專利名稱：一種低成本阻燃耐磨高抗沖聚酰胺6復合材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子材料改性領(lǐng)域，尤其涉及一種低成本阻燃耐磨高抗沖聚酰胺6復合材料及制備方法。
背景技術(shù)：
隨著科學技術(shù)的進步，人們生活水平的不斷提高，“環(huán)?！边@個概念也越來越引起社會及人們的重視，以及近年來政府提出的“白色污染”這一新興詞匯，使得很多科研人員在進行研究時總會或多或少的考慮到這些環(huán)境問題。對于高分子-塑料領(lǐng)域而言，能夠?qū)崴苄运芰线M行回收利用，一時間也引起了高度的重視及研究，近年來這個領(lǐng)域主要研究的回料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯，而對聚酰胺6的回收研究則很少。本發(fā)明從環(huán)保這個角度出發(fā)，基體樹脂全部利用回料進行研究，最終制得了一種低成本、阻燃、高抗沖聚酰胺6復合材料。多水高嶺土又稱埃洛石(簡稱:HNTs)，分子式為=Al2O3.2Si02.4H20，天然埃洛石呈納米管狀結(jié)構(gòu)，直徑為0.Γ0.4 μ m，長度〈0.5 μ m,手感很光滑，由于其分子間的作用力較弱，故分散性較好，以及分子中含有大量的羥基，可以和聚酰胺形成氫鍵增加界面相互作用。埃洛石成本較低，一般比滑石粉價格還低，其效果也較好；另一方面，由于埃洛石中含有較多的結(jié)晶水，在燃燒時結(jié)晶水汽化吸熱且起到阻隔氧氣的作用而使得復合材料的阻燃性能有所提高。本發(fā)明將其作為無鹵阻燃劑使用，又具一定的增強作用，可明顯提高復合材料的強度、模量及熱變形溫度。本發(fā)明將埃洛石與膨脹型阻燃劑多聚磷酸銨和季戊四醇以及高效阻燃劑十溴二苯乙烷和三氧化二銻進行復配混合使用，具有一定的協(xié)同作用，比單獨使用阻燃效果好。碳化硼，分子式為B4C，俗稱人造金剛石，是一種有很高硬度的硼化物，硬度比工業(yè)金剛石低，但比碳化硅高，是繼氮化硼、金剛石、富勒烯化合物和鉆石整體纖管后的第五種已知最硬的物質(zhì)。與酸、 堿溶液不起反應，容易制造而且價格相對便宜。廣泛應用于陶瓷等硬質(zhì)材料的磨削、研磨、鉆孔等。立方氮化硼可簡寫為CBN，其晶體結(jié)構(gòu)類似金剛石，硬度略低于金剛石(立方氮化硼維氏硬度HV72000 98000兆帕，金剛石維氏硬度HV100000兆帕)，因此它與金剛石統(tǒng)稱為超硬材料，常用作磨料和刀具材料。本文將碳化硼與立方氮化硼復配使用可明顯提高復合材料的耐磨性能。離聚體一般為乙烯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸三元嵌段共聚物的鈉、鉀、鋅鹽，具有一定的彈性。由于離聚體中含有鈉、鉀、鋅等離子，故具有較強的極性，與聚酰胺的相互作用較大，將其作為聚丙烯和聚酰胺的增韌劑也起到一定的增容效果。本發(fā)明將其與乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐共用(至今尚未見報道)，起到一定的協(xié)同作用，可明顯提高復合材料的韌性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于選用回料作為研究對象、選用多水高嶺土作為阻燃劑、選用離聚體與乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐作為增韌劑，提供了一種低成本、阻燃、耐磨、高抗沖聚酰胺6復合材料。本發(fā)明的另一目的是提供上述復合材料的制備方法。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種低成本、阻燃、耐磨、高抗沖聚酰胺6復合材料，由如下重量份數(shù)的組分制成:
回收聚酰胺6100份、
回收聚丙烯5(Γ100份、
阻燃劑2(Γ60份、
耐磨填料10 20份、
偶聯(lián)劑0.2^0.6份、
增韌劑15 35份、
