一種高性能改性聚酰胺復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種高性能改性聚酰胺復合材料，以重量百分比計，由8?12%的尼龍6；30%的玻璃纖維；10?20%的聚苯硫醚；0.5?4%的填充物；1?5%的相容劑；0.1?1.5%的加工助劑、余量的尼龍66組成。本發明還提供了上述高性能改性聚酰胺復合材料的制備方法。可廣泛應用于機械、儀器儀表、汽車部件、電子電氣、鐵路、家電、通訊、紡機、體育休閑用品、油管、油箱及一些精密工程制品。
【專利說明】
一種高性能改性聚酰胺復合材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于材料學領域，涉及一種聚酰胺樹脂材料，具體來說是一種高性能改性 聚酰胺復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]聚酰胺樹脂，英文名稱為polyamide，簡稱PA。俗稱尼龍(Nylon)，它是大分子主鏈 重復單元中含有酰胺基團的高聚物的總稱。聚酰胺具高抗張強度;耐韌、耐沖擊性特優；自 潤性、耐磨性佳、耐藥品性優;低溫特性佳；具自熄性。由于尼龍PA塑膠原料具有很多的特 性，因此，廣泛應用于機械、儀器儀表、汽車部件、電子電氣、鐵路、家電、通訊、紡機、體育休 閑用品、油管、油箱及一些精密工程制品。
[0003] 但聚酰胺也因為易吸水，尺寸穩定性差，而且耐低溫能力不足等缺點限制了其應 用領域。
[0004] 纖維增強和無機填料填充改性PA工程塑料的技術比較成熟，經過玻璃纖維增強 后，其力學性能能夠得到大大提高。但是過高的GF(玻璃纖維)含量對設備的磨損嚴重，且注 塑成型加工也較困難，特別是薄壁制品難以充滿模腔。這是由于GF的加入使MFR(溶體流動 速率)下降，對形狀復雜及薄壁制品來說很難成型。
[0005] PPS(聚苯硫醚)是一種綜合性能優異的熱塑性特種工程塑料，其突出特點是耐高 溫，耐腐蝕，耐輻射，機械性能和電性能優良。PPS的吸水性和吸油性都很小，成型收縮率及 線性膨脹系數小，其制品尺寸穩定，翹曲小，即使在一些潮濕，油污和腐蝕性氣體的環境中， PPS仍能保持其尺寸穩定性。將聚苯硫醚與聚酰胺相配，能夠綜合這兩種塑料的性能，但是2 種材料的相容性較差。
【發明內容】
[0006] 針對現有技術中的上述技術問題，本發明提供了一種高性能改性聚酰胺復合材料 及其制備方法
[0007] 本發明提供了一種高性能改性聚酰胺復合材料，以重量百分比計，其原料組成如 下： 尼龍 6 8-12%； 玻璃纖維 30%； 聚苯硫醚 10-20%;
[0008] 填充物 0. 5-4%; 粗容劑 1-5%; 加工助劑 4 1-1. 5%;. 尼龍66 余量。.
