| 专利名称： | 良表观耐高静压PA66复合材料组合物及制备方法 | ||
| 专利名称(英文)： | PA66 apparent yield of high static pressure-resistant composite material composition and preparation method | ||
| 专利号： | CN201610324100.9 | 申请时间： | 20160516 |
| 公开号： | CN105754336A | 公开时间： | 20160713 |
| 申请人： | 上海日之升科技有限公司 | ||
| 申请地址： | 201107 上海市闵行区纪高路1399号1幢 | ||
| 发明人： | 陈光伟; 张强; 周军杰; 娄小安; 路海冰; 孟成铭; 石巧英 | ||
| 分类号： | C08L77/06; C08L77/02; C08L51/06; C08K13/06; C08K9/06; C08K7/14 | 主分类号： | C08L77/06 |
| 代理机构： | 上海卓阳知识产权代理事务所(普通合伙) 31262 | 代理人： | 周春洪 |
| 摘要： | 本发明涉及一种良表观耐高静压PA66复合材料及其制备方法，所述的良表观耐高静压PA66复合材料重量百分比组成：PA66?21～71％，长碳链尼龙5～20％，玻璃纤维20～50％，相容剂3～8％，润滑剂0.2～0.5％，抗氧剂0.2～0.5％，偶联剂0.2～0.5％。将所述除玻璃纤维外的各组分放入高速混合机中混合8～15分钟，混好后的预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中，玻璃纤维从玻纤口加入一并挤出造粒。本发明制备的材料具有优异的综合力学性能、外观优良、抗静压性好且具有一定的耐磨性等特点，适用于要求良表观及高抗静压的部件，在汽车、高压水枪等领域有广泛的用途。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention relates to a high static pressure PA66 good apparent-resistant composite material and its preparation method, the PA66 apparent states good high static pressure-resistant composite material weight percentage : PA66 21-71%, long carbon chain nylon 5-20%, glass fiber 20-50%, compatilizer 3-8%, lubricant 0.2-0.5%, anti-oxidant 0.2-0.5%, coupling agent 0.2-0.5%. The de of the glass fiber component into high-speed mixer 8-15 minutes, after mixes of premix into the double-screw extruder in the main feeding port, glass fibers from glass fiber to be extrusion granulation. The material prepared in this invention has excellent comprehensive mechanical property, excellent appearance, anti-static pressure is good and the has certain wear resistance, and the like, suitable for good apparent and high static pressure part, in the automobile, such as high-pressure water gun has a wide use in the field. | ||
1.一种良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其特征在于，由如下重量 百分含量的各组分组成：
2.根据权利要求1所述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其特征 在于，所述相容剂为线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐LLDPE-g-MAH与高密度 聚乙烯接枝马来酸酐HDPE-g-MAH的质量比1:1的复配物，所述线性低密度 聚乙烯接枝马来酸酐的MAH接枝率为0.6％-1.0％，所述高密度聚乙烯接枝马 来酸酐的MAH接枝率为0.8-1.2％。
3.根据权利要求1所述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其特征 在于，所述PA66的特性粘度为2.1～3.8dL/g。
4.根据权利要求1所述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其特征 在于，所述长碳链尼龙为PA12、PA11、PA1010、PA1212中的一种或几种复配， 所述长碳链尼龙的相对分子量为12000-16000。
5.根据权利要求1所述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其特征 在于，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，所述玻璃纤维的表面经硅烷偶联剂浸泡 处理，玻纤单丝直径为4-17μm。
6.根据权利要求1所述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其特征 在于，所述偶联剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺。
7.根据权利要求1所述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其特征 在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配。
8.根据权利要求1所述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其特征 在于，所述润滑剂为褐煤蜡酸-乙二醇二酯、聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺中的一种 或几种。