加工助劑0.Γ2份。所述的回收聚酰胺6 (回收ΡΑ6)的數(shù)均分子量Mn的范圍為500(Γ12000，其來源廣泛，如可以為尼龍廢絲的造粒料等。所述的回收聚丙烯(回收PP)的數(shù)均分子量Mn的范圍為20000 40000，其來源廣泛，如可以為洗衣機外殼回料 、塑料桶回料等回料的造粒料。所述的阻燃劑包括阻燃劑A和阻燃協(xié)效劑B，所述的阻燃劑A為多水高嶺土(HNTs )、多聚磷酸胺(APP)、季戊四醇(PER)和十溴二苯乙烷(DBDPE)的混合物，所述的阻燃協(xié)效劑B為三氧化二銻(Sb2O3)和硼酸鋅(ZB)中的一種或兩種，所述的多水高嶺土粒徑為400 1000 目。所述的耐磨填料為碳化硼(B4C)粉末和立方氮化硼(CBN)粉末，耐磨填料碳化硼粉末和立方氮化硼粉末的質(zhì)量比為4:Γ :4，且粒徑為500(Tl0000目。所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑中的一種或兩種，且鈦酸酯偶聯(lián)劑為異丙基二 (二羊基焦憐酸酸氧基)欽酸酯(TMC-201),娃燒偶聯(lián)劑為3-氨丙基二乙氧基娃燒(ΚΗ550)。所述的增韌劑為乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐(POE-g-MAH)和離聚體的混合物，所述的離聚體為乙烯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸三元嵌段共聚物及其鈉、鉀、鋅鹽中的一種或幾種，優(yōu)選為乙烯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸三元嵌段共聚物的鈉鹽，例如:美國杜邦公司的沙林8920、8940中的一種或幾種。所述的增韌劑離聚體和乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐的質(zhì)量比為4:Γ1:4。所述的加工助劑為白油、硬脂酸、硬脂酸鈣中的一種或幾種。本發(fā)明的低成本、阻燃、耐磨、高抗沖聚酰胺6復合材料的制備方法，包括下述步驟:
第一步，將2(Γ60份阻燃劑和1(Γ20份耐磨填料置于高速混合機中，接著開啟電源，將0.Γ0.3份的偶聯(lián)劑從高速混合機上蓋的小孔緩緩加入，耗時3 5min，混合溫度為80^900C，將表面處理好的阻燃劑和耐磨填料取出，備用；
第二步，將100份回收聚酰胺6、5(Γ100份回收聚丙烯、15 35份增韌劑經(jīng)高速混合機常溫混合2 5min,接著加入0.1 "0.3份偶聯(lián)劑經(jīng)高速混合機高溫混合2 5min,混合溫度為8(T9(TC，再加入第一步制備好的2(Γ60份阻燃劑和1(Γ20份耐磨填料高溫混合2 5min，混合溫度為8(T90°C，最后加入0.Γ2份加工助劑常溫混合2飛min，整個混合過程中混合機轉(zhuǎn)速為20(Γ250轉(zhuǎn)/min ;接著將混合好的料放入溫度為8(Tl00°C真空干燥箱中干燥1(Γ 5小時；
第三步，取出干燥好的混合料，經(jīng)擠出機熔融擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝；擠出機加熱溫度保持在14(T245°C之間，擠出螺桿長徑比為3(Γ40之間，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為200 300轉(zhuǎn)/min,喂料速度為20 25轉(zhuǎn)/min。優(yōu)選的所述回收聚酰胺6在進行第二步之前，先在8(Tl00°C條件下真空干燥10 15小時。優(yōu)選的所述偶聯(lián)劑使用前用無水乙醇醇解l(Tl5min，且按重量份數(shù)配比為偶聯(lián)劑:無水乙醇=1:3。本發(fā)明的有益之處:
