一種高熔接痕強(qiáng)度增強(qiáng)的聚酰胺材料及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高熔接痕強(qiáng)度增強(qiáng)的聚酰胺材料 及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚酰胺材料是工程塑料材料中應(yīng)用最廣泛的，使用量最大的通用工程塑料。廣泛 應(yīng)用于汽車(chē)、建筑、電子電器和家電等行業(yè)。聚酰胺樹(shù)脂經(jīng)玻纖增強(qiáng)后，能顯著提高其強(qiáng)度、 剛性和沖擊強(qiáng)度，拓寬使用范圍。但是，在應(yīng)用過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)聚酰胺成型制件的熔 接痕位置常常成為制件的破壞引發(fā)點(diǎn)。對(duì)于許多大型或者復(fù)雜結(jié)構(gòu)制件，熔接痕的產(chǎn)生難 以避免，雖然這些熔接痕有些甚至難以辨別，但它卻是制品強(qiáng)度上最薄弱的環(huán)節(jié)，考慮到熔 接痕處制件強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于材料本體的強(qiáng)度，制件的破壞或者失效常常由熔接痕導(dǎo)致。為 了進(jìn)一步擴(kuò)展玻纖增強(qiáng)聚酰胺材料的應(yīng)用，迫切需要改善玻纖增強(qiáng)聚酰胺材料的熔接痕強(qiáng) 度。
[0003] 從材料角度改善熔接痕的方法有已經(jīng)公開(kāi)的專利申請(qǐng)CN101735577A(-種高熔 接痕強(qiáng)度增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯材料及其制備方法）和CN101735508A(-種高熔接 痕強(qiáng)度增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法）。這兩份專利申請(qǐng)從材料角度出發(fā)，進(jìn)行配方的優(yōu) 化，獲得了非常好的高熔接痕強(qiáng)度增強(qiáng)材料。
[0004] CN102153860A公開(kāi)了一種高熔接痕強(qiáng)度改性尼龍材料及其制備方法。該專利申 請(qǐng)對(duì)所用樹(shù)脂霧度值有高要求50μg/g)可能會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂選材困難，此外加入過(guò)多的低 分子量助劑對(duì)提高熔接痕強(qiáng)度有不良影響。
[0005] 以上專利申請(qǐng)讓人們了解高熔接痕強(qiáng)度對(duì)改性塑料在實(shí)際應(yīng)用中的重大意義，但 是在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在熔接痕強(qiáng)度偏低的情況，導(dǎo)致材料的應(yīng)用受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種高熔接痕強(qiáng)度增強(qiáng) 的聚酰胺材料。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供所述高熔接痕強(qiáng)度增強(qiáng)的聚酰胺材料的制備方法。
[0008] 本發(fā)明的再一目的在于提供所述高熔接痕強(qiáng)度增強(qiáng)的聚酰胺材料的應(yīng)用。
[0009] 本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種高熔接痕強(qiáng)度增強(qiáng)的聚酰胺材料，由 如下按質(zhì)量百分比計(jì)的成分組成：聚酰胺樹(shù)脂40~82%、玻璃纖維10~50%、聚酰胺共聚 物2~8 %、成核劑0. 3~0. 5 %、抗氧劑0. 1~0. 2 %;優(yōu)選由如下按質(zhì)量百分比計(jì)的成分組 成：聚酰胺樹(shù)脂58. 4~81. 4 %、玻璃纖維15~35 %、聚酰胺共聚物3~6 %、成核劑0. 4 %、 抗氧劑0.2%;更優(yōu)選由如下按質(zhì)量百分比計(jì)的成分組成：聚酰胺樹(shù)脂58. 4~61. 4%、玻璃 纖維35 %、聚酰胺共聚物3~6 %、成核劑0. 4 %、抗氧劑0. 2 %。
[0010] 所述的聚酰胺樹(shù)脂為在質(zhì)量百分比95%的濃硫酸中測(cè)定得到的相對(duì)粘度為 2.4~2. 8的聚酰胺樹(shù)脂。如果樹(shù)脂粘度高，流動(dòng)性差，不利于熔接痕處分子鏈之間的纏結(jié)， 熔接痕強(qiáng)度較低；如果樹(shù)脂粘度太低的話，樹(shù)脂的分子量太低，力學(xué)性能特別是韌性較差， 而且熔接痕強(qiáng)度也不能得到進(jìn)一步提高。
[0011] 所述的聚酰胺樹(shù)脂優(yōu)選為PA6和PA66中的一種或兩種。
[0012] 所述的玻璃纖維優(yōu)選為經(jīng)表面處理劑處理的玻璃纖維。經(jīng)表面處理劑處理的玻璃 纖維與聚酰胺基體樹(shù)脂有非常好的界面結(jié)合力并能夠在基體中有效分散，這些經(jīng)表面處理 劑處理的玻璃纖維能夠保證聚酰胺材料具有優(yōu)異的本體強(qiáng)度，玻璃纖維在基體中的良好的 分散和強(qiáng)的界面結(jié)合力可以減少熔接痕強(qiáng)度的下降幅度。
