一种低挥发物的玻纤增强PA6复合材料及制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种低挥发物的玻纤增强PA6复合材料及制备方法。

背景技术

随着社会发展和人民生活水平的提高，对空气质量和人体健康越来越重视，随着2017年1月强制执行GB/T27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》，车内空气质量已经提出了明确的执行标准，主机厂和消费都对车内气味和VOC排放的关注度不断提高。PA6复合材料的低散发物有部分是有气味的，也有部分低散发物是没有气味的，低散发物来源于PA6复合材料的聚合、改性和成型三个阶段。原材料合成过程中的单体、催化剂、副产物、低聚物等的残留，改性过程中原料、助剂等的分解反应所产生的易挥发小分子化合物，注塑成型过程引起材料降解产生的小分子，都是气味和VOC的来源，所以，低散发物的改性塑料开发和应用是必然趋势。

传统的PA改性方法是将PA6切片加入双螺杆挤出机中加热重新熔融塑化，与各种改性剂在双螺杆挤出机中熔融共混、铸带冷却、风干、切粒、干燥、制备改性PA。传统改性方法中助剂有部分易挥发物，PA6切片及助剂经双螺杆挤出机加热融熔、剪切后，产生易挥发小分子化合物。

发明内容

为了解决现有技术玻纤增强PA6复合材料气味和VOC排放的问题，本发明直接将己内酰胺聚合PA6熔体计量加入双螺杆挤出机，与玻纤及所需助剂共混挤出，采用多段真空去除熔体中部分单体和低聚物，然后将粒料用热水进行连续萃取进一步除去小分子化合物，得到低挥发物的玻纤增强PA6复合材料。

一种低挥发物的玻纤增强PA6复合材料制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将PA6熔体、玻璃纤维及所需助剂加入双螺杆挤出机，共混挤出；

步骤二：多段真空脱挥，所收集的单体、低聚物进入回收系统使用；

步骤三：铸带水冷、风干、切粒；

步骤四：料粒自上而下连续进入萃取塔，热的脱盐水自下而上对料粒逆流萃取，萃取水从塔顶流出至萃取水罐，萃取水中的单体、低聚物经浓缩回收使用；

步骤五：经连续萃取过的湿料粒连续送入干燥塔干燥，得到低挥发物的玻纤增强PA6复合材料；

优选的，步骤一中双螺杆挤出机的加工温度为200～260℃，螺杆转速为200～1000rpm。

优选的，步骤二中真空脱挥的真空度为-0.01～-0.1MPa。

优选的，步骤四中的热的脱盐水温度为70～150℃。

优选的，步骤五中连续萃取时间为5～30小时。

一种低挥发物的玻纤增强PA6复合材料，低挥发物的玻纤增强PA6复合材料的原料包括以下质量份的组分：PA6熔体：5～94份，分子量8000～30000；玻璃纤维：5～80份；抗氧剂：0.1～2份；润滑剂：0.1～2份；相容剂：0.5～10份；偶联剂：0.1～1份。

优选的，玻璃纤维为连续纤维或短纤之一，直径为5～17μm；所述抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类中的一种或多种；所述润滑剂为硬脂酸盐类、酯类、乙撑双硬酯酰胺类、蜡类、硅酮类中的一种或多种。

优选的，相容剂为马莱酸酐接枝的POE、PE、EPDM中的一种或多种；所述偶联剂为氨基硅烷类、环氧硅烷类、乙烯基硅烷类、酰基硅烷类、烷基硅烷类中的一种或多种。

优选的，PA6熔体是直接从已内酰胺聚合管出来的，PA6熔体的分子量为8000～30000。

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

本发明在双螺杆挤出机中采用多段真空脱挥方法，可以除去材料中的60％以上的单体和低聚物，可以大大缩短下一步萃取的时间；采用热水连续萃取可以将材料中的小分子化合物充分萃取掉。本发明能够很好的去除材料中的小分子化合物，使产品更纯净，气味和挥发物更低，有利于健康环保。