(I)、隨著社會的不斷發(fā)展，人們對環(huán)保要求的不斷提升，本發(fā)明采用市面上較多的回料如聚酰胺6回料和聚丙烯回料作為研究基礎(chǔ)，可改善環(huán)境污染，降低能耗。本發(fā)明主要是提高現(xiàn)有聚酰胺6回料和聚丙烯回料的利用價值。(2)、一般阻燃劑較多的為鹵素阻燃劑，不滿足現(xiàn)有社會環(huán)保的要求；再者，阻燃劑一般為兩種類型的阻燃劑復配使用，本發(fā)明將新型無機阻燃劑-多水高嶺土與磷系阻燃劑-多聚磷酸銨、季戊四醇、環(huán)保阻燃劑-十溴二苯乙烷、阻燃協(xié)效劑-三氧化二銻和硼酸鋅復配使用可得到阻燃性能良好的聚合物復合材料。(3)、一般聚丙烯的增韌劑為異丙橡膠或三元異丙橡膠以及聚酰胺的增韌劑為三元異丙橡膠或乙烯-辛烯共 聚物，本發(fā)明采用新型增韌劑離聚體與乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐復配使用可明顯改善復合材料的韌性，較單獨使用的增韌效果好。(4)、特殊的材料加工工藝。對于上述復合材料的制備方法，加工工藝方面有如下幾點需要強調(diào):
A:第一步中混合溫度確定為8(T90°C。溫度高于90°C時，無水乙醇揮發(fā)過快，在還沒有混合均勻的的情況下，無水乙醇已全部揮發(fā)；溫度低于低于80°C時，不利于偶聯(lián)劑與阻燃齊U、耐磨填料之間相互作用。B:第二步中將混合好的料放入溫度為SCTlOCTC真空干燥箱中干燥1(Γ15小時。這有利于阻燃劑、耐磨填料與基體樹脂之間的相互作用，增加了兩者之間的作用時間。C:將偶聯(lián)劑分成兩份，分別處理阻燃劑和基體樹脂，分兩步處理。這有利于阻燃劑在基體樹脂中的分散，提高復合材料的綜合性能。(5):一般耐磨填料為二氧化硅、二硫化鑰等，而本發(fā)明將碳化硼作為耐磨填料，碳化硼分子式為B4C，俗稱人造金剛石，是一種有很高硬度的硼化物，硬度比工業(yè)金剛石低，但比碳化硅高，是繼氮化硼、金剛石、富勒烯化合物和鉆石整體纖管后的第五種已知最硬的物質(zhì)。與酸、堿溶液不起反應，容易制造而且價格相對便宜。廣泛應用于陶瓷等硬質(zhì)材料的磨肖IJ、研磨、鉆孔等。將其作為塑料的耐磨填料至今未見報道。立方氮化硼可簡寫為CBN，其晶體結(jié)構(gòu)類似金剛石，硬度略低于金剛石(立方氮化硼維氏硬度HV72000 98000兆帕，金剛石維氏硬度HV100000兆帕)，因此它與金剛石統(tǒng)稱為超硬材料，常用作磨料和刀具材料。本文將碳化硼與立方氮化硼復配使用可明顯提高復合材料的耐磨性能。(6)、本發(fā)明最大的特點就是將回料、阻燃劑、新型增韌劑、新型耐磨填料復合使用，制得了高性能復合材料，其具有較高的強度、韌性、阻燃、耐磨、低成本等特點且應用領(lǐng)域廣闊，可應用于包括汽車業(yè)、家電業(yè)、精密電子電器等領(lǐng)域。
具體實施例方式下面結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進一步說明。以下所有實施例及對比例中測試項目均執(zhí)行相應的測試標準，即沖擊性能執(zhí)行GB/T 1843 ;耐磨性能執(zhí)行GB/T 3960 ;阻燃性能執(zhí)行GB/T2406。如無特別說明，實施例中所述份數(shù)均為重量份。實施例中所用回收PA6為尼龍6廢絲的造粒料，數(shù)均分子量Mn的范圍為500(Γ12000，回收PP為PP塑料桶回料的造粒料，數(shù)均分子量Mn的范圍為2000(Γ40000。增韌劑為乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐(POE-g-MAH)和離聚體的混合物，所述的離聚體為乙烯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸三元嵌段共聚物及其鈉、鉀、鋅鹽中的一種或幾種，優(yōu)選為乙烯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸三元嵌段共聚物的鈉鹽，例如:美國杜邦公司的沙林8920、8940中的一種或幾種。
實施例1
第一步，將5份粒徑為400目的HNTs、3份APP、2份PER、7份DBDPE、3份Sb2O3和5份粒徑為5000目的B4C和5份粒徑為5000目的CBN置于高速混合機中，接著開啟電源，將0.1份的TMC-201從高速混合機上蓋的小孔緩緩加入，耗時3min，混合溫度為80°C，將表面處理好的阻燃劑和耐磨填料取出，備用。

