聚酰胺組合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚酰胺組合物及其制備方法，該聚酰胺組合物由以下質(zhì)量份數(shù)配比的組分組成：聚酰胺樹脂45-85份；空心玻璃纖維10-40份；其他助劑1-15份。本發(fā)明聚酰胺組合物在制備配方中加入空心玻璃纖維，能夠在改善材料機(jī)械性能的同時材料的密度降低，比普通無堿玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺材料重量減輕10％～30％，同時由于空心玻璃纖維的特殊結(jié)構(gòu)也賦予了材料良好的介電性能和隔音降噪功能，以及由于空心玻璃纖維導(dǎo)熱系數(shù)低的特性，使材料具有良好的隔熱性能。本發(fā)明聚酰胺組合物比采用空心玻璃微珠或者空心陶瓷微珠改性聚酰胺材料在拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量等性能上均有顯著提高和改善。
【專利說明】聚酰胺組合物及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體的說是涉及一種聚酰胺組合物及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚酰胺（PA)又稱為尼龍，是美國DuPont公司最先開發(fā)作為纖維使用的樹脂，于 1939年實現(xiàn)工業(yè)化。20世紀(jì)50年代開始開發(fā)和生產(chǎn)注塑制品，以取代金屬滿足下游工業(yè) 制品輕量化、降低成本的要求。PA塑料具有良好的綜合性能，包括力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損 性、耐化學(xué)藥品性和自潤滑性，且摩擦系數(shù)低，有一定的阻燃性，易于加工，適于用玻璃纖維 和其它填料填充增強(qiáng)改性，提高性能和擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
[0003] 在塑料改性行業(yè)中，一般會使用如玻璃纖維、滑石粉、云母、碳酸興、玻璃微珠、娃 灰石等無機(jī)礦物質(zhì)作為填充增強(qiáng)組份，通過共混改性來改善尼龍材料的剛性、耐熱性、模塑 收縮率、耐化學(xué)性、表面光澤度、燃燒性等性能，以滿足最終塑料制品的使用要求。但是由于 這些無機(jī)礦物質(zhì)填料的密度往往比塑料的密度大，因此在塑料中加入礦質(zhì)填料會相對增加 最終產(chǎn)品的重量。也有研究采用空心玻璃微珠作為填料改性聚酰胺材料，以達(dá)到減輕重量 的目的，但是改性后聚酰胺材料的強(qiáng)度和剛性等性能都遠(yuǎn)不及玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺材料。
[0004] 空心玻璃纖維是采用特殊的玻璃纖維成型技術(shù)，改變纖維形貌而達(dá)到減輕纖維和 復(fù)合材料的重量，增加剛度和耐壓強(qiáng)度的特殊目的?？招牟ＡЮw維特點：質(zhì)輕、剛性好、介電 常數(shù)低。美國0CF玻纖公司研制成HollexS-2高強(qiáng)空心纖維，其拉伸強(qiáng)度達(dá)到了E玻璃纖 維的水平，把它制成復(fù)合材料重量減輕30 %，比石英玻璃纖維還輕8 %，還具有非常優(yōu)異的 介電性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種聚酰胺組合物及其制備方法，具有低密度 和優(yōu)異的力學(xué)性能、介電性能、隔熱及隔音性能。
[0006] 本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種聚酰胺組合物，由以下質(zhì) 量份數(shù)配比的組分組成：
[0007] 聚酰胺樹脂 45-85份；
[0008] 空心玻璃纖維 10-40份；
[0009] 其他助劑 1-15份。
[0010] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的聚酰胺樹脂為PA6、PA66中的一種或其混合物。
[0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述空心玻璃纖維具有環(huán)形截面，其空心度為10%? 65%，直徑為10?7〇11111。
[0012] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述其他助劑選自沖擊改性劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑中的一 種或者其混合物。
[0013] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述沖擊改性劑為馬來酸酐接枝P0E，接枝率為0. 8? 1. 2。
[0014] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述抗氧劑為N，N'-雙-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基 苯基）丙?；┘憾放c雙（2. 4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亞磷酸酯復(fù)合物。
[0015] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述偶聯(lián)劑為含氨基的硅烷偶聯(lián)劑。