[0013] 所述的表面處理劑優(yōu)選為硅烷系偶聯(lián)劑、鈦酸酯系偶聯(lián)劑和鋁酸酯系偶聯(lián)劑中的 一種或至少兩種。
[0014] 所述的硅烷系偶聯(lián)劑優(yōu)選為氣基硅烷、環(huán)氧基硅烷、置氣基硅烷、丙烯基硅烷和乙 烯基硅烷偶聯(lián)劑中的一種或至少兩種。
[0015] 所述的玻璃纖維優(yōu)選為短切無(wú)堿玻纖，直徑為10μm。
[0016] 所述的聚酰胺共聚物優(yōu)選為粘度為0. 6~0. 9 (ASTMD5225)的聚酰胺共聚物。較 低的分子量，有效改善材料的流動(dòng)性，幫助材料在熔接位置能夠更好低熔合；此外，低分子 量聚酰胺共聚物加入，拓寬整個(gè)基體樹(shù)脂的分子量分布寬度，幫助熔接位置的分子鏈之間 相互穿插纏結(jié)，明顯改善材料的熔接痕強(qiáng)度。
[0017] 所述的聚酰胺共聚物是由二元羧酸與二元胺進(jìn)行縮合聚合反應(yīng)得到或者由內(nèi)酰 胺開(kāi)環(huán)聚合得到的聚酰胺共聚物。
[0018] 所述的二元羧酸包括丁二酸、己二酸、癸二酸、等脂肪族二元酸和對(duì)苯二甲酸、鄰 苯二甲酸、萘二酸等芳香族二元羧酸等，但不限于上述二元羧酸。
[0019] 所述的二元胺包括丁二胺、己二胺、癸二胺、間苯二胺、鄰苯二胺、4-4二氨基二苯 基甲烷等，但不限于上述二元胺。
[0020] 所述的內(nèi)酰胺包括己內(nèi)酰胺、辛內(nèi)酰胺、癸內(nèi)酰胺、十八內(nèi)酰胺等，但不限于上述 內(nèi)酰胺。
[0021] 所述的聚酰胺共聚物更優(yōu)選粘度為0. 82(ASTMD5225)的PA6I/6T共聚物，如市售 的PA3426。
[0022] 所述的成核劑為蒙旦酸金屬鹽。蒙旦鹽是聚酰胺的高效成核劑，金屬離子作為異 相成核的晶核誘導(dǎo)結(jié)晶，加速結(jié)晶過(guò)程并細(xì)化結(jié)晶尺寸。一方面改善材料的后續(xù)加工性能， 另一方面，細(xì)化的結(jié)晶尺寸有利于改善材料的熔接強(qiáng)度。
[0023] 所述的蒙旦酸金屬鹽中的金屬離子優(yōu)選為鈉離子、鈣離子、鉀離子和鋇離子中的 一種或至少兩種。
[0024] 所述的成核劑優(yōu)選為科萊恩NAV101。
[0025] 所述的抗氧劑為受阻胺類(lèi)抗氧劑和亞磷酸酯抗氧劑組成的復(fù)合抗氧劑。復(fù)合抗氧 體系，提尚材料的熱穩(wěn)定性和加工穩(wěn)定性。
[0026] 所述的受阻胺類(lèi)抗氧劑優(yōu)選為NylostabSEED。
[0027] 所述的亞磷酸酯抗氧劑優(yōu)選為ultranox627A。
[0028] 所述高熔接痕強(qiáng)度增強(qiáng)的聚酰胺材料的制備方法，包括如下步驟：從雙螺桿擠出 機(jī)的主喂料口加入聚酰胺樹(shù)脂、聚酰胺共聚物、成核劑和抗氧劑，從側(cè)喂料口加入玻璃纖 維，在雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混擠出后經(jīng)冷卻、風(fēng)干、切粒，得到高熔接痕強(qiáng)度增強(qiáng)的聚酰 胺材料。
[0029] 所述的高熔接痕強(qiáng)度增強(qiáng)的聚酰胺材料可廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、建筑家具、電動(dòng)工具 等對(duì)材料綜合性能要求高的領(lǐng)域。
[0030] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0031] 本發(fā)明通過(guò)組成材料的選擇和優(yōu)化，得到高熔接痕強(qiáng)度增強(qiáng)的聚酰胺材料。本發(fā) 明選擇的低粘度聚酰胺共聚物不會(huì)對(duì)該增強(qiáng)聚酰胺材料所具有的物理性能造成損失，同時(shí) 可以提尚材料的恪接強(qiáng)度；使用的成核劑不僅改善材料的加工性能，而且進(jìn)一步提尚材料 的熔接強(qiáng)度。通過(guò)低粘度聚酰胺共聚物和成核劑的搭配使用，提高玻纖增強(qiáng)聚酰胺材料的 熔接痕強(qiáng)度，拓寬了材料的應(yīng)用范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。 [0033]百分比為質(zhì)量百分比。
[0034] 實(shí)施例1
[0035] 從主喂料口加入61. 4%粘度為2. 45 (95%濃硫酸中測(cè)定得到，下同）的PA6樹(shù)脂、 3%聚酰胺共聚物（?43426，下同）、0.4%高效成核劑（科萊恩~4￥101，下同）和0.2%抗氧 劑（NylostabSEED和ultranox627A按質(zhì)量比1:1配比，下同）的混合物，側(cè)喂料口加入 35%經(jīng)表面處理的玻璃纖維（重慶國(guó)際復(fù)合材料ECS301HP，下同）。在雙螺桿擠出機(jī)中熔 融共混擠出后經(jīng)冷卻、風(fēng)干、切粒成粒料。將粒料注塑成熔接痕強(qiáng)度測(cè)試樣條進(jìn)行測(cè)試。
[0036] 實(shí)施例2
[0037] 從主喂料口加入61. 4%粘度為2.78的PA6樹(shù)脂、3%聚酰胺共聚物、0.4%高效成 核劑和0. 2%抗氧劑的混合物，側(cè)喂料口加入35%經(jīng)表面處理的玻璃纖維。在雙螺桿擠出 機(jī)中熔融