一種高硬度耐沖擊尼龍復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高硬度耐沖擊尼龍復(fù)合材料及其制備方法，屬于尼龍生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車作為現(xiàn)代最重要的交通運(yùn)輸工具之一，也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的標(biāo)志，汽車工業(yè)是資金、技術(shù)、人才密集，綜合性強(qiáng)和經(jīng)濟(jì)效益高的產(chǎn)業(yè)，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家?guī)缀醵紝⑺鳛閲窠?jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，它對社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步有著重要的推動作用。當(dāng)今尼龍材料最大的消費(fèi)領(lǐng)域是在汽車方面，并且使用塑料制造的汽車底盤也明顯多起來，在這一用途當(dāng)中，尼龍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他塑料。但是我國目前缺乏的是專業(yè)制造汽車底盤的工廠，制造的底盤性能不佳不能夠滿足日益多元化、專業(yè)化車輛的需要，不能滿足用戶及市場的需求。
[0003]尼龍6是一種應(yīng)用廣泛的工程塑料，具有優(yōu)良的綜合性能，但存在著耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿性差、干態(tài)和低溫沖擊強(qiáng)度低、吸水率大等缺點(diǎn)，并且尼龍6的加工溫度較高，提高了生產(chǎn)成本，對生產(chǎn)設(shè)備的要求高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。目前市場上出售的低熔點(diǎn)尼龍6主要是由國外的公司通過合成的方法制備的，該方法存在加工工藝復(fù)雜、成本較高等缺點(diǎn)，而國內(nèi)對低熔點(diǎn)的研宄還處在實驗室階段，難以實現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，因此通過改性得到低熔點(diǎn)的尼龍6是當(dāng)今研宄的重點(diǎn)，它具有許多優(yōu)良性能，但是也存在沖擊強(qiáng)度差、耐熱性能差等缺點(diǎn)，因此在低熔點(diǎn)尼龍6基體的基礎(chǔ)上還需要通過填充、增強(qiáng)、共聚、共混等方法改性低熔點(diǎn)尼龍6，增加應(yīng)用的廣泛性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種高硬度耐沖擊尼龍復(fù)合材料及其制備方法，采用氯化鋰和尼龍6絡(luò)合反應(yīng)得到低熔點(diǎn)尼龍6，添加的環(huán)氧樹脂解決了低熔點(diǎn)尼龍6內(nèi)部缺陷、力學(xué)性能低和維卡軟化溫度降低的問題。
[0005]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實施:
一種高硬度耐沖擊尼龍復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成:尼龍690-100、氯化鋰
2.5-3.2、環(huán)氧樹脂E513-9、碳納米管8-10、硬脂酸0.5_1、氧化鋁4_6、納米黏土 3_5、木質(zhì)纖維素2-4、抗氧化劑10760.3-0.5、EVA乳液10-15、乙酸乙酯60-80、蓖麻油1-3、乙烯/乙烯醇共聚物粉末4-7、蒸餾水15-30 ;
本發(fā)明所述一種高硬度耐沖擊尼龍復(fù)合材料，由以下具體步驟制成:
(1)將乙酸乙酯、蒸餾水和EVA乳液混合加到超聲波中，超聲分散均勻，再加入碳納米管、氧化鋁和納米黏土于80-90W超聲分散10-15分鐘，結(jié)束后將混合物加熱至70-90° C保持2-3小時，在此過程中攪拌回流，然后停止加熱將產(chǎn)物過濾、洗滌、烘干備用；
(2)將蓖麻油加熱脫水后和乙烯/乙烯醇共聚物粉末混合，在180-200°C下對步驟(!)的產(chǎn)物進(jìn)行活化處理10-15分鐘，結(jié)束后冷卻至室溫備用； (3)將無水氯化鋰和尼龍6分別在120°C和80° C下干燥7-8小時，將干燥后的無水氯化鋰、尼龍6和環(huán)氧樹脂E51混合均勻，再加到雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，加熱溫度控制在180-240° C，得改性尼龍6顆粒；
(4)將步驟(3)的顆粒、硬脂酸和抗氧化劑1076加到高速混合機(jī)中熱混3-10分鐘，加熱溫度控制在70-80° C，得熱混料；
(5)將步驟(4)的顆粒加到冷混機(jī)中，當(dāng)溫度降低至室溫時加入步驟(I)得到的物料和其余剩余物質(zhì)，攪拌混合5-10分鐘后轉(zhuǎn)移到加熱溫度為220-250° C、螺桿轉(zhuǎn)速為180-300轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融混合造粒即可。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明采用乙烯/乙烯醇共聚物活化包覆在增強(qiáng)體表面，增加了增強(qiáng)體與尼龍6之間的相容性，避免了尼龍6本身機(jī)械性能的降低，添加的納米黏土增強(qiáng)了尼龍的拉伸強(qiáng)度和抵抗性，添加的氧化鋁提高了材料的機(jī)械強(qiáng)度、硬度和結(jié)晶度，降低熱失重率和熔體指數(shù)，添加的碳納米管增強(qiáng)了材料的耐沖擊性、耐酸堿腐蝕、耐老化等方面的性能，提高了尼龍材料應(yīng)用的廣泛性。
[0007]具體實施方案