[0016] 本發(fā)明還提高一種上述的聚酰胺組合物的制備方法，將配方量中的聚酰胺樹脂、 其他助劑在高速混合器中混合均勻，然后將其從雙螺桿擠出機(jī)的主進(jìn)料口加入至該雙螺桿 擠出機(jī)中，同時將配方量中的空心玻璃纖維通過該雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)進(jìn)料口加入至該雙螺 桿擠出機(jī)中，擠出并冷卻、干燥、切粒。
[0017] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度為210?230°C，二區(qū) 溫度為220?240°C，三區(qū)溫度為220?240°C，四區(qū)溫度為220?240°C，五區(qū)溫度為230? 250°C，六區(qū)溫度為240?260°C，七區(qū)溫度為230?250°C，八區(qū)溫度為220?240°C，九區(qū) 溫度為200?220°C;所述的雙螺桿擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)速為250?350轉(zhuǎn)/分鐘。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是：
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明聚酰胺組合物在制備配方中加入空心玻璃纖維，能夠在 改善材料機(jī)械性能的同時材料的密度降低，比普通無堿玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺材料重量減輕 10%?30%。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明聚酰胺組合物在制備配方中加入空心玻璃纖維，由于空 心玻璃纖維的特殊結(jié)構(gòu)也賦予了材料良好的介電性能和隔音降噪功能。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明聚酰胺組合物在制備配方中加入空心玻璃纖維，由于空 心玻璃纖維導(dǎo)熱系數(shù)低的特性，使材料具有良好的隔熱性能。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明聚酰胺組合物比采用空心玻璃微珠或者空心陶瓷微珠改 性聚酰胺材料在拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量等性能上均有顯著提高和改善。

【具體實施方式】
[0023] 以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明作詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實施例， 即但凡以本發(fā)明申請專利范圍及說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明 專利涵蓋范圍之內(nèi)。
[0024] 以下實施例和對比例中，聚酰胺樹脂選自PA6、PA66中的一種或多種的混合物， 如PA6可選擇古比雪夫氮工程塑料有限公司生產(chǎn)和銷售的V0LGAMID25、V0LGAMID27， PA66可選擇河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司生產(chǎn)的EPR27和美國首諾公司生產(chǎn)和銷售的 50BWFS等；空心玻璃纖維選用美國0CF玻纖公司的HollexS-2高強(qiáng)空心玻璃纖維；玻璃 纖維選用巨石集團(tuán)生產(chǎn)的ECS11-4. 5-560A;空心玻璃微珠，牌號S32,美國3M公司生產(chǎn)；馬 來酸酐接枝P0E選自海爾科化生產(chǎn)的KHEP- 680C3 ;抗氧劑選用汽巴公司生產(chǎn)和銷售的 IRGAN0X1098和美國雅寶公司生產(chǎn)和銷售的AT-626 ;偶聯(lián)劑選用市售的牌號為KH550的氨 基娃燒偶聯(lián)劑。
[0025] 實施例1 :
[0026]稱取45KGPA6V0LGAMID25、40KGPA66 50BWFS、10KG空心玻璃纖維、2KG馬來酸酐 接枝P0E、2KG偶聯(lián)劑、0. 7KG抗氧劑1098、0. 3KG抗氧劑AT-626。將上述PA6、PA66、馬來酸 酐接枝P0E、抗氧劑、偶聯(lián)劑在高速混合器中混合均勻；然后將該混合物料從雙螺桿擠出機(jī) 的主進(jìn)料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，將空心玻璃纖維通過雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)進(jìn)料口加入雙螺 桿擠出機(jī)中，擠出后冷卻、干燥、切粒。雙螺桿擠出機(jī)的加工條件為：一區(qū)溫度220°C，二區(qū) 溫度230°C，三區(qū)溫度240°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度250°C，六區(qū)溫度250°C，七區(qū)溫度 245°C，八區(qū)溫度235°C，九區(qū)溫度220°C;主機(jī)轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0027] 實施例2:
[0028]稱取40KGPA6V0LGAMID25、20KGPA66 50BWFS、30KG空心玻璃纖維、6KG馬來酸酐 接枝P0E、0. 5KG抗氧劑1098、0. 5KG抗氧劑AT-626,3KG偶聯(lián)劑。將上述PA6、PA66、馬來酸 酐接枝P0E、抗氧劑、偶聯(lián)劑等在高速混合器中混合均勻；然后將混合物料從雙螺桿擠出機(jī) 的主進(jìn)料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，將空心玻璃纖維通過雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)進(jìn)料口加入雙螺 桿擠出機(jī)中，擠出后冷卻、干燥、切粒。雙螺桿擠出機(jī)的加工條件為：一區(qū)溫度220°C，二區(qū) 溫度230°C，三區(qū)溫度240°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度250°C，六區(qū)溫度250°C，七區(qū)溫度 245°C，八區(qū)溫度235°C，九區(qū)溫度220°C;主機(jī)轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0029] 實施例3:
[0030] 稱取60KGPA6V0LGAMID27、25KG空心玻璃纖維、9KG馬來酸酐接枝P0E、0. 5KG抗 氧劑1098、0. 5KG抗氧劑AT-626,5KG偶聯(lián)劑。將上述PA6、馬來酸酐接枝P0E、抗氧劑、偶 聯(lián)劑等在高速混合器中混合均勻；然后將混合物料從雙螺桿擠出機(jī)的主進(jìn)料口加入雙螺桿 擠出機(jī)中，將空心玻璃纖維通過雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)進(jìn)料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出后冷 卻、干燥、切粒。雙螺桿擠出機(jī)的加工條件為：一區(qū)溫度220°C，二區(qū)溫度230°C，三區(qū)溫度 240°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度250°C，六區(qū)溫度250°C，七區(qū)溫度245°C，八區(qū)溫度235°C， 九區(qū)溫度220°C;主機(jī)轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0031] 實施例4:
[0032] 稱取50KGPA66EPR27、40KG空心玻璃纖維、6KG馬來酸酐接枝P0E、0. 7KG抗氧劑 1098、0. 3KG抗氧劑AT-626,3KG偶聯(lián)劑。將上述PA66、馬來酸酐接枝P0E、抗氧劑、偶聯(lián)劑 等在高速混合器中混合均勻；然后將該混合物料從雙螺桿擠出機(jī)主進(jìn)料口加入雙螺桿擠出 機(jī)中，將空心玻璃纖維通過雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)進(jìn)料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出后冷卻、干 燥、切粒。雙螺桿擠出機(jī)的加工條件為：一區(qū)溫度220°C，二區(qū)溫度230°C，三區(qū)溫度240°C， 四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度250°C，六區(qū)溫度250°C，七區(qū)溫度245°C，八區(qū)溫度235°C，九區(qū)溫 度220°C;主機(jī)轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0033] 實施例5 :
[0034]稱取 15KGPA6V0LGAMID25、30KGPA66EPR27、35KG空心玻璃纖維、5KG馬來酸酐 接枝P0E、0. 5KG抗氧劑1098、0. 5KG抗氧劑AT-626,4KG偶聯(lián)劑。將上述PA、PA66、馬來酸酐 接枝P0E、抗氧劑、偶聯(lián)劑等在高速混合器中混合均勻；然后將該混合物料從雙螺桿擠出機(jī) 主進(jìn)料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，將空心玻璃纖維通過雙螺桿擠出機(jī)側(cè)進(jìn)料口加入雙螺桿擠 出機(jī)中，擠出后冷卻、干燥、切粒。雙螺桿擠出機(jī)的加工條件為：一區(qū)溫度220°C，二區(qū)溫度 230°C，三區(qū)溫度240°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度250°C，六區(qū)溫度250°C，七區(qū)溫度245°C， 八區(qū)溫度235°C，九區(qū)溫度220°C;主機(jī)轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0035] 對比例1 :
