一種低浮纖的玻璃纖維增強pa6材料的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種低浮纖的玻璃纖維增強PA6材料，按重量份計，由下列組分組成：PA6樹脂為56～78份；玻璃纖維為15～30份；復合改性劑為3～5份；增韌劑為2～5份；相容劑為1～3份；潤滑劑為0.7份；抗氧劑為0.3份；所制備的玻璃纖維增強PA6材料與傳統技術制備的玻璃纖維增強PA6材料相比，本發明采用特定相對粘度和質量比的有光PA6樹脂與半消光PA6樹脂的混合物作為基體，特定粒徑大小、類型和質量比的超細滑石粉與鈦白粉的混合物作為復合改性劑，特定質量比的LLDPE?g?MAH與POE?g?GMA的混合物作為增韌劑，特定質量比的硅酮粉與TAF的混合物作為潤滑劑，使得所制備的玻璃纖維增強PA6材料不僅具有優良的物理機械性能，而且，表面浮纖、玻璃纖維取向以及縱橫收縮不均等缺陷得到了大幅度改善和降低。
【專利說明】
一種低浮纖的玻璃纖維増強PA6材料
技術領域
[0001] 本發明涉及一種玻璃纖維增強材料，尤其是涉及一種低浮纖的玻璃纖維增強PA6 材料。
【背景技術】
[0002] 尼龍作為工程塑料，與其他塑料相比，有著顯著的優點。首先，它屬于結晶塑料，質 地堅韌，具有良好的物理機械性能，特別是耐沖擊性能，是其他塑料無法比擬的;然后，它的 摩擦系數低、磨損小，可作為自潤滑材料，可用其制備各種傳動零部件:此外，尼龍還具有優 良的耐化學腐蝕性、電性能、易成型加工等多方面優點。但尼龍作為結構件，由于它吸濕性 大、蠕變大、耐熱性低、成型收縮率大、尺寸穩定性差等原因，限制了其使用范圍。采用玻璃 纖維對其增加改性，可大幅度改善上訴缺點，擴大其使用范圍。一般來說，經玻璃纖維增強 改性后的尼龍，拉伸強度、彎曲強度可提高2~3倍，彎曲模量可提高2~5倍，而蠕性則降低 至未增強的四分之一或者更低。
[0003] 就玻璃纖維增強尼龍而言，較常用的方法有短切玻璃纖維增強和長玻璃纖維增 加。
[0004] 短切玻璃纖維增強尼龍具有較好的產品表面和物理機械性能，但其成本相對較 高，也需添置側向喂料裝置，而且，短切玻璃纖維與人體接觸時，還會導致皮膚過敏，發癢、 長瘡，因此，國內很多改性工廠較難接受。
[0005] 長玻璃纖維增強尼龍則是將連續長玻璃纖維從擠出機自然排氣加入，通過螺桿的 傳動和螺紋元件的嚙合作用，使玻璃纖維被自動卷入擠出機機筒。長玻璃纖維增強尼龍具 有成本低、易擠出等優點，受到國內廣大改性工廠的青睞。但是，它也存在一個致命缺點，即 是玻璃纖維在尼龍中的分散性較差、取向性較嚴重，從而導致產品表面出現浮纖，影響外觀 和視覺美感。
【發明內容】
[0006] 為解決上述問題，本發明提出了一種低浮纖的玻璃纖維增強PA6材料，解決傳統長 玻璃纖維增強尼龍材料易產生浮纖，玻璃纖維取向性嚴重，縱橫收縮不均等缺點。
[0007] 本發明所采用的技術方案是:一種低浮纖的玻璃纖維增強PA6材料，按重量份計， 由下列組分組成:PA6樹脂為56~78份;玻璃纖維為15~30份;復合改性劑為3~5份;增韌劑 為2~5份;相容劑為1~3份;潤滑劑為0.7份;抗氧劑為0.3份。
[0008] 進一步地，所述PA6樹脂為質量比8:2~9:1的有光PA6樹脂與半消光PA6樹脂的混 合物。
[0009] 進一步地，所述有光PA6樹脂與半消光PA6樹脂的相對粘度為2.4~2.5。
[0010] 進一步地，所述玻璃纖維為單絲直徑為13微米的無堿無捻粗紗。
[0011] 進一步地，所述復合改性劑為質量比為9:1的超細滑石粉與鈦白粉的混合物。