第二步，將100份回收PA6、50份回收PP、10份POE-g-MAH和5份沙林8920經(jīng)高速混合機常溫混合2min,接著加入0.1份KH550經(jīng)高速混合機高溫混合2min,混合溫度為80°C，再加入第一步制備好的阻燃劑和耐磨填料高溫混合2min，混合溫度為80°C，最后加入0.1份白油常溫混合2min，整個混合過程中混合機轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min ;接著將混合好的料放入溫度為80°C真空干燥箱中干燥10小時?；厥站埘０?在進行第二步之前，先在80°C條件下真空干燥10小時；偶聯(lián)劑TMC-201、KH550使用前用無水乙醇醇解lOmin，且重量份數(shù)配比為偶聯(lián)劑:無水乙醇=1:3。第三步，取出干燥好的混合料，經(jīng)擠出機熔融擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝。擠出機加熱溫度從喂料段到機頭依次為140 V、160 V、180 V、200 V、220 V、230 V、240 V、240 V、240 V、245 V之間，擠出螺桿長徑比為30之間，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min，喂料速度為20轉(zhuǎn)/min?；拘阅芤姳鞩。
對比例I
第一步，將20份粒徑為400目的HNTs和5份粒徑為5000目的B4C和5份粒徑為5000目的CBN置于高速混合機中，接著開啟電源，將0.1份的TMC-201從高速混合機上蓋的小孔緩緩加入，耗時3min，混合溫度為80°C，將表面處理好的阻燃劑和耐磨填料取出，備用。第二步，將100份回收PA6、50份回收PP、10份POE-g-MAH和5份沙林8920經(jīng)高速混合機常溫混合2min,接著加入0.1份KH550經(jīng)高速混合機高溫混合2min,混合溫度為80°C，再加入第一步制備好的阻燃劑和耐磨填料高溫混合2min，混合溫度為80°C，最后加入0.1份白油常溫混合2min，整個混合過程中混合機轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min ;接著將混合好的料放入溫度為80°C真空干燥箱中干燥10小時。取出干燥好的混合料，經(jīng)擠出機熔融擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝。擠出機加熱溫度從喂料段到機頭依次為140°C、160°C、180°C、200°C、220°C、230°C、240 V、240 V、240 V、245 V之間，擠出螺桿長徑比為30之間，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min，喂料速度為20轉(zhuǎn)/min。基本性能見表I。注:回收聚酰胺6在進行第二步之前，先在80°C條件下真空干燥10小時；偶聯(lián)劑TMC-20UKH550使用前用無水乙醇醇解lOmin，且重量份數(shù)配比為偶聯(lián)劑:無水乙醇=1:3。
對比例2
第一步，將12份APP、8份PER和5份粒徑為5000目的B4C和5份粒徑為5000目的CBN置于高速混合機中，接著開啟電源，將0.1份的TMC-201從高速混合機上蓋的小孔緩緩加入，耗時3min，混合溫度為80°C，將表面處理好的阻燃劑和耐磨填料取出，備用。第二步，將100份回收PA6、50份回收PP、10份POE-g-MAH和5份沙林8920經(jīng)高速混合機常溫混合2min,接著加入0.1份KH550經(jīng)高速混合機高溫混合2min,混合溫度為80°C，再加入第一步制備好的阻燃劑和耐磨填料高溫混合2min，混合溫度為80°C，最后加入0.1份白油常溫混合2min，整個混合過程中混合機轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min ;接著將混合好的料放入溫度為80°C真空干燥箱中干燥10小時。取出干燥好的混合料，經(jīng)擠出機熔融擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝。擠出機加熱溫度從喂料段到機頭依次為140°C、160°C、180°C、200°C、220°C、230°C、240 V、240°C、240°C、245 V之間，擠出螺桿長徑比為30之間，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min，喂料速度為20轉(zhuǎn)/min?；拘阅芤姳鞩。注:回收聚酰胺6在進行第二步之前，先在80°C條件下真空干燥10小時；偶聯(lián)劑TMC-20UKH550使用前用無水乙醇醇解lOmin，且重量份數(shù)配比為偶聯(lián)劑:無水乙醇=1:3。