9.根据权利要求1所述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物的制备方 法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、将所述PA66、长碳链尼龙在100℃下烘2～5小时； 步骤二、将除所述玻璃纤维外的其他组分放入高效混合机中混合8～15分 钟后出料，即形成预混料； 步骤三、将所述预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中，玻璃纤维从玻纤口 加入一并挤出造粒，螺杆机的转速为200～600转/分，温度为220～280℃。
1.一种良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其特征在于，由如下重量 百分含量的各组分组成：
2.根据权利要求1所述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其特征 在于，所述相容剂为线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐LLDPE-g-MAH与高密度 聚乙烯接枝马来酸酐HDPE-g-MAH的质量比1:1的复配物，所述线性低密度 聚乙烯接枝马来酸酐的MAH接枝率为0.6％-1.0％，所述高密度聚乙烯接枝马 来酸酐的MAH接枝率为0.8-1.2％。
3.根据权利要求1所述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其特征 在于，所述PA66的特性粘度为2.1～3.8dL/g。
4.根据权利要求1所述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其特征 在于，所述长碳链尼龙为PA12、PA11、PA1010、PA1212中的一种或几种复配， 所述长碳链尼龙的相对分子量为12000-16000。
5.根据权利要求1所述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其特征 在于，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，所述玻璃纤维的表面经硅烷偶联剂浸泡 处理，玻纤单丝直径为4-17μm。
6.根据权利要求1所述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其特征 在于，所述偶联剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺。
7.根据权利要求1所述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其特征 在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配。
8.根据权利要求1所述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其特征 在于，所述润滑剂为褐煤蜡酸-乙二醇二酯、聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺中的一种 或几种。
9.根据权利要求1所述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物的制备方 法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、将所述PA66、长碳链尼龙在100℃下烘2～5小时； 步骤二、将除所述玻璃纤维外的其他组分放入高效混合机中混合8～15分 钟后出料，即形成预混料； 步骤三、将所述预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中，玻璃纤维从玻纤口 加入一并挤出造粒，螺杆机的转速为200～600转/分，温度为220～280℃。
翻译：技术领域
本发明涉及耐静压尼龙制备领域，具体地说，是一种良表观耐高静压PA66 复合材料组合物及制备方法。
背景技术
聚己二胺己二酰(PA66)具有很好的刚性、耐化学品性、耐热性及自润滑 性等特点，是工程塑料最重要的品种之一，广泛用于汽车、电子电器和机械等 领域。但PA66极性大，易吸水，造成尺寸不稳定，性能下降，限制其使用。 通过填充玻璃纤维的手段可大幅提高PA66强度，同时降低其吸水率，但带来 玻纤外露、翘曲等影响外观的问题。
高压清洗机是通过动力装置使高压柱塞泵产生高压水来冲洗物体表面的 机器。清洗水枪是高压清洗机的重要组成部分，其不仅要求材料有很高的耐静 压强度、抗水解性好，还需外观优异，否则会影响水流在水枪中的流动，不利 于形成高压。目前PA66材料是高压清洗水枪的重要原料之一，因国内常规PA66 材料存在耐静压强度不高、外观差，水煮后性能下降明显等问题，严重影响高 压清洗机的发展。
中国专利文献CN102264839A公开了“具有浅缩痕和极佳表面外观的增 强聚酰胺组合物”，其通过一种无定形半芳族聚酰胺与两种半结晶聚酰胺复配， 与非圆形横截面玻璃纤维挤出改性，虽有极佳的表面外观，但不具有优异耐静 压性能，且材料成本较高。
但是关于一种良表观耐高静压PA66复合材料组合物及制备方法目前还未 见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的存在不足，提供一种良表观耐高静压 PA66复合材料组合物及制备方法。
本发明的第一方面，提供一种良表观耐高静压PA66复合材料组合物，所 述组合物由如下重量百分含量的各组分组成：
优选的，所述PA66的粘度为2.1-3.8Pa.S。
优选的，所述长碳链尼龙为PA12、PA11、PA1010、PA1212中的一种或几 种复配，所述长碳链尼龙的相对分子量为12000-16000。
优选的，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，所述玻璃纤维的表面经硅烷偶联 剂浸泡处理，玻纤单丝直径为4-17μm。
