專利名稱：一種玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于改性聚酰胺技術領域，涉及一種玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合 材料及其制備方法。該復合材料主要應用于汽車、機械、電器等行業(yè)中的汽車水室、發(fā)動機 部件、軸承、齒輪等，在長期具有較高濕度和高溫環(huán)境下使用，接觸水、醇、脂肪、有機溶劑， 且對成型制件對翹曲變形和尺寸穩(wěn)定性有高要求的零部件。
背景技術：
尼龍66是一種用途廣泛的工程塑料，由己二胺、己二酸縮聚而成，其熔點為 252-265°C，與其他工程塑料相比具有優(yōu)異的機械性能和較好的熱性能，如高強度、高模量、 高硬度；相對較高的熱變形溫度，加入玻璃纖維增強后，熱變形溫度可達250°C (0. 45MPa)； 此外還表現(xiàn)出優(yōu)異的自潤滑耐磨性、抗疲勞、耐蠕變性；良好的耐油和溶劑性。但是由于酰 胺基的親水性，尼龍66的吸水性高，導致其尺寸穩(wěn)定性較差，在高濕度環(huán)境下性能下降明 顯。通過填充辦法可大幅提高其綜合性能，改善不足，所以玻璃纖維填充成為一個非常常見 的尼龍66改性方法。隨著汽車、機械、電器等行業(yè)的不斷發(fā)展，對材料的使用也不斷的提出新的要求， 輕量化、高性能、環(huán)保成為了新的趨勢，大量的金屬材料被工程塑料所取代，尼龍66作為其 中的代表占著很重要的地位。通用的玻璃纖維增強改性尼龍66作為一個很經(jīng)典的方式為很多廠家使用生產(chǎn)， 在現(xiàn)階段的市場上銷量很大，不同廠家的產(chǎn)品在性能和穩(wěn)定性上也存在一定差異，根據(jù)不 同要求填充量也有分別，國外的廠家如Dupont、BASF、Rhodia等，根據(jù)不同需求分為不同的 品級，如高剛性、抗紫外、耐磨、超韌等等。但還沒有以玻纖增強為基礎，兼具抗水解耐溫功能，特別還具備了普通增強尼龍 所欠缺的低翹曲變形、尺寸穩(wěn)定性好的特點的產(chǎn)品，本發(fā)明正是為了填補這一空白，滿足特 定產(chǎn)品的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料及其制備方法，在玻璃 纖維增強的基礎上，兼具抗水解耐溫性，特別還具備了普通增強尼龍所欠缺的低翹曲變形、 尺寸穩(wěn)定性好，既保持了材料應有的優(yōu)異機械性能，并且滿足了制件在特殊領域的使用要 求，保持良好的尺寸穩(wěn)定性和表觀。為實現(xiàn)上述要求，本發(fā)明引入了低粘度、高流動性的尼龍66、玻璃纖維、抗水解和 熱穩(wěn)定劑、翹曲變形改善劑、相容劑和其他助劑等。其中低粘度、高流動性尼龍66基料保證 了材料整體的流動性和加工型，抗水解無堿玻璃纖維除了提供一定的抗水解功能外，其直 徑更細，在加工中分散更均勻，能有更好的性能表現(xiàn)，適量的翹曲變形改善劑在保持材料優(yōu) 異的機械性能同時，大大改善了傳統(tǒng)玻纖增強尼龍66材料翹曲變形嚴重和尺寸穩(wěn)定性差的缺點，抗水解和熱穩(wěn)定劑為材料提供一般材料所沒有的長期抗水解性和長期耐溫性，相 容劑有效的提高了尼龍66基料和各其他組分之間的結(jié)合性，保證材料的韌性，其他助劑對 材料的加工性、脫模性、抗氧化性和良好的制件表觀可提供保障。各組分在增強材料某一 方面性能的同時也會對其他性能產(chǎn)生影響，所以各組分的使用量和不同類別相互之間的配 合、協(xié)效性就成為了本發(fā)明中另一個核心內(nèi)容。這種玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料的重量配比如下
尼龍6650-85重量份
玻璃纖維10-40重量份
翹曲變形改善劑2-10重量份
抗水解和熱穩(wěn)定劑0. 5-2重量份
相容劑1-4重量份
其他助劑1-2重量份，
所述的其他助劑是硅氧烷偶聯(lián)劑、抗氧劑或脫模劑中的--種或多種混合。
上述復合材料優(yōu)選由以下量份的原料組成
尼龍6655-65重量份
玻璃纖維20-30重量份
翹曲變形改善劑2-5重量份
抗水解和熱穩(wěn)定劑0. 5-2重量份
相容劑1-4重量份
其他助劑1-2重量份，
所述的其他助劑是硅氧烷偶聯(lián)劑、抗氧劑或脫模劑中的--種或多種混合。