下面通過具體實例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0008]一種高硬度耐沖擊尼龍復(fù)合材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:尼龍6 97、氯化鋰3、環(huán)氧樹脂E515、碳納米管10、硬脂酸0.8、氧化鋁5、納米黏土 4、木質(zhì)纖維素2、抗氧化劑10760.4,EVA乳液15、乙酸乙酯80、蓖麻油2、乙烯/乙烯醇共聚物粉末6、蒸餾水30 ；
本發(fā)明所述一種高硬度耐沖擊尼龍復(fù)合材料，由以下具體步驟制成:
(1)將乙酸乙酯、蒸餾水和EVA乳液混合加到超聲波中，超聲分散均勻，再加入碳納米管、氧化鋁和納米黏土于90W超聲分散10分鐘，結(jié)束后將混合物加熱至85° C保持3小時，在此過程中攪拌回流，然后停止加熱將產(chǎn)物過濾、洗滌、烘干備用；
(2)將蓖麻油加熱脫水后和乙烯/乙烯醇共聚物粉末混合，在190°C下對步驟(I)的產(chǎn)物進(jìn)行活化處理10分鐘，結(jié)束后冷卻至室溫備用；
(3)將無水氯化鋰和尼龍6分別在120°C和80° C下干燥8小時，將干燥后的無水氯化鋰、尼龍6和環(huán)氧樹脂E51混合均勻，再加到雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，加熱溫度控制在220° C，得改性尼龍6顆粒；
(4)將步驟(3)的顆粒、硬脂酸和抗氧化劑1076加到高速混合機(jī)中熱混10分鐘，加熱溫度控制在80° C，得熱混料；
(5)將步驟(4)的顆粒加到冷混機(jī)中，當(dāng)溫度降低至室溫時加入步驟(I)得到的物料和其余剩余物質(zhì)，攪拌混合6分鐘后轉(zhuǎn)移到加熱溫度為240° C、螺桿轉(zhuǎn)速為260轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融混合造粒即可。
[0009]本實施例中尼龍復(fù)合材料的性能參數(shù)如下:
拉伸強(qiáng)度(MPa):87.9 ；
彎曲強(qiáng)度(MPa):123.9 ；
缺口沖擊強(qiáng)度(kj/m2):88.6 ；
維卡軟化溫度(° C):73 ；
洛氏硬度(-40° C):105。
【主權(quán)項】
1.一種高硬度耐沖擊尼龍復(fù)合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:尼龍690-100、氯化鋰2.5-3.2、環(huán)氧樹脂E513-9、碳納米管8_10、硬脂酸0.5_1、氧化鋁4_6、納米黏土 3-5、木質(zhì)纖維素2-4、抗氧化劑10760.3-0.5、EVA乳液10-15、乙酸乙酯60-80、蓖麻油1-3、乙烯/乙烯醇共聚物粉末4-7、蒸餾水15-30 ; 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高硬度耐沖擊尼龍復(fù)合材料，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將乙酸乙酯、蒸餾水和EVA乳液混合加到超聲波中，超聲分散均勻，再加入碳納米管、氧化鋁和納米黏土于80-90W超聲分散10-15分鐘，結(jié)束后將混合物加熱至70-90° C保持2-3小時，在此過程中攪拌回流，然后停止加熱將產(chǎn)物過濾、洗滌、烘干備用； (2)將蓖麻油加熱脫水后和乙烯/乙烯醇共聚物粉末混合，在180-200°C下對步驟Cl)的產(chǎn)物進(jìn)行活化處理10-15分鐘，結(jié)束后冷卻至室溫備用； (3)將無水氯化鋰和尼龍6分別在120°C和80° C下干燥7-8小時，將干燥后的無水氯化鋰、尼龍6和環(huán)氧樹脂E51混合均勻，再加到雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，加熱溫度控制在180-240° C，得改性尼龍6顆粒； (4)將步驟(3)的顆粒、硬脂酸和抗氧化劑1076加到高速混合機(jī)中熱混3-10分鐘，加熱溫度控制在70-80° C，得熱混料； (5)將步驟(4)的顆粒加到冷混機(jī)中，當(dāng)溫度降低至室溫時加入步驟(I)得到的物料和其余剩余物質(zhì)，攪拌混合5-10分鐘后轉(zhuǎn)移到加熱溫度為220-250° C、螺桿轉(zhuǎn)速為180-300轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融混合造粒即可。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高硬度耐沖擊尼龍復(fù)合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：尼龍690-100、氯化鋰2.5-3.2、環(huán)氧樹脂E513-9、碳納米管8-10、硬脂酸0.5-1、氧化鋁4-6、納米黏土3-5、木質(zhì)纖維素2-4、抗氧化劑10760.3-0.5、EVA乳液10-15、乙酸乙酯60-80、蓖麻油1-3、乙烯/乙烯醇共聚物粉末4-7、蒸餾水15-30；本發(fā)明添加的EVA乳液增強(qiáng)了填料與尼龍6之間的相容性，添加的納米黏土增強(qiáng)了尼龍的拉伸強(qiáng)度和抵抗性，添加的氧化鋁提高了材料的機(jī)械強(qiáng)度、硬度和結(jié)晶度，降低熱失重率和熔體指數(shù)，添加的碳納米管增強(qiáng)了材料的耐沖擊性、耐酸堿腐蝕、耐老化等方面的性能，提高了尼龍材料應(yīng)用的廣泛性。
【IPC分類】C08K9-10, C08L63-00, C08K3-22, C08K7-24, C08K13-06, C08L77-02, C08K3-34, C08L23-08
【公開號】CN104804421
【申請?zhí)枴緾N201510191476
【發(fā)明人】朱正娟
【申請人】合肥康齡養(yǎng)生科技有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月22日