[0012] 進一步地，所述超細滑石粉的粒徑為D50= 1.0~2.0微米，D95 = 3.0~7.0微米， 1050°C灼燒2小時后的損失率為6~8%;鈦白粉為氯化法金紅石鈦白粉，平均粒徑為0.2~ 0.4微米。
[0013] 進一步地，所述增韌性劑為質量比為7:3的馬來酸酐接枝性低密度聚乙烯(LLDPE-g-MAH)與甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝乙烯-丁烯共聚物(POE-g-GMA)的混合物。
[0014] 進一步地，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)。
[0015]進一步地，所述潤滑劑為質量比為4:3的硅酮粉與改性乙撐雙脂肪酸酰胺(TAF)的 混合物。
[0016]進一步地，所述抗氧劑為質量比為1:2的抗氧劑1098與抗氧劑168的混合物。
[0017] 本發明與傳統技術相比較，其具有以下有益效果：
[0018] 與傳統技術制備的玻璃纖維增強PA6材料相比，本發明采用特定相對粘度和質量 比的有光PA6樹脂與半消光PA6樹脂的混合物作為基體，特定粒徑大小、類型和質量比的超 細滑石粉與鈦白粉的混合物作為復合改性劑，特定質量比的LLDPE-g-MAH與POE-g-GMA的混 合物作為增韌劑，特定質量比的硅酮粉與TAF的混合物作為潤滑劑，使得所制備的玻璃纖維 增強PA6材料不僅具有優良的物理機械性能，而且，表面浮纖、玻璃纖維取向以及縱橫收縮 不均等缺陷得到了大幅度改善和降低。
【具體實施方式】
[0019] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施方式， 對本發明進行進一步詳細說明，應當理解為，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本 發明，并不用于限定本發明。
[0020] 實施例1:
[0021 ]準備下表1所示的各重量份的原料：
[0022] 表 1
[0023]
[0025]表1中M2500為廣東新會美達錦綸股份有限公司的有光PA6樹脂，相對粘度為2.50; YH-402SD為湖南岳化化工股份有限公司的半消光PA6樹脂，相對粘度2.45 ;ER13-2000-910 為巨石集團有限公司的無堿無捻粗紗，單絲直徑為13微米;復合性改劑為質量比為9:1的超 細滑石粉與鈦白粉的混合物，超細滑石粉的粒徑為D50= 1.0~2.0微米，D95 = 3.0~7.0微 米，1050Γ灼燒2小時后的損失率為6~8%;鈦白粉為氯化法金紅石鈦白粉，平均粒徑為0.2 ~0.4微米;增韌性劑為質量比為7:3的馬來酸酐接枝性低密度聚乙烯(LLDPE-g-MAH)與甲 基丙烯酸縮水甘油酯接枝乙烯-丁烯共聚物(ΡΟΕ-g-GMA)的混合物;相容劑為馬來酸酐接枝 聚丙烯(PP-g-MAH);潤滑劑為質量比為4:3的硅酮粉與改性乙撐雙脂肪酸酰胺(TAF)的混合 物;抗氧劑為質量比為1:2的抗氧劑1098與抗氧劑168的混合物。
[0026] 將上述各原料按以下方法進行加工：
[0027] 首先將PA6樹脂、復合性改劑、增韌劑、相容劑、潤滑劑以及抗氧劑加入高速混合機 中混合2分鐘，然后將其混合物加入TSE 65B型雙螺桿擠出機料斗，在溫度230°C_250°C條件 下，啟動雙螺桿擠出機，待雙螺桿擠出機機頭穩定擠出物料時，從自然排氣口加入玻璃纖 維，再待雙螺桿擠出機機頭穩定擠出含玻纖的物料時，經牽引、冷卻、風干和切粒等過程即 制得低浮纖的玻璃纖維增強PA6材料的成品，溫度設置為：一區230°C、二區235°C、三區240 。(：、四區240°C、五區245°C、六區245°C、七區250°C、八區250°C、九區245°C、機頭245°C。 [0028] 實施例2:
[0029] 表2
[0030]
[0031] 將表2中的各原料按實施例1的方法進行加工，即得低浮纖的玻璃纖維增強PA6材 料的成品。
[0032] 實施例3:
[0033] 表 3
[0034]
[0035] 將表3中的各原料按實施例1的方法進行加工，即得低浮纖的玻璃纖維增強PA6材 料的成品。
[0036] 實施例4:
[0037] 表 4
[0038]
[0039] 將表4中的各原料按實施例1的方法進行加工，即得低浮纖的玻璃纖維增強PA6材 料的成品。
[0040] 對比例1:
[00411將PA6M2500全部換成PA6M2800,其他原料全部與實施例1相同，按實施例1的方法 進行加工，即得玻璃纖維增強PA6材料的成品，其中PA6M2800為廣東新會美達錦綸股份有限 公司的中粘度PA6樹脂，其相對粘度為2.83。
[0042] 對比例2:
[0043] 將PA6YH-402SD全部換成PA6YH-703SD，其他原料全部與實施例1相同，按實施例1 的方法進行加工，即得玻璃纖維增強PA6材料的成品，其中PA6YH-703SD為湖南岳化化工股 份有限公司的中粘度PA6樹脂，其相對粘度為2.73。
[0044] 對比例3:
[0045] 將玻璃纖維ER13-2000-910全部換成EDR14-2000-988A，其他原料全部與實施例1 相同，按實施例1的方法進行加工，即得玻璃纖維增強PA6材料的成品，其中EDR14-2000-988A為巨石集團有限公司的單絲直徑為14微米的無堿無捻粗紗。
[0046] 對比例4:
[0047] 將復合改性劑中的超細滑石粉與鈦白粉的質量比變為5:5,其他原料全部與實施 例1相同，按實施例1的方法進行加工，即得玻璃纖維增強PA6材料的成品。
[0048] 對比例5:
[0049]將PA M2500全部換成PA6YH-402SD，其他原料全部與實施例1相同，按實施例1的方 法進行加工，即得玻璃纖維增強PA6材料的成品。
[0050] 對比例6:
[00511將PA6YH-402SD全部換成PA M2500,其他原料全部與實施例1相同，按實施例1的方 法進行加工，即得玻璃纖維增強PA6材料的成品。
[0052]將上述所有實施例與對比例加工所得的玻璃纖維增強PA6材料，取樣并在室溫23 °C條件下，按以下方法進行測試，拉伸強度按照ASTM D638-2010標準測試；彎曲模量按照 ASTM D790-2010標準測試;懸梁臂缺口沖擊強度按照ASTM D256-2010標準測試;融指數按 照ASTM D1238-2010標準測試；灰份按照ASTM D2584-2010標準測試。
[0053]物理性能測試結果見下表5:
[0054] 表 5
[0055]
[0056] 由表5可知，實施例1-4采用本發明配方生產的低浮纖的玻璃纖維增強PA6材料，在 30 %玻璃纖維含量下，拉伸強度最低為168.3MPa，彎曲模量最低為6875.3MPa，懸臂梁缺口 沖擊強度最低為123.2J/m，融指數最低為10.2g/10min，表面有很低的浮纖;在15%玻璃纖 維含量下，拉伸強度最低為124.2MPa，彎曲模量最低為5078.2MPa，懸臂梁缺口沖擊強度最 低為93.7J/m，融指數最低為14.6g/10min，表面有非常低的浮纖.