所述的抗氧劑為受阻酚類和亞磷酸酯類復合、脫模劑為脂肪酸鹽(優(yōu)選硬脂
鹽，如硬脂酸鈣、硬脂酸酰胺)、有機硅或蠟中的一種。所述的尼龍66樹脂特征粘度為-.2. 3-3. 2 ；玻璃纖維為無堿抗水解玻璃纖維，玻纖 直徑為9-13 μ m;翅曲變形改善劑為超細空心、實心玻璃微珠、陶瓷微珠中的一種或幾種混 合；抗水解和熱穩(wěn)定劑屬于銅化合物類的抗氧劑和增效劑的混合物或者聚碳化二亞胺，例 如助劑H3337、StabaX0l-P ；相容劑為馬來酸酐接枝物，接枝物基材可以為乙烯-辛烯共聚 物、三元乙丙橡膠、PE和SEBS中的一種或幾種，接枝率控制在0. 8-1. 0%。玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料的制備方法，其步驟為步驟一按照重量要求稱取原料；步驟二 將尼龍66、翹曲變形改善劑、抗水解和熱穩(wěn)定劑、相容劑和其他助劑在高 混機中混合均勻，混料時間3-5min ；步驟三將混合好的原料加入雙螺桿擠出機中，在溫度245-285°C，螺桿轉(zhuǎn)速 300-500rpm下與玻璃纖維一起熔融共混，擠出造粒，即獲得本發(fā)明的玻纖增強抗水解低翹 曲尼龍66復合材料。與現(xiàn)有技術比較本發(fā)明的有益效果本發(fā)明產(chǎn)品具有高強度、高剛度的同時，很好的改善了由于加入玻纖后產(chǎn)品易翹 曲變形、尺寸變化大的問題，兼具優(yōu)異長期抗水解耐溫性，并且有良好的加工性和外觀表 現(xiàn)。主要應用于汽車、機械、電器等行業(yè)中的汽車水室、發(fā)動機部件、軸承、齒輪等有特殊要求的產(chǎn)品，在長期具有較高濕度和高溫環(huán)境下使用，接觸水、醇、脂肪、有機溶劑等，且對成 型制件對翹曲變形和尺寸穩(wěn)定性有高要求的零部件。


圖1為汽車水室示意圖。
具體實施例方式以下通過實施例對本發(fā)明進行進一步說明下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明一種玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料做進 一步詳細說明。生產(chǎn)主要使用的設備高混機將物料均勻混合3-5min ；雙螺桿擠出機機筒溫 度245-285°C，螺桿轉(zhuǎn)速300-500rpm ；水槽、切粒機。實施例1尼龍66的樹脂特征粘度為2. 3-3. 2，65重量份；無堿抗水解玻璃纖維，玻纖直徑為9-13 μ m，30重量份；空心陶瓷微珠1100目，2重量份；抗水解和熱穩(wěn)定劑=Stabaxol-P (聚碳化二亞胺，德國Bayer公司生產(chǎn))，0. 5重量 份；相容劑接枝率0. 8%的MAH(馬來酸酐)接枝EPDM(三元乙丙橡膠)，1重量份；其他助劑氧烷偶聯(lián)劑KH560，抗氧劑1098和168復配，脫模劑硬脂酸鈣，按照 (1:1: 1的重量比)共1.5重量份。實施例2尼龍66的樹脂特征粘度為2. 3-3. 2,60.5重量份；無堿抗水解玻璃纖維，玻纖直徑為9-13 μ m，30重量份；實心玻璃微珠1600目，2重量份；抗水解和熱穩(wěn)定劑=Stabaxol-P, 2重量份；相容劑1 % MAH接枝Ρ0Ε，4重量份其他助劑氧烷偶聯(lián)劑KH560，抗氧劑1098和168復配，脫模劑硬脂酸鈣，按照 (1:1: 1的重量比)共1.5重量份。實施例3尼龍66的樹脂特征粘度為2. 3-3. 2,62.5重量份；無堿抗水解玻璃纖維，玻纖直徑為9-13 μ m，30重量份；超細空心玻璃微珠彡3000目，3重量份；抗水解和熱穩(wěn)定劑Stabaxol-P，1重量份；相容劑1 % MAH接枝Ρ0Ε，2重量份其他助劑氧烷偶聯(lián)劑KH560，抗氧劑1098和168復配，脫模劑蠟，按照(1:1:1的重量比)共1. 5重量份。實施例4尼龍66的樹脂特征粘度為-.2. 3-3. 2,64.5重量份；
