一種低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)pa6材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料，按重量份計(jì)，由下列組分組成：PA6樹脂為56～78份；玻璃纖維為15～30份；復(fù)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(qiáng)PA6材料與傳統(tǒng)技術(shù)制備的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料相比，本發(fā)明采用特定相對(duì)粘度和質(zhì)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(zhì)量比的超細(xì)滑石粉與鈦白粉的混合物作為復(fù)合改性劑，特定質(zhì)量比的LLDPE?g?MAH與POE?g?GMA的混合物作為增韌劑，特定質(zhì)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(qiáng)PA6材料不僅具有優(yōu)良的物理機(jī)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(qiáng)PA6材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種玻璃纖維增強(qiáng)材料，尤其是涉及一種低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6 材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 尼龍作為工程塑料，與其他塑料相比，有著顯著的優(yōu)點(diǎn)。首先，它屬于結(jié)晶塑料，質(zhì) 地堅(jiān)韌，具有良好的物理機(jī)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(shù)低、磨損小，可作為自潤滑材料，可用其制備各種傳動(dòng)零部件:此外，尼龍還具有優(yōu) 良的耐化學(xué)腐蝕性、電性能、易成型加工等多方面優(yōu)點(diǎn)。但尼龍作為結(jié)構(gòu)件，由于它吸濕性 大、蠕變大、耐熱性低、成型收縮率大、尺寸穩(wěn)定性差等原因，限制了其使用范圍。采用玻璃 纖維對(duì)其增加改性，可大幅度改善上訴缺點(diǎn)，擴(kuò)大其使用范圍。一般來說，經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng) 改性后的尼龍，拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)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(qiáng)的四分之一或者更低。
[0003] 就玻璃纖維增強(qiáng)尼龍而言，較常用的方法有短切玻璃纖維增強(qiáng)和長玻璃纖維增 加。
[0004] 短切玻璃纖維增強(qiáng)尼龍具有較好的產(chǎn)品表面和物理機(jī)械性能，但其成本相對(duì)較 高，也需添置側(cè)向喂料裝置，而且，短切玻璃纖維與人體接觸時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致皮膚過敏，發(fā)癢、 長瘡，因此，國內(nèi)很多改性工廠較難接受。
[0005] 長玻璃纖維增強(qiáng)尼龍則是將連續(xù)長玻璃纖維從擠出機(jī)自然排氣加入，通過螺桿的 傳動(dòng)和螺紋元件的嚙合作用，使玻璃纖維被自動(dòng)卷入擠出機(jī)機(jī)筒。長玻璃纖維增強(qiáng)尼龍具 有成本低、易擠出等優(yōu)點(diǎn)，受到國內(nèi)廣大改性工廠的青睞。但是，它也存在一個(gè)致命缺點(diǎn)，即 是玻璃纖維在尼龍中的分散性較差、取向性較嚴(yán)重，從而導(dǎo)致產(chǎn)品表面出現(xiàn)浮纖，影響外觀 和視覺美感。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料，解決傳統(tǒng)長 玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料易產(chǎn)生浮纖，玻璃纖維取向性嚴(yán)重，縱橫收縮不均等缺點(diǎn)。
[0007] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料，按重量份計(jì)， 由下列組分組成:PA6樹脂為56~78份;玻璃纖維為15~30份;復(fù)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(jìn)一步地，所述PA6樹脂為質(zhì)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(jìn)一步地，所述有光PA6樹脂與半消光PA6樹脂的相對(duì)粘度為2.4~2.5。
[0010] 進(jìn)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(jìn)一步地，所述復(fù)合改性劑為質(zhì)量比為9:1的超細(xì)滑石粉與鈦白粉的混合物。
[0012] 進(jìn)一步地，所述超細(xì)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(shí)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(jìn)一步地，所述增韌性劑為質(zhì)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(jìn)一步地，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)。
[0015]進(jìn)一步地，所述潤滑劑為質(zhì)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(jìn)一步地，所述抗氧劑為質(zhì)量比為1:2的抗氧劑1098與抗氧劑168的混合物。
[0017] 本發(fā)明與傳統(tǒng)技術(shù)相比較，其具有以下有益效果：
[0018] 與傳統(tǒng)技術(shù)制備的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料相比，本發(fā)明采用特定相對(duì)粘度和質(zhì)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(zhì)量比的超 細(xì)滑石粉與鈦白粉的混合物作為復(fù)合改性劑，特定質(zhì)量比的LLDPE-g-MAH與POE-g-GMA的混 合物作為增韌劑，特定質(zhì)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(qiáng)PA6材料不僅具有優(yōu)良的物理機(jī)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(shí)施方式】
[0019] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施方式， 對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解為，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅僅用以解釋本 發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020] 實(shí)施例1:
