖維直徑為11-20M1。
[0012] 所述相容劑為馬來酸酐或甲基丙烯酸縮水甘油酯與聚丙烯的接枝物，其接枝率為 0.6 ~1.2%〇
[0013] 所述抗浮纖填料助劑為金屬氧化物、滑石粉、空心玻璃微珠、蒙脫土或高嶺土中一 種或其混合物。
[0014] 所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑DSTP中一種或其混合物。
[0015]所述的加工助劑為改性乙撐雙硬脂酰胺(TAF)、聚乙烯蠟或硅酮粉中的一種或其 混合物。
[0016]具體的是：
[0017]所述的pp樹脂為均聚pp和嵌段共聚pp的混合物，重量比為2~3:1~2。均聚PP樹脂 優選為PP粉茂名石化的320粉，共聚PP優選為燕山石化的K8003,優選比例為2~3:1。
[0018]所述的PA6樹脂為中低粘樹脂，相對粘度為2.3-2.8,優選為中粘PA6新會美達的M2800或低粘PA6臺灣集盛的TP4208。
[0019]所述無堿玻纖為為無堿連續玻纖，纖維直徑為11_20μπι，優選為巨石集團的玻纖 988Α〇
[0020] 所述相容劑為馬來酸酐、甲基丙烯酸縮水甘油酯與聚丙烯的接枝物，其接枝率為 0.6~1.2 %，優選為沈陽四維的SWJ-1B，接枝率為0.8 %。
[0021] 所述抗浮纖助劑為金屬氧化物、滑石粉、空心玻璃微珠、蒙脫土或高嶺土中一種或 其混合物組成。優選金屬氧化物與空心玻璃微珠的混合物，其中金屬氧化物為氧化鋅。
[0022] 所述偶聯劑為硅烷偶聯劑，優選為ΚΗ-550。
[0023]所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑DSTP中一種或其混合物，優選為 1010:168 = 1:2。
[0024]所述的加工助劑為改性乙撐雙硬脂酰胺(TAF)、聚乙烯蠟或硅酮粉中的一種或其 混合物，優選為TAF:硅酮粉=2:1。
[0025]另外，本發明還提供了一種制備該高抗沖、低浮纖增強ΡΡ/ΡΑ6合金材料的制備方 法，該方法包括以下步驟：
[0026] (1)原料處理及混合：
[0027]將ΡΡ樹脂、烘干的ΡΑ6樹脂、相容劑、偶聯劑、抗浮纖填料助劑、抗氧劑、加工助劑等 原料在混料機中混合3~5分鐘，充分攪拌使各組分均勻分散；
[0028] (4)熔融擠出：
[0029]將混合好的物料在雙螺桿擠出機上擠出造粒，無堿玻纖通過擠出機的玻纖口加 入，調節主機轉速和喂料頻率，保持一定的真空度，熔融擠出溫度在205~225°C之間，主機 轉速為380~430rpm;
[0030] (5)造粒及后處理：
[0031]對擠出的物料進行冷卻、風干、切粒、過強磁、包裝得到成品。
[0032]本發明的高抗沖、低浮纖增強PP/PA6合金材料采用合金方式選取了合適的基體配 比(粘度比）、抗浮纖與流變加工助劑，具備成本低、成型工藝簡單的特點，力學性能突出，同 時制件表面無浮纖，可滿足家電產品中不同風輪、扇葉及洗衣機部件在中高頻環境下的使 用要求，亦可替代部分工程結構件。
【具體實施方式】
[0033]為了更好地理解本發明的技術方案，下面結合實施例對本發明作進一步說明，實 施例不對本發明構成任何形式的限制。
[0034]下面實施例中所使用的均聚聚丙烯為PP320粉，共聚聚丙烯為K8003,熔體流動速 率在230°C/2.16Kg條件下分別測得為35-40g/10min和3g/10min;中粘PA6的相對粘度為 2.8，低粘PA6的相對粘度為2.4;連續無堿玻纖988A優選巨石的ER13-2000-988A，其直徑在 14μπι;偶聯劑為硅烷偶聯劑KH-550;抗浮纖填料助劑為氧化鋅與空心玻璃微珠的混合物(重 量比1:3);抗氧劑為1010與168的混合物（重量比1:2);加工助劑為TAF與硅酮粉的混合物 (重量比2:1)。
[0035]按照表1中的各實施例的原料配方方案按重量分數進行稱量，將各組分原料按比 例加入到高速混合機中，混合均勻，備用;將混勻之后的物料在雙螺桿擠出機中進行擠出造 粒，擠出機分為9個區，ΡΡ樹脂、ΡΑ6樹脂、接枝ΡΡ、偶聯劑、抗浮纖填料助劑、抗氧劑和加工助 劑從1區加入，連續無堿玻維在4區加入;經熔融擠出，然后經過水冷后，由切粒機切成長度 為2-5mm的粒子，得到高抗沖、低浮纖增強ΡΡ/ΡΑ6合金材料。其中，各區加工溫度依次為185 °C，195°C，200°C，200°C，210°C，210°C，220°C，220°C，225°C，主機轉速為 410rpm，真空度為 0.2MPa。擠出造粒之后的粒子進行重新干燥之后，進行注塑，制備出測試力學性能的樣板或 樣條。各實施例的測試標準及測試結果如表2所示。
