一种高刚性、高韧性的共混尼龙材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高刚性、高韧性的共混尼龙材料，其由以下重量份配比的原料组成：尼龙66 40

【技术实现步骤摘要】
一种高刚性、高韧性的共混尼龙材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其是涉及一种高刚性、高韧性的共混尼龙材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]尼龙材料是一种具有良好的力学性能、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性的高分子材料，制成的尼龙工程塑料在一定程度上可以取代金属以满足下游工业制品轻量化以及降低成本的要求，被广泛地应用于汽车、建筑、电子电气、办公设备、机械等行业。正是由于尼龙工程塑料具有如此优良的性能，使其成为了塑料工业中最具成长性的材料，其发展不仅可以对国家支柱产业以及现代高新技术产业起到支撑作用，同时也具有推动传统产业改造升级和产品结构调整的作用。
[0003]现有的尼龙材料如PA66等热塑性塑料材料具有较高的机械能，具备一定的耐热性，但由于材料自身含有大量氢键结构，导致吸水性大以及尺寸稳定性差、抗蠕变性相对较差，使尼龙材料在很多工程领域直接应用受到严重的限制。通常情况下，本领域技术人员解决此问题所采用的手段为对尼龙进行简单物理共混改性以改善尼龙材料的各种性能，但是简单物理共混改性得到的尼龙材料性能相差较大，特别是分子结构中无定型区域的氢键结构比较松散，导致实际使用过程中吸水率高，实际使用中力学性能下降明显；同时，尺寸稳定性差。