附图说明

图1为本发明一种低挥发物的玻纤增强PA6复合材料制备方法过程示意图；

图2为传统方法PA6改性工艺过程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：一种低挥发物的玻纤增强PA6复合材料，复合材料的原料包括以下质量份的组分：PA6熔体：5～94份，分子量8000～30000；玻璃纤维：5～80份；抗氧剂：0.1～2份；润滑剂：0.1～2份。；相容剂：0.5～10份；偶联剂：0.1～1份。

进一步的，玻璃纤维为连续纤维或短纤，直径为5～17μm；抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类中的一种或多种；润滑剂为硬脂酸盐类、酯类、乙撑双硬酯酰胺类、蜡类、硅酮类中的一种或多种。

进一步的，相容剂为马莱酸酐接枝的POE、PE、EPDM中的一种或多种；偶联剂为氨基硅烷类、环氧硅烷类、乙烯基硅烷类、酰基硅烷类、烷基硅烷类中的一种或多种。

进一步的，PA6熔体是直接从已内酰胺聚合管出来的，PA6熔体的分子量为8000～30000。

实施例1：

一种低挥发物的玻纤增强PA6复合材料制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将PA6熔体、玻璃纤维及所需助剂加入双螺杆挤出机，共混挤出；双螺杆挤出机的加工温度分为九段分别为200℃、220℃、230℃、240℃、240℃、240℃、250℃，250℃、260℃，螺杆转速为300rpm；

步骤二：多段真空脱挥，真空度为-0.07MPa；所收集的单体、低聚物进入回收系统使用；

步骤三：铸带水冷、风干、切粒；

步骤四：料粒自上而下连续进入萃取塔，120℃的脱盐水自下而上对料粒逆流萃取，萃取水从塔顶流出至萃取水罐，萃取水中的单体、低聚物经浓缩回收使用；

步骤五：经连续萃取10小时后的湿料粒连续送入干燥塔干燥，得到低挥发物的玻纤增强PA6复合材料。

实施例2：

一种低挥发物的玻纤增强PA6复合材料制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将PA6熔体、玻璃纤维及所需助剂加入双螺杆挤出机，共混挤出；双螺杆挤出机的加工温度分为九段分别为230℃、240℃、240℃、240℃、240℃、250℃、250℃，250℃、250℃，螺杆转速为700rpm；

步骤二：多段真空脱挥，真空度为：-0.09MPa；所收集的单体、低聚物进入回收系统使用；

步骤三：铸带水冷、风干、切粒；

步骤四：料粒自上而下连续进入萃取塔，130℃的脱盐水自下而上对料粒逆流萃取，萃取水从塔顶流出至萃取水罐，萃取水中的单体、低聚物经浓缩回收使用；

步骤五：经连续萃取5小时后的湿料粒连续送入干燥塔干燥，得到低挥发物的玻纤增强PA6复合材料。

实施例3：

一种低挥发物的玻纤增强PA6复合材料制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将PA6熔体、玻璃纤维及所需助剂加入双螺杆挤出机，共混挤出；双螺杆挤出机的加工温度分为九段分别为240℃、240℃、230℃、230℃、240℃、240℃、250℃，250℃、260℃℃，螺杆转速为900rpm；

步骤二：多段真空脱挥，真空度为-0.05MPa；所收集的单体、低聚物进入回收系统使用；

步骤三：铸带水冷、风干、切粒；

步骤四：料粒自上而下连续进入萃取塔，80℃的脱盐水自下而上对料粒逆流萃取，萃取水从塔顶流出至萃取水罐，萃取水中的单体、低聚物经浓缩回收使用；

步骤五：经连续萃取15小时后的湿料粒连续送入干燥塔干燥，得到低挥发物的玻纤增强PA6复合材料。

在双螺杆挤出机中采用多段真空脱挥方法，可以除去材料中的60％以上的单体和低聚物，可以大大缩短下一步萃取的时间，采用热水连续萃取可以将材料中的小分子化合物充分萃取掉，本制备方法能够很好的去除材料中的小分子化合物，使产品更纯净，气味和挥发物更低，有利于健康环保。

本实施例中各项性能的检测如下表1所示：

表1实施例的性能检测表

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。