無堿抗水解玻璃纖維，玻纖直徑為9-13 μ m，30重量份；空心陶瓷微珠1100目，2重量份；抗水解和熱穩(wěn)定劑H3337(尼龍抗水解劑，德國Bruggemarm H系列)，0. 5重量 份；相容劑0. 8% MAH接枝EPDM，1. 5重量份；其他助劑氧烷偶聯(lián)劑KH560，抗氧劑1098和168復配，脫模劑硬脂酸鈣；按照(1:1:1的重量比)共1. 5重量份。實施例5尼龍66的樹脂特征粘度為2. 3-3. 2,60.5重量份；無堿抗水解玻璃纖維，玻纖直徑為9-13 μ m，30重量份；實心玻璃微珠1600目，2重量份；抗水解和熱穩(wěn)定劑H3337，2重量份；相容劑MAH接枝P0E，4重量份其他助劑氧烷偶聯(lián)劑KH560，抗氧劑1098和168復配，脫模劑硬脂酸鈣；共 1.8重量份，(氧烷偶聯(lián)劑、抗氧劑、脫模劑按照1 1 1的重量比)。實施例6尼龍66的樹脂特征粘度為2. 3-3. 2,62.5重量份；無堿抗水解玻璃纖維，玻纖直徑為9-13 μ m，30重量份；超細空心玻璃微珠彡3000目，3重量份；抗水解和熱穩(wěn)定劑H3337，1重量份；相容劑1% MAH接枝Ρ0Ε, 1. 5重量份；其他助劑氧烷偶聯(lián)劑KH560，抗氧劑1098和168復配，脫模劑有機硅潤滑劑 按照(1 1 1的重量比)共1.5重量份。采用上述實施例的配方具體生產(chǎn)復合材料的方法為步驟一按照重量要求稱取原料；步驟二 將尼龍66、翹曲變形改善劑、抗水解和熱穩(wěn)定劑、相容劑和其他助劑在高 混機中混合均勻，混料時間3-5min ；步驟三將混合好的原料加入雙螺桿擠出機中，在溫度245-285°C，螺桿轉(zhuǎn)速 300-500rpm下與玻璃纖維一起熔融共混，擠出造粒，即得。上述實施例制備得到的產(chǎn)品性能測試結(jié)果如下表所示 表中，抗水解性能測試方法將樣條放置在的沸水中蒸煮IOOh后，測試彎曲強度 保持率，使用抗水解玻纖，并且加入抗水解劑后，彎曲強度保持率最高可提升到69. 5%。熱老化性能測試方法將樣條放置在通風烘箱內(nèi)，在120°C下，IOOOh后，測試拉伸 強度和缺口沖擊強度保持率，加入熱穩(wěn)定劑后，材料的熱老化性能拉伸強度保持率最高可 提升到87. 4%，缺口沖擊強度保持率最高可提升到83. 3%。實施例1-6給出了各個不同比例下性能的差異，通過配方中各組分比例的調(diào)整， 優(yōu)化了各組分對產(chǎn)品各性能的增進和影響，使材料保持了很好的原始機械性能的同時，在 抗水解熱老化和低翹曲的測試當中也表現(xiàn)出了優(yōu)異的結(jié)果。本發(fā)明在汽車水室和齒輪等制件生產(chǎn)中，反饋產(chǎn)品加工性能和表觀較好，制件收 縮均勻性有很大提高，整體平整度好，未出現(xiàn)其他同類材料明顯的翹曲變形現(xiàn)象，產(chǎn)品合格 率上升，后加工成本顯著降低。尺寸穩(wěn)定性測試對比水室設計長(1)和寬(b)為635mmX45mm，長(1)尺寸要求(635士2)mm ；寬(b) 尺寸要求(45士0. 25)_。以30%玻璃纖維尼龍66為例A為按照本發(fā)明實施例6方法制備得到的玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材 料，B為普通玻纖增強尼龍66。尺寸測試寬(b)，分別取汽車水室1、2、3、4四個點為對比點。尺寸如表3 表3兩種材料水室尺寸對比
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注以上數(shù)據(jù)為之間注塑成型尺寸穩(wěn)定后測量結(jié)果，模具設計時已考慮材料收縮率。由表3中可以看出，寬度尺寸(b)方面，A的尺寸偏差范圍-0. 24% 0. 22%，最 大偏差值為0. 24%,b的最大差值為0. 46%;B的尺寸偏差范圍-0. 71% 0. 36%，最大偏 差值為0. 71%，b的最大差值為1. 07%。其中B的點2位置超出了制件尺寸要求值。長度尺寸(1)方面，A的尺寸偏差值為-0.11% ；B的尺寸偏差值為-0.29%，接近 偏差下限。B在長度方向發(fā)生明顯彎曲變形，注塑成型后需要夾具進行固定以保證長度方向 的平直性和平整度，A則無此現(xiàn)象，制件平直無翹曲變形，無需再用夾具后固定，表面光亮無 浮纖。
權利要求
一種玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料，其特征在于該復合材料由以下重量份的原料組成尼龍6650 85重量份玻璃纖維 10 40重量份翹曲變形改善劑2 10重量份抗水解和熱穩(wěn)定劑 0.5 2重量份相容劑1 4重量份其他助劑 1 2重量份所述的其他助劑是硅氧烷偶聯(lián)劑、抗氧劑或脫模劑中的一種或多種混合。