[0021 ]準(zhǔn)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(huì)美達(dá)錦綸股份有限公司的有光PA6樹脂，相對(duì)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(duì)粘度2.45 ;ER13-2000-910 為巨石集團(tuán)有限公司的無堿無捻粗紗，單絲直徑為13微米;復(fù)合性改劑為質(zhì)量比為9:1的超 細(xì)滑石粉與鈦白粉的混合物，超細(xì)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(shí)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(jìn)行加工：
[0027] 首先將PA6樹脂、復(fù)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(jī) 中混合2分鐘，然后將其混合物加入TSE 65B型雙螺桿擠出機(jī)料斗，在溫度230°C_250°C條件 下，啟動(dòng)雙螺桿擠出機(jī)，待雙螺桿擠出機(jī)機(jī)頭穩(wěn)定擠出物料時(shí)，從自然排氣口加入玻璃纖 維，再待雙螺桿擠出機(jī)機(jī)頭穩(wěn)定擠出含玻纖的物料時(shí)，經(jīng)牽引、冷卻、風(fēng)干和切粒等過程即 制得低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料的成品，溫度設(shè)置為：一區(qū)230°C、二區(qū)235°C、三區(qū)240 。(：、四區(qū)240°C、五區(qū)245°C、六區(qū)245°C、七區(qū)250°C、八區(qū)250°C、九區(qū)245°C、機(jī)頭245°C。 [0028] 實(shí)施例2:
[0029] 表2
[0030]
[0031] 將表2中的各原料按實(shí)施例1的方法進(jìn)行加工，即得低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材 料的成品。
[0032] 實(shí)施例3:
[0033] 表 3
[0034]

[0035] 將表3中的各原料按實(shí)施例1的方法進(jìn)行加工，即得低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材 料的成品。
[0036] 實(shí)施例4:
[0037] 表 4
[0038]
[0039] 將表4中的各原料按實(shí)施例1的方法進(jìn)行加工，即得低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材 料的成品。
[0040] 對(duì)比例1:
[00411將PA6M2500全部換成PA6M2800,其他原料全部與實(shí)施例1相同，按實(shí)施例1的方法 進(jìn)行加工，即得玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料的成品，其中PA6M2800為廣東新會(huì)美達(dá)錦綸股份有限 公司的中粘度PA6樹脂，其相對(duì)粘度為2.83。
[0042] 對(duì)比例2:
[0043] 將PA6YH-402SD全部換成PA6YH-703SD，其他原料全部與實(shí)施例1相同，按實(shí)施例1 的方法進(jìn)行加工，即得玻璃纖維增強(qiáng)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(duì)粘度為2.73。
[0044] 對(duì)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(shí)施例1 相同，按實(shí)施例1的方法進(jìn)行加工，即得玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料的成品，其中EDR14-2000-988A為巨石集團(tuán)有限公司的單絲直徑為14微米的無堿無捻粗紗。
[0046] 對(duì)比例4:
[0047] 將復(fù)合改性劑中的超細(xì)滑石粉與鈦白粉的質(zhì)量比變?yōu)?:5,其他原料全部與實(shí)施 例1相同，按實(shí)施例1的方法進(jìn)行加工，即得玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料的成品。
[0048] 對(duì)比例5:
[0049]將PA M2500全部換成PA6YH-402SD，其他原料全部與實(shí)施例1相同，按實(shí)施例1的方 法進(jìn)行加工，即得玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料的成品。
[0050] 對(duì)比例6:
[00511將PA6YH-402SD全部換成PA M2500,其他原料全部與實(shí)施例1相同，按實(shí)施例1的方 法進(jìn)行加工，即得玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料的成品。
[0052]將上述所有實(shí)施例與對(duì)比例加工所得的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料，取樣并在室溫23 °C條件下，按以下方法進(jìn)行測(cè)試，拉伸強(qiáng)度按照ASTM D638-2010標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試；彎曲模量按照 ASTM D790-2010標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試;懸梁臂缺口沖擊強(qiáng)度按照ASTM D256-2010標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試;融指數(shù)按 照ASTM D1238-2010標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試；灰份按照ASTM D2584-2010標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。
[0053]物理性能測(cè)試結(jié)果見下表5:
[0054] 表 5
[0055]
[0056] 由表5可知，實(shí)施例1-4采用本發(fā)明配方生產(chǎn)的低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料，在 30 %玻璃纖維含量下，拉伸強(qiáng)度最低為168.3MPa，彎曲模量最低為6875.3MPa，懸臂梁缺口 沖擊強(qiáng)度最低為123.2J/m，融指數(shù)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(qiáng)度最低為124.2MPa，彎曲模量最低為5078.2MPa，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度最 低為93.7J/m，融指數(shù)最低為14.6g/10min，表面有非常低的浮纖.