[0036]稱取 40KGPA6V0LGAMID25、20KGPA66 50BWFS、30KG玻璃纖維 560A、6KG馬來酸 酐接枝P〇E、0. 5KG抗氧劑1098、0. 5KG抗氧劑AT-626,3KG偶聯(lián)劑。將上述PA6、PA66、馬來 酸酐接枝P0E、抗氧劑、偶聯(lián)劑等在高速混合器中混合均勻；然后將混合物料從主進(jìn)料口加 入雙螺桿擠出機(jī)中，將玻璃纖維在通過側(cè)進(jìn)料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出后冷卻、干燥、 切粒。雙螺桿擠出機(jī)的加工條件為：一區(qū)溫度220°C，二區(qū)溫度230°C，三區(qū)溫度240°C，四 區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度250°C，六區(qū)溫度250°C，七區(qū)溫度245°C，八區(qū)溫度235°C，九區(qū)溫度 220°C;主機(jī)轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0037] 對比例2 :
[0038]稱取40KGPA6V0LGAMID25、20KGPA66 50BWFS、30KG空心玻璃微珠、6KG馬來酸酐 接枝P0E、0. 5KG抗氧劑1098、0. 5KG抗氧劑AT-626,3KG偶聯(lián)劑。將上述PA6、PA66、馬來酸 酐接枝P0E、空心玻璃微珠、抗氧劑、偶聯(lián)劑等在高速混合器中混合均勻；然后將混合物料 從主進(jìn)料口加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出后冷卻、干燥、切粒。雙螺桿擠出機(jī)的加工條件為：一 區(qū)溫度220°C，二區(qū)溫度230°C，三區(qū)溫度240°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度250°C，六區(qū)溫度 250°C，七區(qū)溫度245°C，八區(qū)溫度235°C，九區(qū)溫度220°C;主機(jī)轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0039] 將制備好的粒料放入鼓風(fēng)烘箱中，在120°C條件下烘干4h，然后將干燥好的粒料 在注射成型機(jī)中注射成型樣條。注射成型模具溫度為90°C。本發(fā)明所得聚酰胺組合物的性 能測試標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
[0040] 表1材料物理機(jī)械性能的測試項目及對應(yīng)的測試方法
[0041]

【權(quán)利要求】
1. 一種聚酰胺組合物，其特征在于，由以下質(zhì)量份數(shù)配比的組分組成： 聚酰胺樹脂 45-85份； 空心玻璃纖維 10-40份； 其他助劑 1-15份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺組合物，其特征在于：所述的聚酰胺樹脂為PA6、PA66 中的一種或其混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺組合物，其特征在于：所述空心玻璃纖維具有環(huán)形截 面，其空心度為10 %?65 %，直徑為10?70 iim。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的聚酰胺組合物，其特征在于：所述其他助劑選自 沖擊改性劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑中的一種或者其混合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚酰胺組合物，其特征在于：所述沖擊改性劑為馬來酸酐接 枝POE，接枝率為0.8?1.2。
6. 根據(jù)【權(quán)利要求】
4所述的聚酰胺組合物，其特征在于：所述抗氧劑為 N，N' -雙-(3- (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙?；┘憾放c雙（2. 4-二叔丁基苯基） 季戊四醇二亞磷酸酯復(fù)合物。
7. 根據(jù)【權(quán)利要求】
4所述的聚酰胺組合物，其特征在于：所述偶聯(lián)劑為含氨基的硅烷偶 聯(lián)劑。
8. -種根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的聚酰胺組合物的制備方法，其特征在于：將配方量中的聚酰胺樹脂、其他助劑在高速混合器中混合均勻，然后將其從雙螺桿擠出機(jī) 的主進(jìn)料口加入至該雙螺桿擠出機(jī)中，同時將配方量中的空心玻璃纖維通過該雙螺桿擠出 機(jī)的側(cè)進(jìn)料口加入至該雙螺桿擠出機(jī)中，擠出并冷卻、干燥、切粒。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚酰胺組合物的制備方法，其特征在于：所述的雙螺桿擠出 機(jī)的一區(qū)溫度為210?230°C，二區(qū)溫度為220?240°C，三區(qū)溫度為220?240°C，四區(qū)溫 度為220?240°C，五區(qū)溫度為230?250°C，六區(qū)溫度為240?260°C，七區(qū)溫度為230? 250°C，八區(qū)溫度為220?240°C，九區(qū)溫度為200?220°C ;所述的雙螺桿擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn) 速為250?350轉(zhuǎn)/分鐘。
【文檔編號】C08L77/06GK104448804SQ201410765113
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】張現(xiàn)軍, 田晉麗, 張永, 梁惠強(qiáng), 金學(xué)峰, 周華龍 申請人:江蘇金發(fā)科技新材料有限公司, 天津金發(fā)新材料有限公司