[發明專利]低成本高性能玻璃纖維增強尼龍6復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200910057003.8
• 申請日: 2009-03-31
• 公開（公告）號: CN101851417A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 王燦耀;易慶鋒;孫剛;吉繼亮;蘇妤
• 申請（專利權）人: 上海金發科技發展有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08K13/04;C08K7/02;C08K7/14;B29C47/92;B29B9/06;B29B9/14
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 姜玉芳

技術領域

本發明涉及一種尼龍材料及其制備方法，特別涉及一種玻璃纖維增強尼龍材料及其制備方法。

背景技術

尼龍6經玻璃纖維增強后，其力學性能、熱性能、尺寸穩定性、耐蠕變、耐疲勞性及耐磨等都得到顯著改善。自20世紀70年代初開發長玻璃纖維增強尼龍6以來，其應用范圍得到進一步地拓寬。長玻璃纖維增強尼龍6復合材料在汽車、機械、電器、軍工等領域有巨大的發展潛力，可用其制造汽車保險杠、發動機隔噪罩、座椅骨架、車頭燈、風扇、散熱器格柵、儀表盤托架等，并且在航空航天和兵器等領域也占有一席之地。

如何降低成本和提高塑料性能是大多數塑料改性企業關心的一個問題，塑料改性技術的不斷發展，各種高性價比填充母粒和填充物的涌現為降低塑料制品成本和提高產品性能成為可能。

使用晶須增強的復合材料具有達到高強度的潛力，因此晶須的研究和開發受到了高度重視。晶須是指以單晶形式生長的具有一定長徑比、形狀類似纖維的材料，其不含有通常材料中存在的缺陷，例如晶界、位錯、空穴等，同時，其原子排列高度有序，因而其強度接近于完整晶體的理論值。雖然60年代已開發了近百種不同材料晶須的實驗品，但是由于技術復雜，價格高昂，很少具有實用價值。1975年從稻殼制備的β-SiC晶須，為工業生產打開局面。80年代后實現了大規模生產SiC晶須，進而又開發了SiC晶須的金屬基、陶瓷基、樹脂基的復合材料，發展了Al₂O₃、Si₃N₄、TiN、TiB₂、Zn-Ni等晶須新品種，晶須材料得到進一步發展。晶須除具有高強度、耐高溫、耐磨、耐酸堿等性能，還具有一些特殊的磁性、電性和光學性能，可開發為功能材料。目前晶須主要用作復合材料的增強劑，用于航空航天飛行器構件和部件，在機械、汽車、化工、生物醫學和日用工業中也得到應用。

晶須添加到樹脂中，一方面可以降低成本，另一方面起到增強作用，可部分替代玻璃纖維，同時增加表面光澤度，為廣大改性塑料廠商在提高產品性能和降低成本方面提供有價值的參考。

然而，如何解決好晶須與高分子復合材料的相容性是研究晶須增強高分子材料的一個關鍵問題。要使晶須真正起到增強作用，必須與基體樹脂形成良好的界面相互作用，同時對晶須的白度和長徑比等物性也具有較苛刻的要求。

發明內容

為了克服現有技術中所存在的問題，本發明提供了一種低成本高性能玻璃纖維增強尼龍6復合材料，其采用玻璃纖維和晶須對尼龍6進行增強，原料配方包含尼龍6、增容增韌劑、晶須、成核劑、主/輔抗氧化劑、改性助劑、硅油和玻璃纖維，配方各組分的重量百分比為：

尼龍6?????????57％-82.5％

增容增韌劑????3％-20％

晶須??????????3％-12％

成核劑????????0.1％-0.5％

主抗氧化劑????0.1％-0.5％

輔抗氧化劑????0.1％-0.3％

改性助劑??????0.3％-1.7％

硅油??????????0.2％-0.7％

玻璃纖維??????5％-25％

本發明所述的增容增韌劑為馬來酸酐接枝聚乙烯辛烯共彈性體、馬來酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠或Fusabond?560D的一種或一種以上組合。

本發明所述的晶須為硫酸鈣晶須，其白度≥97％，平均直徑為1-8微米，平均長度40-160微米，密度為2.6-2.7g/cm³。

本發明所述的成核劑為超微細滑石粉、有機膨潤土、高嶺土或P250的一種。

本發明所述的主抗氧化劑為三(2，4-二叔丁基)亞磷酸苯酯、N，N′-雙-(3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺以及四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯中的一種。輔抗氧化劑為THANOX-1098或627A。

本發明所述的改性助劑為A-C540A、玻璃微珠以及防纖維外露劑中的一種，或一種以上組合。

本發明所述的玻璃纖維為巨石集團的ER13-2000-988A。

本發明還提供了上述低成本高性能玻璃纖維增強尼龍6復合材料的制備方法，具體步驟為：先將尼龍6和硅油在高混機中混合，然后再依次加入晶須、成核劑、主/輔抗氧化劑、改性助劑和增容增韌劑，混合均勻，再在組合的雙螺桿擠出機中與玻璃纖維熔融擠出造粒，擠出溫度為240～260℃。