一种玻纤增强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，具体涉及一种高分子材料改性的制备方法。

背景技术

PA具有优良的机械、耐热、耐磨等性能，经填充、增强、增韧、阻燃、导热、导电等改性后其性能可进一步提高，被广泛用于汽车、电子电气、包装、机械、家具、建材、运动和休闲用品、生活用品、玩具等行业。PA的品种繁多，有PA6、PA66、PAll、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010等，以及近几年开发的半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙等很多新品种。其中PA6又叫尼龙6、聚酰胺6、锦纶6，是一种高分子化合物。

目前技术传统的PA改性方法是将PA切片加入双螺杆中重新熔融塑化，与各种改性剂在双螺杆中熔融共混挤出、铸带冷却、风干、切粒、干燥、制备各种改性PA，而PA切片需要经过聚合、铸带冷却、切粒、萃取、干燥、包装、运输等过程，此方法有以下缺点：PA切片过程繁多且复杂、整个过程能耗较高，生产效率较低。

发明内容

为了解决现有技术PA切片过程繁多且复杂、整个过程能耗较高，生产效率较低的问题，本发明采用从已内酰胺聚合管出来的PA6熔体直接经双螺杆与玻璃纤维及所需助剂熔融共混、铸带冷却、风干、切粒、萃取、干燥制得玻纤增强PA6复合材料。

一种玻纤增强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；玻璃纤维：5～80份；抗氧剂：0.1～2份；润滑剂：0.1～2份。

优选的，玻纤增强PA6复合材料的原料还包括以下质量份的组分：相容剂：0.5～10份；偶联剂：0.1～1份。

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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，玻纤增强PA6复合材料包括以下质量份的组分：PA6熔体：60～65份，分子量12000～18000；玻璃纤维：30～33份；相容剂：3～5份；抗氧剂：0.5份；润滑剂：1份；偶联剂：0.5份。

一种玻纤增强PA6复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：首先将相容剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂各组份按上述对应的质量份在高速混合器中混合，得到助剂混合物；

步骤二：将PA6熔体、助剂混合物、玻璃纤维按上述对应的质量份投入双螺杆挤出机中，经过熔融共混挤出铸带；

步骤三：铸带经冷却、风干、切粒、萃取、干燥，得到玻纤增强PA6复合材料；

优选的，步骤二中双螺杆挤出机的加工温度为200～260℃，螺杆转速为200～1000rpm，真空度-0.01～-0.1MPa。

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：

本发明是采用从已内酰胺聚合管出来的PA6熔体直接经双螺杆与玻纤及所需助剂熔融共混、铸带、冷却、风干、切粒、萃取、干燥制备玻纤增强PA6复合材料。无需传统玻纤增强PA6的切片再熔融工序，本发明减少了PA6切片再熔融过程，降低能耗，节能减排，实现碳中和。

附图说明

图1为本发明一种玻纤增强PA6复合材料及制备方法过程示意图；

图2为传统方法PA6切片制备过程示意图；

图3为传统方法PA6改性过程示意图。

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3，本发明提供一种技术方案：一种玻纤增强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；玻璃纤维：5～80份；抗氧剂：0.1～2份；润滑剂：0.1～2份。

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。

进一步的，玻纤增强PA6复合材料的原料还包括以下质量份的组分：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，玻纤增强PA6复合材料包括以下质量份的组分：PA6熔体：60～65份，分子量12000～18000；玻璃纤维：30～33份；相容剂：3～5份；抗氧剂：0.5份；润滑剂：1份；偶联剂：0.5份。

一种玻纤增强PA6复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：首先将相容剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂各组份按上述对应的质量份在高速混合器中混合，得到助剂混合物；

步骤二：将PA6熔体、助剂混合物、玻璃纤维按上述对应的质量份投入双螺杆挤出机中，经过熔融共混挤出铸带；

步骤三：铸带经冷却、风干、切粒、萃取、干燥，得到玻纤增强PA6复合材料。

进一步的，步骤二中双螺杆挤出机的加工温度为200～260℃，螺杆转速为200～1000rpm，真空度-0.01～-0.1MPa。

这种制备方法采用从已内酰胺聚合管出来的PA6熔体直接经双螺杆与玻纤及所需助剂熔融共混、铸带、冷却、风干、切粒、萃取、干燥制备玻纤增强PA6复合材料。无需传统玻纤增强PA6的切片再熔融工序，本发明减少了PA6切片再熔融过程，降低能耗，节能减排，实现碳中和。

实施例1：

一种玻纤增强PA6复合材料，包括以下质量份的组分：

PA6熔体：63份，分子量17000；

玻璃纤维：30份；

相容剂：5份；

偶联剂：0.5份；

抗氧剂：0.5份；

润滑剂：1份。

一种玻纤增强PA6复合材料的制备方法中步骤二的双螺杆挤出机的加工温度分为九段分别为200℃、230℃、240℃、240℃、240℃、240℃、250℃，250℃、260℃，螺杆转速为500rpm，真空度为-0.07MPa。

实施例2：

一种玻纤增强PA6复合材料，包括以下质量份的组分：

PA6熔体：6.9份，分子量8000；

玻璃纤维：80份；

相容剂：10份；

偶联剂：1份；

抗氧剂：0.1份；

润滑剂：2份。

一种玻纤增强PA6复合材料的制备方法中步骤二的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，真空度为-0.09MPa。

实施例3：

一种玻纤增强PA6复合材料，包括以下质量份的组分：

PA6熔体：92.3份，分子量30000；

玻璃纤维：5份；

相容剂：0.5份；

偶联剂：0.1份；

抗氧剂：2份；

润滑剂：0.1份。

一种玻纤增强PA6复合材料的制备方法中步骤二的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℃、250℃，螺杆转速为400rpm，真空度为-0.06MPa。

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

另外说明的是添加着色剂、成核剂、光稳定剂、抗静电剂、阻燃剂等功能助剂到该配方体系，使复合材料具有相应的特性，亦受本发明保护。

在其它类PA、PP、聚酯等高分子材料的聚合后期，采用熔体直接计量加入双螺杆中共混改性，也亦受本发明保护。

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。