优选的，所述相容剂为线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐(LLDPE-g-MAH) 与高密度聚乙烯接枝马来酸酐(HDPE-g-MAH)的质量比1:1的复配物，所述 线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐的MAH接枝率为0.6％-1.0％，所述高密度聚 乙烯接枝马来酸酐的MAH接枝率为0.8-1.2％。由于相容剂的结构为抗渗透材 料(LLDPE、HDPE)接枝反应端基(MAH)，相容剂的MAH端基可以与玻 纤表面活性基团反应，相容剂的另一端抗渗透材料相当于在玻纤表面包裹上了 一层“雨衣”，可以隔离小分子水的作用，以防止水分子导致玻纤在基体中剥 离而导致材料力学性能的下降。相容剂中LLDPE-g-MAH与HDPE-g-MAH相 互协同，前者具有更高的抗渗透性，防止水分对力学性能的破坏；后者具有更 长的支链结构可以与尼龙分子链有更多的缠结作用，其作为玻纤与尼龙分子间 牢固的“桥梁”，提高玻纤基体树脂的结合力，进而提高力学性能。 LLDPE-g-MAH与HDPE-g-MAH的最优质量比为1:1。
优选的，所述偶联剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺。
优选的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配。
优选的，所述润滑剂为褐煤蜡酸-乙二醇二酯、聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺中 的一种或几种。
本发明的第二方面，提供上述的良表观耐高静压PA66复合材料组合物的 制备方法，包括如下步骤：
步骤一、将所述PA66、长碳链尼龙在100℃下烘2～5小时；
步骤二、将除所述玻璃纤维外的其他组分放入高效混合机中混合8～15分 钟后出料，即形成预混料；
步骤三、将所述预混料放入双螺杆挤出机主喂料口中，玻璃纤维从玻纤口 加入一并挤出造粒，螺杆机的转速为200～600转/分，温度为220～280℃。
本发明优点在于：
1、本发明是利用长碳链尼龙与PA66复配来影响PA66的结晶行为，通过 长碳链尼龙分子链阻碍PA66分子链的运动，减弱PA66分子链结晶行为，提 高非结晶区域的含量，从而提升玻璃纤维在非结晶区域的填充性，且随着相容 剂的加入，可加强PA66树脂与玻纤的包覆，降低玻纤在树脂表面的分布，从 而达到良表观的目的。
2、本发明是利用长碳链尼龙、相容剂与PA66复配来影响PA66的粘度， 因为材料的耐静压能力与树脂基体的粘度、树脂与玻纤的结合有关。本发明是 利用长碳链尼龙与PA66分子链的物理缠结作用，提高PA66树脂基体的粘度， 改善PA66树脂与玻纤的结合。另外，由于玻纤具有较高的吸水性，水分子相 当于小分子润滑剂，使得玻纤易于从基体中脱出，导致尼龙材料抗静压性下降。 通过引入LLDPE-g-MAH与HDPE-g-MAH复配的相容剂，发挥相容剂与玻纤 的化学结合作用。由于相容剂的结构为抗渗透材料(LLDPE、HDPE)接枝反 应端基(MAH)，相容剂的MAH端基可以与玻纤表面活性基团反应，相容剂 的另一端抗渗透材料相当于在玻纤表面包裹上了一层“雨衣”，可以隔离小分 子水的作用，以防止水分子导致玻纤在基体中剥离而导致材料力学性能的下降。 LLDPE-g-MAH与HDPE-g-MAH相互协同，前者具有更高的抗渗透性，防止 水分对力学性能的破坏；后者具有更长的支链结构可以与尼龙分子链有更多的 缠结作用，其作为玻纤与尼龙分子间牢固的“桥梁”，提高玻纤基体树脂的结 合力，进而提高力学性能。
3、本发明制备的PA66复合材料特别适用于要求良表观、耐高静压的高压 清洗机领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。以下实施例中 未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条 件，以下实施例所指含量均为重量百分含量。
实施例1～3
本实施例1～3涉及良表观耐高静压PA66复合材料组合物，其包含的各组 分及其用量见表1。其中，PA66树脂的粘度为3.2；长碳链尼龙选用PA12；玻 璃纤维选用无碱E玻纤，单丝直径4-17μm；相容剂是线性低密度聚乙烯接枝 马来酸酐共聚物；偶联剂是3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺；抗氧剂是重量比为 1:1的抗氧剂1098与抗氧剂168的复配物；润滑剂是硬脂酸酰胺。
制备时，按照表1中的重量百分数称取各原料，并将PA66、长碳链尼龙 在100℃烘4小时；除玻璃纤维外，将其他原料放入高效混合机中混合10分钟， 然后出料；将所得的预混料及玻璃纤维放入双螺杆机中挤出并水冷造粒，螺杆 机的转速为400转/分钟，温度为220～280℃。
所制备的良表观耐高静压PA66复合材料，按标准尺寸注塑成标准试条， 合金性能分别按标准进行测试，各项性能见表2。
对比例1～3
本对比例1～3涉及尼龙复合材料组合物，其包含的各组分及其用量见表1。 具体制备同实施例1～3。
制得的尼龙复合材料，按标准尺寸注塑成标准试条，合金性能分别按标准 进行测试，各项性能见表2。
表1实施例1-3与对比例1-3配方表
原料 实施例1 对比例1 实施例2 对比例2 实施例3 对比例3 PA66 46％ 56％ 46％ 54％ 41％ 71％ PA12 10％ 5％ 5％ 20％ 20％ 玻璃纤维 40％ 40％ 40％ 40％ 30％ 相容剂 3％ 3％ 8％ 8％ 8％ 偶联剂 0.2％ 0.2％ 0.2％ 0.2％ 0.2％ 0.2％ 抗氧剂 0.4％ 0.4％ 0.4％ 0.4％ 0.4％ 0.4％ 润滑剂 0.4％ 0.4％ 0.4％ 0.4％ 0.4％ 0.4％
表2实施例1-3与对比例1-3性能表
由表2可知：实施例1～3中长碳链尼龙和聚乙烯类接枝马来酸酐的加入 可有效改善PA66的表观及耐静压强度，可稳定满足静压强度测试要求(静压 强度一般要求≥50MPa)，长碳链尼龙与聚乙烯接枝马来酸酐具有协同效应。 对比例1～3制备的PA66材料表观一般或者耐静压强度不够，无法满足高压清 洗水枪部件性能要求。
实施例4～6
本实施例4～6涉及良表观耐高静压PA66复合材料组合物和对比例4，其 包含的各组分及其用量见表3。各组分的具体选择同实施例1。
制备时，按照表3中的重量百分数称取各原料，并将PA66、长碳链尼龙 在100℃烘4小时；除玻璃纤维外，将其他原料放入高效混合机中混合10分钟， 然后出料；将所得的预混料及玻璃纤维放入双螺杆机中挤出并水冷造粒，螺杆 机的转速为400转/分钟，温度为220～280℃。
所制备的良表观耐高静压PA66复合材料，按标准尺寸注塑成标准试条， 合金性能分别按标准进行测试，各项性能见表3。
表3实施例4-6及对比例4的配方及性能表
由表3可知，同样含量下，添加LLDPE-g-MAH的表观及耐静压强度略好 于添加POE-g-MAH的复合材料，且合金力学性能优于POE-g-MAH。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些 改进和补充也应视为本发明的保护范围。