[0009] 具體的，以重量百分比計，其原料組成如下： 尼龍66 43%； 尼龍6 10%： 玻璃纖維 30%;
[0010] 聚苯硫醚 10%: 填充物 2%; 相容劑 4%; 加工助劑 1%。
[0011]進一步的，所述的尼龍66樹脂的特征粘數為2.4-2.9(具體的，可以采用羅迪亞的 27AE1B)；
[0012] 進一步的，所述的尼龍6樹脂的特征粘數為2.4-3.0(具體的，可以采用集盛的 4407)；
[0013] 進一步的，所述的玻璃纖維是直徑為10-20微米的無堿玻璃纖維；
[0014]進一步的，所述的聚苯硫醚為直鏈型、結晶度多60的熱塑性材料(具體的，可以采 用德陽的PPS-HB)。
[0015] 進一步的，所述的填充劑選自：玻璃微珠，高嶺土，滑石粉，M〇S2，硅灰石，云母中的 任意一種或兩種以上的組合。
[0016] 進一步的，所述的相容劑采用Ρ0Ε接枝馬來酸酐、聚乙烯接枝馬來酸酐、乙烯丙烯 酸丁酯、乙烯丙烯酸共聚物、馬來酸酐接枝級SEBS中的一種或者兩種以上的組合(具體的， 可以采用科騰的FG1901)。
[0017] 進一步的，所述的加工助劑由抗氧劑、潤滑劑和流動改性劑組成。
[0018] 具體的，所述的抗氧劑為β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯；四 [β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯;雙(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇;2,6_ 二叔丁基-4-4甲酚;三(2,4 一二叔丁基苯基)亞磷酸酯；硫代三丙酸二月桂酯；或硫代二丙 酸雙硬脂醇酯中的任意一種或兩種以上的組合。
[0019] 具體的，所述的潤滑劑為Ε蠟、硬脂酸鈣、硅酮母粒或者PETS中的任意一種或兩種 以上的組合。
[0020] 具體的，所述的流動改性劑為VTECNSF 600。
[0021] 本發明還提供了上述一種高性能改性聚酰胺復合材料的制備方法，按照重量比稱 取各反應原料，然后將原料加入高混機高速攪拌混合，再加入到擠出機的主喂料器，然后加 入到雙螺桿擠出機中進行基礎造粒，擠出機溫度分布如下：擠出機溫度依次為260 °C、285 °C、290 °C、290 °C、290 °C、285 °C、275 °C、265 °C、250 °C、270 °C ;螺桿轉數為420r/min，喂料轉 速為20HZ，材料擠出后經過水冷、切粒，然后包裝。
[0022]本發明將PA66和PA6復配使用，以PA66為主，PA6為分散相，用玻璃纖維增強時，產 品的彎曲強度略低于玻璃纖維增強純PA66，但其抗沖擊強度高出10%，加工流動性得到改 善，拓寬了加工溫度。本發明選用直徑為10-20微米的無堿玻璃纖維。如果玻璃纖維直徑太 粗，與PA的粘結性較差，引起產品力學性能下降；如果玻璃纖維太細時，易被螺桿剪切成細 微粉末，因而失去纖維的作用。
[0023]本發明通過調節螺桿組合及轉速去控制玻璃纖維的長度在2-3mm。保證產品的性 能和外觀。本發明加入PPS，其優異的機械性能和化學性能彌補了聚酰胺的不足，提供其增 強材料的拉伸，彎曲和熱變形。流動改性劑采用VTECNSF600，VTECNSF600是一種基于納米技 術，專為尼龍開發的新一代超級流動改性劑，能提高尼龍產品的流動性，將尼龍材料的熔融 指數提高一倍或數倍，同時改善或消除增強型尼龍制品的表面浮纖，提高制品光澤度、改善 外觀。M 〇S2不僅有很好的抗磨作用，還有一定的增強作用，可以有效的改善聚酰胺的摩擦磨 耗特性，M〇S2對聚酰胺有成核作用，能促進PA66的結晶細微化，提高PA66的剛性和硬度。 FG1901為馬來酸酐接枝級SEBS具有較強的抗沖擊性和抗撕裂性，可提高材料的韌性，SEBS 可通過共混于增韌尼龍(PA6)、PC、PP0、聚脂(PET、PBT)、PP，作塑料共混的相容劑，也是一種 相容增韌劑。
[0024]本發明和已有技術相比，其技術進步是顯著的。本發明的材料具有優異的機械性 能、高流動，良好的外觀質量以及優異的成型加工性能，可廣泛應用于機械、儀器儀表、汽車 部件、電子電氣、鐵路、家電、通訊、紡機、體育休閑用品、油管、油箱及一些精密工程制品。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合實例對本發明作進一步說明。
[0026] 對比例1
[0027]各原材料重量份數見表1