[0057] 然而，對比例1中僅將PA6M2500全部換成PA6M2800，與實施例1相比，雖然只是拉伸 強度降低6.5MPa，缺口沖擊強度降低5.7J/m，融指數降低6.5g/10min，但是彎曲模量卻降低 161.8MPa，而且表面有很高的浮纖；對比例2中僅是將PA6YH-402SD全部換成PA6YH-703SD， 與實施例1相比，雖然只是拉伸強度降低5. IMPa，缺口沖擊強度降低2.9J/m，融指數降低 6.5g/10min，但是彎曲模量卻降低78.6MPa，而且表面有較高的浮纖；對比例3中僅是將 ER13-2000-910全部換成EDR14-2000-988A，與實施例1相比，雖然只是拉伸強度降低6MPa， 缺口沖擊強度降低4.9 J/m，融指數降低1.6g/1 Omi η，但是彎曲模量卻降低10 2.9MPa，而且表 面有較高的浮纖;對比例4中僅是將復合改性劑中的超細滑石粉與鈦白粉的質量比變為5: 5,與實施例1相比，雖然只是融指數降低0.2g/10min，而且表面有非常低的浮纖，但是拉伸 強度降低84.6MPa，缺口沖擊強度降低5 6 J/m，彎曲模量降低219 2.8MPa ;對比例5中僅將 PA6M2500全部換成PA6YH-402SD，與實施例1相比，雖然融指數提高了3g/10min，而且表面有 很低的浮纖，但是拉伸強度降低14.6MPa，缺口沖擊強度降低15J/m，彎曲模量卻降低 324.8MPa;對比例6中僅將PA6YH-402SD全部換成PA6M2500,與實施例1相比，雖然只是拉伸 強度降低5.6MPa，彎曲模量降低123.8MPa，融指數降低1.5g/10min，缺口沖擊強度降低8J/ m，但是表面浮纖卻比實施例1高。
[0058]由上述可知，采用本發明所述特殊配方所制備的低浮纖的玻璃纖維增強PA6材料， 可同時滿足優異的物料機械性能和良好的表面外觀，與傳統的技術制備的玻璃纖維增強 PA6材料相比，浮纖得以大幅度改善和降低。
[0059]上面所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的構 思和范圍進行限定。在不脫離本發明設計構思的前提下，本領域普通技術人員對本發明的 技術方案做出的各種變型和改進，均應落入到本發明的保護范圍，本發明請求保護的技術 內容，已經全部記載在權利要求書中。
【主權項】
1. 一種低浮纖的玻璃纖維增強PA6材料，其特征在于:按重量份計，由下列組分組成： PA6樹脂 56~78份 玻璃纖維 15~30份 復合改性劑 3~5份 增韌劑 2~5份 相容劑 1~3份 潤滑劑 〇. 7份 抗氧劑 0.3份。2. 根據權利要求1所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強PA6材料，其特征在于:所述PA6樹 脂為質量比8:2~9:1的有光PA6樹脂與半消光PA6樹脂的混合物。3. 根據權利要求2所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強PA6材料，其特征在于:所述有光 PA6樹脂與半消光PA6樹脂的相對粘度為2.4~2.5。4. 根據權利要求1所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強PA6材料，其特征在于:所述玻璃 纖維為單絲直徑為13微米的無堿無捻粗紗。5. 根據權利要求1所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強PA6材料，其特征在于:所述復合 改性劑為質量比為9:1的超細滑石粉與鈦白粉的混合物。6. 根據權利要求5所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強PA6材料，其特征在于:所述超細 滑石粉的粒徑為D50 = 1.0~2.0微米，D95 = 3.0~7.0微米，1050°C灼燒2小時后的損失率為 6~8 % ;鈦白粉為氯化法金紅石鈦白粉，平均粒徑為0.2~0.4微米。7. 根據權利要求1所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強PA6材料，其特征在于:所述增韌 性劑為質量比為7:3的馬來酸酐接枝性低密度聚乙烯(LLDPE-g-MAH)與甲基丙烯酸縮水甘 油酯接枝乙烯-丁烯共聚物(ΡΟΕ-g-GMA)的混合物。8. 根據權利要求1所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強PA6材料，其特征在于:所述相容 劑為馬來酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)。9. 根據權利要求1所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強PA6材料，其特征在于:所述潤滑 劑為質量比為4:3的硅酮粉與改性乙撐雙脂肪酸酰胺(TAF)的混合物。10. 根據權利要求1所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強PA6材料，其特征在于:所述抗氧 劑為質量比為1:2的抗氧劑1098與抗氧劑168的混合物。
【文檔編號】C08K5/20GK106009645SQ201610531454
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月6日
【發明人】劉志, 馬璐, 宋航
【申請人】溫州科力塑業有限公司