[0057] 然而，對(duì)比例1中僅將PA6M2500全部換成PA6M2800，與實(shí)施例1相比，雖然只是拉伸 強(qiáng)度降低6.5MPa，缺口沖擊強(qiáng)度降低5.7J/m，融指數(shù)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(duì)比例2中僅是將PA6YH-402SD全部換成PA6YH-703SD， 與實(shí)施例1相比，雖然只是拉伸強(qiáng)度降低5. IMPa，缺口沖擊強(qiáng)度降低2.9J/m，融指數(shù)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(duì)比例3中僅是將 ER13-2000-910全部換成EDR14-2000-988A，與實(shí)施例1相比，雖然只是拉伸強(qiáng)度降低6MPa， 缺口沖擊強(qiáng)度降低4.9 J/m，融指數(shù)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(duì)比例4中僅是將復(fù)合改性劑中的超細(xì)滑石粉與鈦白粉的質(zhì)量比變?yōu)?: 5,與實(shí)施例1相比，雖然只是融指數(shù)降低0.2g/10min，而且表面有非常低的浮纖，但是拉伸 強(qiáng)度降低84.6MPa，缺口沖擊強(qiáng)度降低5 6 J/m，彎曲模量降低219 2.8MPa ;對(duì)比例5中僅將 PA6M2500全部換成PA6YH-402SD，與實(shí)施例1相比，雖然融指數(shù)提高了3g/10min，而且表面有 很低的浮纖，但是拉伸強(qiáng)度降低14.6MPa，缺口沖擊強(qiáng)度降低15J/m，彎曲模量卻降低 324.8MPa;對(duì)比例6中僅將PA6YH-402SD全部換成PA6M2500,與實(shí)施例1相比，雖然只是拉伸 強(qiáng)度降低5.6MPa，彎曲模量降低123.8MPa，融指數(shù)降低1.5g/10min，缺口沖擊強(qiáng)度降低8J/ m，但是表面浮纖卻比實(shí)施例1高。
[0058]由上述可知，采用本發(fā)明所述特殊配方所制備的低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料， 可同時(shí)滿足優(yōu)異的物料機(jī)械性能和良好的表面外觀，與傳統(tǒng)的技術(shù)制備的玻璃纖維增強(qiáng) PA6材料相比，浮纖得以大幅度改善和降低。
[0059]上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu) 思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的 技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù) 內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料，其特征在于:按重量份計(jì)，由下列組分組成： PA6樹脂 56~78份 玻璃纖維 15~30份 復(fù)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料，其特征在于:所述PA6樹 脂為質(zhì)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(jù)權(quán)利要求2所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)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(duì)粘度為2.4~2.5。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料，其特征在于:所述復(fù)合 改性劑為質(zhì)量比為9:1的超細(xì)滑石粉與鈦白粉的混合物。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料，其特征在于:所述超細(xì) 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(shí)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料，其特征在于:所述增韌 性劑為質(zhì)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料，其特征在于:所述潤滑 劑為質(zhì)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種低浮纖的玻璃纖維增強(qiáng)PA6材料，其特征在于:所述抗氧 劑為質(zhì)量比為1:2的抗氧劑1098與抗氧劑168的混合物。
【文檔編號(hào)】C08K5/20GK106009645SQ201610531454
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月6日
【發(fā)明人】劉志, 馬璐, 宋航
【申請(qǐng)人】溫州科力塑業(yè)有限公司