技术实现思路

[0004]针对现有技术不足，本专利技术提供了一种高刚性、高韧性的共混尼龙材料，本专利技术同时提供了高刚性、高韧性共混尼龙材料的制备方法。
[0005]本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案为：
[0006]一种高刚性、高韧性的共混尼龙材料，由尼龙66、玻璃纤维短切原丝、体系交联增强改性填料、增韧改性剂、其他助剂组成；
[0007]所述的共混尼龙材料由以下重量份配比的原料组成：尼龙66 40
‑
55份、玻璃纤维短切原丝25
‑
45份、体系交联增强改性填料5
‑
15份、增韧改性剂3
‑
10份、其他助剂0.5
‑
2份。
[0008]进一步地，所述的玻璃纤维短切原丝的长度范围为2
‑
4mm，玻璃纤维短切原丝的直径范围为8
‑
12μm。
[0009]进一步地，所述的体系交联增强改性填料为表面包覆改性二氧化硅颗粒。
[0010]进一步地，所述的改性二氧化硅颗粒的制备方法为：取多孔二氧化硅纳米粉末置于无水乙醇中，充分分散后加入甲基丙烯酸甲酯，再次充分混匀后加入偶氮二异丁酸二甲酯，升温反应后加入氢氧化钾的水溶液进行部分皂化处理，将部分侧酯基变成离子盐；再清洗、离心、取固化物干燥后得到。
[0011]经离心、取固化物干燥后得到。
[0012]所述的改性二氧化硅颗粒具体的制备工艺为：取10质量份多孔二氧化硅纳米粉末
置于90
‑
110质量份的无水乙醇中，充分分散后加入8
‑
12质量份的甲基丙烯酸甲酯，再次充分混匀后加入1.5
‑
2.5质量份的偶氮二异丁酸二甲酯，于75
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85℃下反应50
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60min后；然后再逐步滴加PH值在13
‑
14左右的氢氧化钾水溶液10
‑
20质量份，搅拌后经离心、取固化物干燥后得到。所得改性二氧化硅颗粒为一种超细多孔二氧化硅颗粒，具有粒径小、表面多孔的特点，经有机大分子表面包覆处理后，大分子链可以均匀地分散于高分子尼龙材料中，通过皂化形成后的钾离子盐可以和尼龙的氢键形成物理交联点；同时二氧化硅表面包覆的极性基团可以与玻璃纤维短切原丝的表面处理剂、烷基酚醛树脂的活性基团发生化学反应，形成共价键，进而可较好地抗冲击、抗拉伸的网络结构。同时改性二氧化硅颗粒处形成一个局部支点，提高共混尼龙材料体系的结构强度、韧性和延展性；另外改性后的二氧化硅多孔颗粒的流动性更高，可以很好的分散于共混尼龙材料体系中，使共混尼龙材料体系表面更致密细洁、摩擦系数更小、耐磨性更优良。
[0013]进一步地，所述的增韧改性剂由马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶中的至少一种与烷基酚醛树脂组成，所述的马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶中的至少一种在增韧改性剂中的质量份占比为30％
‑
50％。
[0014]进一步的，所述的其他助剂包括氧化聚乙烯蜡、醋酸丁酸纤维素和受阻酚类抗氧剂中的至少一种。
[0015]所述的烷基酚醛树脂添加一方面有助于与接枝的马来酸酐反应提高增韧效率；另一方面有助于在尼龙材料体系内部形成强有力的氢键网络结构降低增韧剂的加入带来的强度降低。烷基酚醛树脂具有一定极性的酚羟基基团，与聚酰胺分子结构中所含的大量酰胺基结合形成氢键，使PA66组分的玻璃化转变温度上升；另外该氢键网络结构与二氧化硅多孔颗粒表面的离子盐形成的物理交联点相结合，增进了共混尼龙材料体系分子链间的相互作用力，从而使共混材料达到均匀充分地混合，内部结构更加致密，表面更为细洁、耐磨。
[0016]本专利技术同时提供了一种高刚性、高韧性的的共混尼龙材料的制备方法，其包括以下步骤：
[0017](1)按照所述重量份配比备取尼龙66、玻璃纤维短切原丝、体系交联增强改性填料、增韧改性剂、其他助剂；
[0018](2)将尼龙66和体系交联增强改性填料置于入双螺杆挤出机中挤出造粒得到初混尼龙树脂；
[0019](3)向步骤(2)得到的初混尼龙树脂中加入玻璃纤维短切原丝、增韧改性剂和其他助剂并置于螺杆挤出机中熔融后挤出造粒，真空干燥后得到共混尼龙材料。
[0020]进一步的，所述的步骤(2)中控制挤出温度为250
‑
270℃，主螺杆转速为240
‑
270转/min；所述步骤(3)中挤出工艺中控制加工温度为260
‑
280℃，螺杆转速为300
‑
330转/min；真空干燥工艺中控制真空干燥时间7
‑
10h，干燥温度为80
‑
90℃。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具备的有益效果为：
[0022]本专利技术的共混尼龙材料以尼龙66和玻璃纤维短切原丝为主料，通过玻璃纤维短切原丝对尼龙进行增强，提高了共混材料的机械强度和尺寸稳定性；通过体系交联增强改性填料对共混材料体系进行交联，为高分子材料在共混时提供局部支点作用，进一步提高了共混材料的尺寸稳定性；通过增韧改性剂在混炼过程中可以在胶料内部形成互穿的氢键网络结构，与体系交联增强改性填料结合使共混材料达到均匀充分地混合，内部结构更加致
密，表面更为细洁、耐磨。
具体实施方式
[0023]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步地说明。
[0024]实施例1：一种高刚性、高韧性的共混尼龙材料，其由以下重量份配比的原料组成：尼龙66 48份、玻璃纤维短切原丝35份、体系交联增强改性填料10份、增韧改性剂6份、其他助剂1份。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高刚性、高韧性共混尼龙材料，其特征在于：由尼龙66、玻璃纤维短切原丝、体系交联增强改性填料、增韧改性剂、其他助剂组成；所述的共混尼龙材料由以下重量份配比的原料组成：尼龙66 40
‑
55份、玻璃纤维短切原丝25
‑
45份、体系交联增强改性填料5
‑
15份、增韧改性剂3
‑
10份、其他助剂0.5
‑
2份。2.根据权利要求1所述的一种高刚性、高韧性的共混尼龙材料，其特征在于：所述的玻璃纤维短切原丝的长度范围为2
‑
4mm，玻璃纤维短切原丝的直径范围为8
‑
12μm。3.根据权利要求1所述的一种高刚性、高韧性的共混尼龙材料，其特征在于：所述的体系交联增强改性填料为改性二氧化硅颗粒。4.根据权利要求3所述的一种高刚性、高韧性的共混尼龙材料，其特征在于：所述的改性二氧化硅颗粒的制备方法为：取多孔二氧化硅纳米粉末置于无水乙醇中，充分分散后加入甲基丙烯酸甲酯，再次充分混匀后加入偶氮二异丁酸二甲酯，升温反应；反应后加入氢氧化钾的水溶液进行部分皂化处理，将部分侧酯基变成离子盐；再清洗、离心、取固化物干燥后得到。5.根据权利要求1所述的一种高刚性、高韧性的共混尼龙材料，其特征在于：所述的增韧改性剂由马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶中的至少一种与烷基酚醛...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟红波，杨振枢，韦洪屹，黄金鹏，
申请(专利权)人：苏州博利迈新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：