[發(fā)明專利]一種高玻纖含量增強尼龍66材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510867925.0
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105295370A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁效禮;楊冬;黃俊輝;張海春
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞市意普萬尼龍科技股份有限公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L77/00;C08L91/06;C08K9/06;C08K7/14;C08K3/16
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;郝傳鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程塑料材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高玻纖含量增強尼龍66材料及其制備方法。

背景技術(shù)

尼龍66(PA66)為聚已二酰已二胺，耐疲勞和剛性強度高，耐熱性好，摩擦系數(shù)低、耐磨性好，且化學(xué)性能穩(wěn)定，但對溫度敏感且吸濕性大，導(dǎo)致尺寸穩(wěn)定性差，且干態(tài)和低溫沖擊強度低。因此通常應(yīng)用于中等載荷，使用溫度100-120℃無潤滑或少潤滑條件下工作的耐磨受力傳動零件。為提高尼龍66的拉伸強度、沖擊強度、模量、耐磨性和尺寸穩(wěn)定性等性能，常在尼龍66的聚合物基體中加入增強劑，如玻纖、納米二氧化硅、碳纖維和石墨纖維等；而由于玻纖的優(yōu)異性能，工業(yè)中一般都選用玻纖作為增強劑。

玻纖又稱玻璃纖維(GF)，是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料，主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣等，它是將高溫狀態(tài)下的玻璃液經(jīng)拉絲冷卻固化而成，一般單絲的直徑為5-30微米，每一束纖維原絲均由數(shù)百根甚至上千根單絲組成，目前已經(jīng)成為非常好的金屬替代材料，其添加在尼龍66材料中，與尼龍66的官能團反應(yīng)，增加了界面結(jié)合力，提高復(fù)合材料的機械性能。

隨著工業(yè)發(fā)展水平的提升和產(chǎn)品品質(zhì)要求的提高，通用工程塑料高性能化逐步提上日程，并成為當(dāng)今改性塑料發(fā)展的前沿和重點研究方向。其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于50％的玻璃纖維改性尼龍具有極高的力學(xué)強度、優(yōu)異的長期耐熱性、尺寸穩(wěn)定性和高剛性，可替代比如鋁合金等金屬材料。而目前的大部分玻纖增強尼龍66材料的玻纖添加量都在10-45wt％之間；在高玻纖含量如大于50wt％下尼龍66材料會在高溫注塑過程中會產(chǎn)生明顯的模垢與白茬，模垢和白茬的形成一方面是由于尼龍66材料本身引起的，另一方面是由于高玻纖含量導(dǎo)致加工溫度會相應(yīng)提高，而遺留在玻纖中的一些沸點較低的小分子物質(zhì)在溫度升高后更容易揮發(fā)或分解引起；且玻璃纖維含量大于50wt％時，玻纖在尼龍66材料中不易均勻分散，導(dǎo)致制作時體系流動性較差且流動不均勻在制備表面極易引起GF外露(即浮纖)，同時，不均勻流動使得擠出生產(chǎn)困難，并有嚴(yán)重的斷條現(xiàn)象發(fā)生。而為了解決高玻纖含量的表面問題，目前國外如巴斯夫、杜邦、旭化成等企業(yè)均采用添加礦物質(zhì)取代部分玻纖方法，這些企業(yè)已有60wt％玻纖和礦物質(zhì)混合增強改性尼龍材料，并已成熟應(yīng)用于眾多產(chǎn)品上，而國內(nèi)對此的研究還很少。

因此，如何改善上述情況并消除高GF含量改性制品的表面白斑和浮纖，成為各大塑料改性企業(yè)研究的難點和熱點之一；開發(fā)出具有更加優(yōu)異綜合性能的高玻纖含量增強尼龍66材料，市場前景廣闊，且有著非常重要的實際意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種高玻纖含量增強尼龍6材料。得到剛性和韌性較好的復(fù)合材料

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高玻纖含量增強尼龍66材料，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，包括：

其中，所述星形支化劑的結(jié)構(gòu)為：

其中，R為芳香族鏈段、脂肪族鏈段或脂環(huán)族鏈段，R′為能與尼龍66的端胺基發(fā)生反應(yīng)的氨基、羧基、環(huán)氧基或羥基官能團，R′官能團數(shù)量≥3。

較優(yōu)地，所述玻璃纖維的含量為56％-61％，優(yōu)選60％。

本發(fā)明的尼龍66中加入了尼龍共聚物、封端劑和星形支化劑來破壞PA66的結(jié)構(gòu)規(guī)整性，形成星形支化尼龍，降低結(jié)晶度，提高尼龍66的流動性，顯著地降低材料的后結(jié)晶溫度，促使玻璃纖維在尼龍材料中更好的分散，便于加工；制得的高玻纖含量增強尼龍66材料的拉伸強度顯著提高，且彈性模量和彎曲模量顯著提高，其拉伸強度達(dá)到240MPa以上，彎曲模量超過20GPa以上。

所述玻璃纖維的直徑為5～30μm，所述玻璃纖維為無堿短玻纖；具體地，所述玻璃纖維為經(jīng)玻璃纖維表面處理劑浸泡后的無堿短玻纖，所述玻璃纖維表面處理劑為硅烷偶聯(lián)劑，具體為KH560。所述無堿短玻璃纖維，表面涂覆有硅烷型浸潤劑，經(jīng)過這種特殊處理的無堿短玻璃纖維與尼龍樹脂相溶性好，具有良好的分散性和流動性，有利于尼龍對玻璃纖維的包覆融合，保證產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性和機械強度。

所述尼龍共聚物為尼龍6和尼龍66反應(yīng)脫水聚合而成含有酰胺基團的PA6/66共聚物，可全面改善普通PA66玻纖增強材料綜合性能及制品的表面光潔度，優(yōu)選地，尼龍共聚物的按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，含量為6％～10％。