1.一種玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料，其特征在于該復合材料由以下重量 份的原料組成尼龍6650-85重量份玻璃纖維10-40重量份翹曲變形改善劑2-10重量份抗水解和熱穩(wěn)定劑0. 5-2重量份相容劑1-4重量份其他助劑1-2重量份所述的其他助劑是硅氧烷偶聯(lián)劑、抗氧劑或脫模劑中的一種或多種混合。
2.根據(jù)權利要求1所述的玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料，其特征在于該復合 材料由以下重量份的原料組成55-65重量份 20-30重量份 2-5重量份 0. 5-2重量份 1-4重量份 1-2重量份，所述的其他助劑是硅氧烷偶聯(lián)劑、抗氧劑或脫模劑中的一種或多種混合。
3.根據(jù)權利要求1所述的玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料，其特征在于所述的 尼龍66的樹脂特征粘度為2. 3-3. 2。
4.根據(jù)權利要求1所述的玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料，其特征在于所述的 玻璃纖維為無堿抗水解玻璃纖維，玻纖直徑為9-13 μ m。
5.根據(jù)權利要求1所述的玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料，其特征在于所述的 翹曲變形改善劑為超細空心、實心玻璃微珠或陶瓷微珠中的一種或幾種混合。
6.根據(jù)權利要求1所述的玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料，其特征在于所述的 抗水解和熱穩(wěn)定劑為銅化合物類的抗氧劑和增效劑的混合物或者聚碳化二亞胺。
7.根據(jù)權利要求1所述的玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料，其特征在于所述的 相容劑為馬來酸酐接枝物，接枝物基材為乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡膠、PE和SEBS中 的一種或幾種，接枝率控制在0. 8-1. 0%。
8.根據(jù)權利要求1所述的玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料，其特征在于所述的 抗氧劑為受阻酚類和亞磷酸酯類復合。
9.根據(jù)權利要求1所述的玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料，其特征在于所述的 脫模劑為脂肪酸鹽、有機硅或蠟中的一種。
10.權利要求1或2所述的玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料的制備方法，其步 驟為步驟一按照重量要求稱取原料；步驟二 將尼龍66、翹曲變形改善劑、抗水解和熱穩(wěn)定劑、相容劑和其他助劑在高混機 中混合均勻，混料時間3-5min ；步驟三將混合好的原料加入雙螺桿擠出機中，在溫度245-285°C，螺桿轉(zhuǎn)速300-500rpm下與玻璃纖維一起熔融共混，擠出造粒，即得。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種玻纖增強抗水解低翹曲尼龍66復合材料及其制備方法。該復合材料由下列各組分組成尼龍66，50-85重量份；玻璃纖維10-40重量份；翹曲變形改善劑2-10重量份；抗水解和熱穩(wěn)定劑0.5-2重量份；相容劑1-4重量份；其他助劑1-2重量份，所述的其他助劑是硅氧烷偶聯(lián)劑、抗氧劑或脫模劑中的一種或多種混合。本發(fā)明產(chǎn)品具有高強度、高剛度的同時，很好的改善了由于加入玻纖后產(chǎn)品易翹曲變形、尺寸變化大的問題，兼具優(yōu)異抗水解耐溫性，并且有良好的加工性和外觀表現(xiàn)。
文檔編號B29B9/06GK101914289SQ20101026798
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權日2010年8月30日
發(fā)明者吳汾, 周勇, 徐亮, 成二國 申請人:南京聚隆科技股份有限公司