專利名稱：：二氧化硅增強(qiáng)pa66及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及高分子材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及二氧化硅增強(qiáng)PA66及其制備方法。
背景技術(shù)：
：尼龍作為第一大工程塑料，具有高強(qiáng)、耐油、耐腐蝕、自潤滑等優(yōu)良特性。常用礦物填充改性，以提高尼龍的強(qiáng)度和降低材料成本。礦物填充增強(qiáng)尼龍現(xiàn)在已被國內(nèi)工程塑料廠家廣泛采用，但其缺點(diǎn)是產(chǎn)品表面泛白難以掩蓋，注塑件易翹曲，彎曲模量較低，其產(chǎn)品表現(xiàn)出無剛性、流動(dòng)性下降的特性。二氧化硅與一般常用的礦物相比，它具有優(yōu)良的耐磨性、耐候性、剛性和硬度的特點(diǎn)。因此選用二氧化硅來增強(qiáng)尼龍，可以大幅度提高尼龍的強(qiáng)度、韌性、流動(dòng)性、耐老化性、耐沖擊性，同時(shí)可以降低成本。國內(nèi)有采用納米級(jí)二氧化硅增強(qiáng)PA66的研究報(bào)道(中國專利200610025763.7)，但是由于納米二氧化硅由于顆粒細(xì)小，比表面積大，目前各類材料添加量沒有超過5%的，否則一是無法添加，二是失去納米作用，無法在提高材料強(qiáng)度、剛性和韌性的同時(shí)保證很好的流動(dòng)性，很難加工大型塑件，在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬材料方面如汽車配件、機(jī)械部件等同時(shí)需要較高強(qiáng)度、剛性、韌性和流動(dòng)性的領(lǐng)域仍不能滿足要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種二氧化硅增強(qiáng)PA66，在提高材料強(qiáng)度、剛性和韌性的同時(shí)保證很好的流動(dòng)性。本發(fā)明還提供了所述二氧化硅增強(qiáng)PA66的制備方法。本發(fā)明所說的二氧化硅增強(qiáng)PA66復(fù)合材料的原料包括(按重量計(jì))PA6670-80二氧化硅13-17彈性體4-15偶聯(lián)劑0.10.3抗氧劑0.20.5潤滑劑0.51PA66為擠出級(jí)切片，可以根據(jù)用途選用不同的牌號(hào)。二氧化硅為經(jīng)偶聯(lián)劑處理的普通沉淀法生產(chǎn)的白碳黑，優(yōu)選顆粒尺寸為800目2500目，所述材料有市售。彈性體、偶聯(lián)劑、抗氧劑和潤滑劑均選自本領(lǐng)域常用的物質(zhì)，用量為常規(guī)用量。其中彈性體為馬來酸酐接枝的三元乙丙橡膠(簡稱EPDM)、辛烯乙烯共聚物(簡稱POE)或線性低密度聚乙烯(簡稱LLLDPE);偶聯(lián)劑優(yōu)選為Y—氨丙基三乙氧基硅烷、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯中的一種或兩種的任意比例的混合物抗氧劑優(yōu)選為四[P-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(簡稱1010)和(2，4二叔丁基苯基)亞磷酸三酯(簡稱168)重量比為hl的混合物；潤滑劑優(yōu)選為硬脂酸鈣或N，N'-亞乙基雙硬脂酰胺。所述二氧化硅增強(qiáng)PA66的制備方法如下所示采用二歩法復(fù)配處理二氧化硅，(1)將二氧化硅、偶聯(lián)劑、抗氧劑、潤滑劑與真空干燥后的PA66切片混合均勻后擠出造粒制得二氧化硅高填充基料，其中PA66與二氧化硅的重量比為45:55-60:40，潤滑劑用量為PA66與二氧化硅和PA66總重量的0.5-1%;(2)將上述高填充基料與彈性體、余下的PA66和潤滑劑混合均勻后擠出造粒。上述擠出工藝為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(1)采用二步法復(fù)配處理二氧化硅，使二氧化硅與PA66基體結(jié)合得更好，增強(qiáng)效果更佳；(2)與納米二氧化硅相比，添加量多，粉塵污染少，并使材料成本大大降低，拓寬了PA66的應(yīng)用范圍；(3)解決了一般礦物填充PA66表面容易浮白及注塑件易翹曲的頑疾，使材料尺寸穩(wěn)定性提高，外觀美觀平整；(4)一般礦物增強(qiáng)PA66韌性較差，而增加韌性后材料流動(dòng)性急劇下降，很難加工大型塑件。