[發明專利]一種高填充玻纖增強聚酰胺復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310176879.0
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103254638A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 吳耀輝;周東波;黃賢明;李明仁
• 申請（專利權）人: 廈門建霖工業有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L77/06;C08L27/18;C08K13/04;C08K7/14;C08K5/544;C08K5/5435;C08K5/3412;C08K5/20;C08K5/103;C08K5/526;B29C47/92
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 李寧

技術領域

本發明涉及一種高分子復合材料及其制備方法，尤其是指一種高填充玻纖增強聚酰胺復合材料及其制備方法。

背景技術

聚酰胺也稱為尼龍，具有良好的綜合性能，包括力學性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學藥品性和自潤滑性，且摩擦系數低，還有一定的阻燃性，被廣泛應用于于汽車工業，電氣電子工業，交通運輸業，機械制造工業，電線電纜通訊業，薄膜及日常用品等。但是由于其易吸水，影響了產品的尺寸穩定性和電性能，降低塑料的機械強度，所以有大量尼龍改性方面的研究，其中填充玻纖是其中重要一項，填充后可降低尼龍吸水率，提高材料的熱變形溫度，使其能在高溫、高濕下工作，同時也能增加塑料的拉伸強度及彎曲強度。

然而，現有技術中玻纖增強聚酰胺存在以下問題：一、填充的玻纖含量一般都不高于60%；二、玻纖增強聚酰胺復合材料在造粒和注塑成型時，熔體在螺桿高剪切作用下，玻纖容易產生取向并聚集在表面，產生“浮纖”現象，影響外觀；三、未經過有效處理的玻纖與聚酰胺材料的界面粘接性較差，容易存在相分離現象，導致復合材料的綜合力學性能、耐熱性等性能較差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種玻纖填充比例較高且解決“浮纖”問題的高填充玻纖增強聚酰胺復合材料及其制備方法。

為達成上述目的，本發明的解決方案為：

一種高填充玻纖增強聚酰胺復合材料，由以下組份按質量配比制成：聚酰胺20～30%；無堿玻纖65～75%；??偶聯劑0.1～3%；己內酰胺鈉0.5～5%；己內酰胺異氰酸酯0.5～5%；潤滑劑0.3～2%；抗氧劑0.2～0.5%。

進一步，聚酰胺為尼龍6或尼龍6與尼龍66、尼龍1010、尼龍11、尼龍12、尼龍610、尼龍8、尼龍9、尼龍612及尼龍46中一種并用。尼龍具有良好的親水性，與玻纖具有良好的相容性。

進一步，無堿玻纖選自直徑為6～20微米的短切玻璃纖維。該玻纖與基材有較好的相容性。

進一步，偶聯劑為硅烷偶聯劑，選自N-2（氨乙基）3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2（氨乙基）3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油丙基三甲氧基硅烷中的一種。

進一步，己內酰胺異氰酸酯由己內酰胺與異氰酸酯反應制得，其反應式如下：

制備條件如下：己內酰胺與異氰酸酯的物質的量比為1~4：1，反應溫度：90~150攝氏度，反應時間：0.2~2小時，脫水溫度120~150攝氏度，脫水時間0.2~4小時，脫水真空度控制在-0.1兆帕左右。因脫水溫度高、時間長，制得無堿玻纖表面處理劑粘度高，對無堿玻纖的粘結效果好，但溫度過高、時間過長，粘度過高，對無堿玻纖的包覆較差，且物料損耗較大。

進一步，異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）和1，6-己二異氰酸酯（HDI）中的一種。

進一步，潤滑劑選自乙撐雙硬酯酰胺、乙撐雙月桂酰胺、乙撐雙油酸酰胺、乙撐雙硬酯酰胺接枝改性物、含氟彈性體、聚四氟乙烯粉末中的至少一種。

進一步，抗氧劑選自四[β-(3,?5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或抗氧劑1010與三［2.4-二叔丁基苯基］亞磷酸酯的組合物。因造粒和注塑溫度都較高，尼龍易發生熱氧降解，抗氧劑的加入有利于抑制其降解，減少材料性能的下降。

一種高填充玻纖增強聚酰胺復合材料制備方法，包括以下步驟：

步驟一，將聚酰胺、潤滑劑和抗氧劑在攪拌器中攪拌混合，得到分散均勻的混合物；

步驟二，將無堿玻纖投入可加熱攪拌器內，邊攪拌邊緩慢加入偶聯劑、己內酰胺鈉和己內酰胺異氰酸酯；

步驟三，將步驟一所得均勻混合物投置于雙螺桿擠出機主喂料斗中，將步驟二所得處理后無堿玻纖投置于雙螺桿擠出機側喂料斗中，經熔融擠出，造粒；

步驟四，將步驟三得到的高填充玻纖增強聚酰胺復合材料粒料投入到注塑機中注塑成型，得到高填充玻纖增強聚酰胺制品。

進一步，步驟一中，攪拌時間為10～40分鐘，轉速為800~1200轉/分。

進一步，步驟二中，攪拌器溫度設置為40~80攝氏度，攪拌時間為5～20分鐘，轉速為60~100轉/分。該攪拌溫度既能使得玻纖處理劑較好的干燥混合，又不會使其分解；轉速不宜過快，以免玻纖攪拌過程中成團。