[0028] 將PA樹脂與GF、FG、（各種助劑）加入高混機高速攪拌2分鐘，加入到擠出機的主喂 料器，然后加入到雙螺桿擠出機中進行基礎造粒。該擠出機溫度分布如下:擠出機溫度依次 為260 Γ、285 Γ、290 Γ、290 Γ、290 Γ、285 Γ、275 Γ、265 Γ、250 Γ、270 Γ ;螺桿轉數為420r/ min，喂料轉速為20HZ，材料擠出后經過水冷、切粒，然后包裝。粒料在鼓風干燥箱，120 °C干 燥6小時，然后由注塑機制備測試樣條。
[0029] 實施例1~4
[0030] 各原料重量份數見表1，按照對比例1中的工藝加工并制備測試樣條。（下述的原料 均為市售原料）
[0031] 表1實施例1~4的原料重量百分數配比
[0034]表2實施例及對比例中組合物性能測試結果
[0036]實施例1和對比例1比較，可以看出PA6的加入可以提高材料的沖擊強度。實施例2 和對比例1比較，可以看出PPS的加入可以提高材料的熱變形和拉伸，彎曲強度。實施例3和 實施例2比較，可以看出隨著PPS的增加材料的拉伸彎曲隨之增加，沖擊強度有所下降。實施 例4和對比例1比較，可以看出VTECNSF600的加入可以提高材料的流動速率，力學性能會有 所下降，熱學性能不受影響。本發明的最優配方為實施例2。
【主權項】
1. 一種高性能改性聚酰胺復合材料，其特征在于以重量百分比計，其原料組成如下： 尼龍 6 8-12%； 玻璃纖維 30%; 聚苯硫醚 10-20%; 填充物 0.5-4%; 相容劑 1-5%; 加工助劑 0.1-1.5%; 尼龍66 余量。2. -種高性能改性聚酰胺復合材料，其特征在于以重量百分比計，其原料組成如下： 尼龍66 43%； 尼龍6 10%； 玻璃纖維 30%; 聚苯硫醚 10%; 填充物 2%; 相容劑 4%; 加工助劑 1%。3. 根據權利要求1所述的一種高性能改性聚酰胺復合材料，其特征在于:所述的尼龍66 樹脂的特征粘數為2.4-2.9，所述的尼龍6樹脂的特征粘數為2.4-3.0。4. 根據權利要求1所述的一種高性能改性聚酰胺復合材料，其特征在于:所述的玻璃纖 維是直徑為10-20微米的無堿玻璃纖維。5. 根據權利要求1所述的一種高性能改性聚酰胺復合材料，其特征在于:所述的聚苯硫 醚為直鏈型、結晶度多60的熱塑性材料。6. 根據權利要求1所述的一種高性能改性聚酰胺復合材料，其特征在于:所述的填充劑 選自：玻璃微珠，高嶺土，滑石粉，Mo&，硅灰石，云母中的任意一種或兩種以上的組合。7. 根據權利要求1所述的一種高性能改性聚酰胺復合材料，其特征在于:所述的相容劑 采用POE接枝馬來酸酐、聚乙烯接枝馬來酸酐、乙烯丙烯酸丁酯、乙烯丙烯酸共聚物、馬來酸 酐接枝級SEBS中的一種或者兩種以上的組合。8. 根據權利要求1所述的一種高性能改性聚酰胺復合材料，其特征在于:所述的加工助 劑由抗氧劑、潤滑劑和流動改性劑組成。9. 根據權利要求8所述的一種高性能改性聚酰胺復合材料，其特征在于:所述的抗氧劑 為β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯；四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基） 丙酸]季戊四醇酯；雙(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇；2,6_二叔丁基-4-4甲酚;三(2,4 一二 叔丁基苯基)亞磷酸酯;硫代三丙酸二月桂酯;或硫代二丙酸雙硬脂醇酯中的任意一種或兩 種以上的組合;所述的潤滑劑為Ε蠟、硬脂酸鈣、硅酮母粒或者PETS中的任意一種或兩種以 上的組合;所述的流動改性劑為VTECNSF 600。10. 權利要求1所述的一種高性能改性聚酰胺復合材料的制備方法，其特征在于:按照 重量比稱取各反應原料，然后將原料加入高混機高速攪拌混合，再加入到擠出機的主喂料 器，然后加入到雙螺桿擠出機中進行基礎造粒，擠出機溫度分布如下：擠出機溫度依次為 260。(：、285。(：、290。(：、290。(：、290。(：、285。(：、275。(：、265。(：、250。(：、270。(： ；螺桿轉數為42(^/
【文檔編號】C08L81/02GK105968801SQ201610292627
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月5日
【發明人】胡春華
【申請人】上海勝南復合材料有限公司