本發(fā)明將剛性、韌性和流動(dòng)性很好的結(jié)合，可用于加工大型塑件，使PA66的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例用以進(jìn)一步解釋本發(fā)明。所用的PA66為神馬工程塑料有限公司牌號(hào)FPR27N工程塑料級(jí)切片，二氧化硅為經(jīng)氨丙基三乙氧基硅烷處理的普通沉淀法生產(chǎn)的白碳黑。4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>取PA66切片15重量份，二氧化硅15重量份，氨丙基三乙氧基硅垸O.l重量份，抗氧劑10100.2重量份和抗氧劑1680.2重量份，硬脂酸鈣0.15重量份，加入高速混合機(jī)中攪拌分散均勻，出料，將其置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混擠出造粒，得到高填充基料。擠出機(jī)工藝條件為雙螺桿擠出機(jī)1-2區(qū)溫度為260°C，3-4區(qū)溫度為27(TC，5-6區(qū)溫度為265°C，7-8區(qū)溫度為26(TC，機(jī)頭溫度為25(TC，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。取第一步所得的高填充基料，與馬來酸酐接枝EPDM、余下的PA66切片和硬脂酸鈣加入高速混合機(jī)中攪拌分散均勻，出料，將其置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混擠出造粒。擠出機(jī)工藝條件為雙螺桿擠出機(jī)1-2區(qū)溫度為260°C，3-4區(qū)溫度為270°C，5-6區(qū)溫度為265°C，7-8區(qū)溫度為260。C，機(jī)頭溫度為25(TC，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>取PA66切片11重量份，二氧化硅14重量份，異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯0.1重量份，抗氧劑10100.1重量份和抗氧劑1680.1重量份，N，N'-亞乙基雙硬脂酰胺0.14重量份，加入高速混合機(jī)中攪拌分散均勻，出料，將其置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混擠出造粒，得到高填充基料。擠出機(jī)工藝條件為雙螺桿擠出機(jī)1-2區(qū)溫度為27(TC，3-4區(qū)溫度為280°C，5-6區(qū)溫度為260°C，7-8區(qū)溫度為25(TC，機(jī)頭溫度為250°C，螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分鐘。取第一步所得的高填充基料與馬來酸酐接枝LLDPE、余下的PA66切片和N，N'-亞乙基雙硬脂酰胺加入高速混合機(jī)中攪拌分散均勻，出料，將其置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混擠出造粒。擠出機(jī)工藝條件為雙螺桿擠出機(jī)1-2區(qū)溫度為27(TC，3-4區(qū)溫度為280°C，5-6區(qū)溫度為260。C，7-8區(qū)溫度為250。C，機(jī)頭溫度為25(TC，螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例3<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>取PA66切片99重量份，抗氧劑10100.2重量份和抗氧劑1680.2重量份，N，N'-亞乙基雙硬脂酰胺0.5重量份，加入高速混合機(jī)中攪拌分散均勻，出料，將其置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混擠出造粒。擠出機(jī)工藝條件為雙螺桿擠出機(jī)1-2區(qū)溫度為26(TC，3-4區(qū)溫度為270°C，5-6區(qū)溫度為250°C，7-8區(qū)溫度為240°C，機(jī)頭溫度為240°C，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。將實(shí)施例1-3和對(duì)比例所得的粒子在ll(TC鼓風(fēng)烘箱中干燥6小時(shí)，干燥后的粒子在注塑機(jī)上注塑成ASTM標(biāo)準(zhǔn)樣條，密度按ASTM792進(jìn)行，拉伸性能按ASTMD638進(jìn)行，彎曲性能按ASTMD790進(jìn)行，懸臂梁沖擊強(qiáng)度按ASTMD256進(jìn)行，熔融指數(shù)按ASTMD1238進(jìn)行，成型收縮率按ASTMD955進(jìn)行。