[0036]表1各實施例所用原料及重量(kg)
[0039]表2各實施例所得產品性能測試結果
[0041]綜合表2可以看出，本發明的PP/PA6合金材料具備高模量、高抗沖、低浮纖的特點， 而組分比、抗浮纖助劑、加工助劑的合理配合才能達到較好的效果。以上實施例是本發明的 較佳實施方案，凡依本發明技術方案所作出的改變，所產生的功能作用未能超出本發明技 術方案的范圍時，均屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種高抗沖、低浮纖的增強PP/PA6合金材料，其特征在于，其按重量百分比由以下組 份組成： PP樹脂 40.6~70% PA6樹脂 6~20% 無堿破纖紗 545% 相容劑 3~8% 抗浮纖填料助劑 0.8-2.5% 偶聯劑 0.2~0.5% 抗氧劑 0.2~0,8% 加工助劑 0.8-1:.5%2. 如權利要求1所述的高抗沖、低浮纖的增強PP/PA6合金材料，其特征在于：所述的PP 樹脂為均聚PP和嵌段共聚PP的混合物，重量比為2~3:1~2。3. 如權利要求1所述的高抗沖、低浮纖的增強PP/PA6合金材料，其特征在于：所述的均 聚PP樹脂的熔體流動速率為30-100g/10min，嵌段共聚PP樹脂的熔體流動速率為3-8g/ 10min〇4. 如權利要求1所述的高抗沖、低浮纖的增強PP/PA6合金材料，其特征在于:所述的PA6 樹脂為中低粘度，相對粘度為2.4~2.8。5. 如權利要求1所述的高抗沖、低浮纖的增強PP/PA6合金材料，其特征在于：所述無堿 玻纖為為無堿連續玻纖，纖維直徑為11-20μηι。6. 如權利要求1所述的高抗沖、低浮纖的增強ΡΡ/ΡΑ6合金材料，其特征在于：所述相容 劑為馬來酸酐或甲基丙烯酸縮水甘油酯與聚丙烯的接枝物，其接枝率為0.6~1.2%。7. 如權利要求1所述的高抗沖、低浮纖的增強ΡΡ/ΡΑ6合金材料，其特征在于：所述抗浮 纖填料助劑為金屬氧化物、滑石粉、空心玻璃微珠、蒙脫土或高嶺土中一種或其混合物。8. 如權利要求1所述的高抗沖、低浮纖的增強ΡΡ/ΡΑ6合金材料，其特征在于:所述抗氧 劑為抗氧劑1 〇 1 〇、抗氧劑168、抗氧劑DSTP中一種或其混合物。9. 如權利要求1所述的高抗沖、低浮纖的增強ΡΡ/ΡΑ6合金材料，其特征在于：所述的加 工助劑為改性乙撐雙硬脂酰胺(TAF)、聚乙烯蠟或硅酮粉中的一種或其混合物。10. 制備如權利要求1~9任何一項所述的高抗沖、低浮纖的增強ΡΡ/ΡΑ6合金材料的方 法，其特征在于，該方法包括以下步驟： (1) 原料處理及混合： 將PP樹脂、烘干的ΡΑ6樹脂、相容劑、偶聯劑、抗浮纖填料助劑、抗氧劑、加工助劑等原料 在混料機中混合3~5分鐘，充分攪拌使各組分均勻分散； (2) 熔融擠出： 將混合好的物料在雙螺桿擠出機上擠出造粒，無堿玻纖通過擠出機的玻纖口加入，調 節主機轉速和喂料頻率，保持一定的真空度，熔融擠出溫度在205~225°C之間，主機轉速為 380~430rpm; (3)造粒及后處理： 對擠出的物料進行冷卻、風干、切粒、過強磁、包裝得到成品。
【專利摘要】本發明公開了一種高抗沖、低浮纖的增強PP/PA6合金材料，所述高抗沖、低浮纖增強聚丙烯復合材料的配方按照重量百分比為：聚丙烯樹脂40.6～70％，尼龍樹脂6～20％，無堿玻纖紗5～35％，相容劑3～8％，抗浮纖填料助劑0.8～2.5％，偶聯劑0.2～0.5％，抗氧劑0.2～0.5％，加工助劑0.8～1.5％；其中抗浮纖填料助劑為金屬氧化物、滑石粉、空心玻璃微珠、蒙脫土或高嶺土中一種或其混合物組成。該高抗沖、低浮纖玻纖增強聚丙烯復合材料，性價比高、成型性好、力學性能突出，同時制件表面光潔度高無明顯浮纖，可滿足家電產品中不同風輪、扇葉及洗衣機部件在中高頻環境下的使用要求。另外，本發明還提供了一種該高抗沖、低浮纖的增強PP/PA6合金材料的制備方法。
【IPC分類】C08K13/04, C08L83/04, C08K5/134, C08L77/02, C08L23/12, C08L23/14, C08K5/526, C08L51/06, C08K7/28, C08K7/14, C08K5/544, C08K5/20, C08K3/22
【公開號】CN105419102
【申請號】CN201511004723
【發明人】王 琦, 皮正亮, 葛嘉寶, 葉建華
【申請人】廣東威林工程塑料有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月25日