一种高刚性高强度锦纶及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高刚性高强度锦纶及其制备工艺。本发明专利技术的高刚性高强度锦纶，按重量份计，包括以下原料：40～70份锦纶树脂、20～30份玻璃纤维、1～5份碳纤维、0.5～2份无机晶须、1～10份偶联剂、0.5～1份抗氧剂。原料中添加了玻璃纤维、碳纤维、无机晶须作为增强材料，通过控制三种添加材料的用量，在偶联剂的作用下很好地分散在锦纶树脂中，三者相互协同共同提高了锦纶材料的刚性和强度。本发明专利技术的制备工艺简单，便于批量生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锦纶
，尤其涉及一种高刚性高强度锦纶及其制备工艺。
技术介绍
锦纟仑，学名聚酰胺纤维，俗称尼龙（Nylon)，英文名称Polyamide(简称PA)，锦给是 聚酰胺纤维的商品名称，密度I. 15g/cm3,是分子主链上含有重复酰胺基团（一NHCO-）的 热塑性树脂总称。主要品种有锦纶6和锦纶66。锦纶具有良好的综合性能，包括力学性能、 耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工， 适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，以此提高材料性能和扩大应用范围。 玻纤增强锦纶具有较高的机械强度，耐磨性和耐腐蚀性优良，传统玻纤增强材料 的玻纤含量一般在50%以下，能够满足一般塑料制品的要求，但相对于金属材料超高的强 度和尺寸稳定性来言，传统玻纤增强锦纶还不能够达到以塑代钢的目的。一般来说，玻璃纤 维含量越高，尼龙的力学性能越高，近年来，市场上出现的一些高刚性尼龙，就是玻璃纤维 含量高的增强尼龙，最高含量可达到60%。但实际生产中应根据市场需要来确定玻璃纤维 的含量。玻璃纤维含量太高时，对设备的磨损更严重，缩短螺杆的使用寿命。另外，玻璃纤 维含量对熔体流动性能有较大影响。随着玻璃纤维含量的增加，产品的流动性下降，因而为 成型加工带来一定的不利影响，对于大型、复杂结构的制件必须考虑如何保证物料加工的 流动性，同时，还应改变加工工艺，以满足制品的要求。玻纤含量太大时，材料的冲击韧性下 降，材料变脆，影响其使用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种高刚性高强度锦纶，本发 明制备的锦纶具有优良的力学性能，刚性高、强度高。 为达此目的，本专利技术采用以下技术方案： -种高刚性高强度锦纶，按重量份计，包括以下原料： 40~70份锦纶树脂，例如40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份；20~30 份玻璃纤维，例如20份、21份、22份、25份、27份、29份、30份；1~5份碳纤维，例如1份、 2份、3份、4份、5份；0. 5~2份无机晶须，例如0. 5份、0. 8份、0. 9份、1份、1. 5份、1. 6份、 1. 8份、2份；1~10份偶联剂，例如1份、3份、4份、6份、7份、8份、10份；0. 5~1份抗氧 剂，例如0. 5份、0. 6份、0. 8份、0. 9份、1份。 玻璃纤维增强锦纶材料是较为常用的纤维增强改性方法。玻璃纤维具有高强度、 耐候、耐热、绝缘性好等特点，与其它纤维相比较，玻璃纤维的价格低廉，是廉价髙性能增强 材料。一般采用含碱金属氧化物在2%以下的无碱玻纤。玻纤组成不同，强度和模量也不相 同。玻璃纤维的主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等，根据玻璃 中碱含量的多少，可分为无碱玻璃纤维（氧化钠〇%~2%，属铝硼硅酸盐玻璃）、中碱玻璃 纤维（氧化钠8%~12%，属含硼或不含硼的钠钙硅酸盐玻璃）和高碱玻璃纤维（氧化钠 13%以上，属钠钙硅酸盐玻璃）。如直径为5ym的纤维，无碱玻纤的抗张强度为2000MPa， 而中碱玻纤（含碱金属氧化物6%~12% )抗张强度只有1600MPa。 玻璃纤维在增强塑料中的分散形式有平行排列、相互垂直、杂乱排列、织物形状排 布等，对制品的力学性能都有很大影响。玻璃纤维含量对塑料制品的力学性能也有很大影 响。玻璃纤维与基体树脂界面粘接情况，对玻璃纤维增强塑料的影响最为重要。若界面粘 接不好，玻璃纤维就发挥不了增强作用，因此常用偶联剂处理玻璃纤维表面，以此提高玻璃 纤维的增强效果。偶联剂是某些具有特定基团的化合物，它能通过化学或物理作用将两种 性质差异很大的材料结合起来。硅烷偶联剂在玻纤表面的应用能起到改善结合力的作用， 玻纤表面经有机化处理后，增强了玻纤与尼龙间的粘接力，提高了产品的力学性能。 碳纤维，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由 片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石 墨材料。碳纤维"外柔内刚"，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量 的特性，它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增 强纤维。碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量，密度低、比性能高，无蠕变， 非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小 且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。碳 纤维与传统的玻璃纤维相比，杨氏模量是其3倍多，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性 突出。但是碳纤维的价格昂贵，作为填充材料需要考虑其成本，本专利技术通过调节碳纤维与其 他添加材料如玻璃纤维和无机晶须的用量，在起到增强锦纶刚性和强度的同时，降低原料 的成本。 无机晶须作为一种新型的增强材料，具有强度高、耐热、耐磨导电、绝缘、阻燃等许 多优良的优点和功能。 优选地，本专利技术中，所述锦纶为锦纶6和/或锦纶66,所述玻璃纤维为无碱玻璃纤 维，所述无机晶须为氧化锌晶须和/或氧化镁晶须，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述抗氧剂 为四季戊四醇酯。 本专利技术的目的之二在于提供一种高刚性高强度锦纶的制备工艺，包括如下步骤： (1)按重量份计，称取40~70份锦纶树脂、20~30份玻璃纤维、1~5份碳纤维、 0. 5~2份无机晶须、1~10份偶联剂、0. 5~1份抗氧剂； (2)将锦纶树脂、偶联剂、抗氧剂混合均勾，加入双螺杆挤出机，将玻璃纤维、碳纤 维、无机晶须通过侧喂料装置处均匀加入，挤出、冷却、干燥、切粒，制备得到高刚性高强度 锦纶。 优选地，所述螺杆挤出机的挤出温度为265~285 °C。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的一种高刚性高强度锦纶，按重量 份计，原料当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高刚性高强度锦纶，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：40～70份锦纶树脂、20～30份玻璃纤维、1～5份碳纤维、0.5～2份无机晶须、1～10份偶联剂、0.5～1份抗氧剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆国强，
申请(专利权)人：太仓市宏亿化纤有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32