測試結(jié)果見表1。由表1可以看出實(shí)施例1-3與對(duì)比例相比各項(xiàng)性能都有很大的提高。普通填料填充后，材料拉伸性能和沖擊強(qiáng)度均會(huì)有所下降，而采用二步法復(fù)配處理二氧化硅，使二氧化硅與PA66基體結(jié)合得更好，增強(qiáng)效果明顯，拉伸強(qiáng)度增加了1230%，彎曲模量增加了3354%,沖擊強(qiáng)度增加了94185%，而增強(qiáng)增韌后材料流動(dòng)性仍然很高。此材料將剛性、韌性和流動(dòng)性很好的結(jié)合在一起，使PA66的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。表1實(shí)施例和對(duì)比例的配方及材料性能對(duì)照表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種二氧化硅增強(qiáng)PA66，其特征在于其原料包括按重量計(jì)的以下物質(zhì)PA6670-80份二氧化硅13-17份彈性體4-15份偶聯(lián)劑0.1～0.3份抗氧劑0.2～0.5份潤滑劑0.5～1份。2.按權(quán)利要求1所述的二氧化硅增強(qiáng)PA66，其特征在于所述PA66為擠出級(jí)切片。3.按權(quán)利要求1所述的二氧化硅增強(qiáng)PA66，其特征在于所述二氧化硅為經(jīng)偶聯(lián)劑處理的普通沉淀法生產(chǎn)的白碳黑，顆粒尺寸為800目2500目。4.按權(quán)利要求1所述的二氧化硅增強(qiáng)PA66，其特征在于所述彈性體為馬來酸酐接枝的三元乙丙橡膠、辛烯乙烯共聚物或線性低密度聚乙烯。5.按權(quán)利要求1所述的二氧化硅增強(qiáng)PA66，其特征在于所述偶聯(lián)劑為Y—氨丙基三乙氧基硅烷、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯中的一種或兩種的任意比例的混合物。6.按權(quán)利要求1所述的二氧化硅增強(qiáng)PA66，其特征在于所述抗氧劑為四[e-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和(2，4二叔丁基苯基)亞磷酸三酯重量比為1:1的混合物。7.按權(quán)利要求1所述的15%二氧化硅增強(qiáng)PA66，其特征在于所述潤滑劑為硬脂酸鈣或N,N'-亞乙基雙硬脂酰胺。8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的二氧化硅增強(qiáng)PA66的制備方法，其特征在于釆用二步法復(fù)配處理二氧化硅，(1)將二氧化硅、偶聯(lián)劑、抗氧劑、潤滑劑與真空干燥后的PA66混合均勻后擠出造粒制得二氧化硅高填充基料，其中PA66與二氧化硅的重量比為45:55-60:40,潤滑劑用量為PA66與二氧化硅和PA66總重量的0.5-1%;(2)將上述高填充基料與彈性體、余下的PA66和潤滑劑混合均勻后擠出造粒。全文摘要本發(fā)明涉及一種二氧化硅增強(qiáng)PA66及其制備方法，其原料包括按重量計(jì)的以下物質(zhì)PA6670-80份、二氧化硅13-17份、彈性體4-15份、偶聯(lián)劑0.1-0.3份、抗氧劑0.2-0.5份、潤滑劑0.5-1份。制備方法如下(1)將二氧化硅、偶聯(lián)劑、抗氧劑、潤滑劑與PA66混合均勻后擠出造粒制得高填充基料，其中PA66與二氧化硅的重量比為45∶55-60∶40，潤滑劑用量為PA66與二氧化硅和PA66總重量的0.5-1％；(2)將上述高填充基料與彈性體、余下的PA66和潤滑劑混合均勻后擠出造粒。本發(fā)明將剛性、韌性和流動(dòng)性很好的結(jié)合在一起，可用于加工大型塑件，使PA66的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。文檔編號(hào)C08K9/00GK101298518SQ20081012417公開日2008年11月5日申請(qǐng)日期2008年6月13日優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日發(fā)明者明張,張靜志,李志嘉申請(qǐng)人:南京鴻瑞塑料制品有限公司