對比例3
第一步，將14份DBDPE、6份Sb2O3和5份粒徑為5000目的B4C和5份粒徑為5000目的CBN置于高速混合機中，接著開啟電源，將0.1份的TMC-201從高速混合機上蓋的小孔緩緩加入，耗時3min，混合溫度為80°C，將表面處理好的阻燃劑和耐磨填料取出，備用。第二步，將100份回收PA6、50份回收PP、10份POE-g-MAH和5份沙林8920經(jīng)高速混合機常溫混合2min,接著加入0.1份KH550經(jīng)高速混合機高溫混合2min,混合溫度為80°C，再加入第一步制備好的阻燃劑和耐磨填料高溫混合2min，混合溫度為80°C，最后加入0.1份白油常溫混合2min，整個混合過程中混合機轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min ;接著將混合好的料放入溫度為80°C真空干燥箱中干燥10小時。取出干燥好的混合料，經(jīng)擠出機熔融擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝。擠出機加熱溫度從喂料段到機頭依次為140°C、160°C、180°C、200°C、220°C、230°C、240 V、240 V、240 V、245 V之間，擠出螺桿長徑比為30之間，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min，喂料速度為20轉(zhuǎn)/min?；拘阅芤姳鞩。注:回收聚酰胺6在進行第二步之前，先在80°C條件下真空干燥10小時；偶聯(lián)劑TMC-20UKH550使用前用無水乙醇醇解lOmin，且重量份數(shù)配比為偶聯(lián)劑:無水乙醇=1:3。對比例4
第一步，將6份APP,3份PER,8份DBDPE、3份Sb2O3和5份粒徑為5000目的B4C和5份粒徑為5000目的CBN置于高速混合機中，接著開啟電源，將0.1份的TMC-201從高速混合機上蓋的小孔緩緩加入，耗時3min，混合溫度為80°C，將表面處理好的阻燃劑和耐磨填料取出，備用。第二步，將100份回收PA6、50份回收PP、10份POE-g-MAH和5份沙林8920經(jīng)高速混合機常溫混合2min,接著加入0.1份KH550經(jīng)高速混合機高溫混合2min,混合溫度為80°C，再加入第一步制備好的阻燃劑和耐磨填料高溫混合2min，混合溫度為80°C，最后加入0.1份白油常溫混合2min，整個混合過程中混合機轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min ;接著將混合好的料放入溫度為80°C真空干燥箱中干燥10小時。取出干燥好的混合料，經(jīng)擠出機熔融擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝。擠出機加熱溫度從喂料段到機頭依次為140°C、160°C、180°C、200 V、220 V、230 V、240 V、240 V、240 V、245 V之間，擠出螺桿長徑比為30之間，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min，喂料速度為20轉(zhuǎn)/min?；拘阅芤姳鞩。注:回收聚酰胺6在進行第二步之前，先在80°C條件下真空干燥10小時；偶聯(lián)劑TMC-20UKH550使用前用無水乙醇醇解lOmin，且重量份數(shù)配比為偶聯(lián)劑:無水乙醇=1:3。
對比例5
第一步，將5份粒徑為400目的HNTs、3份APP、2份PER、7份DBDPE、3份Sb2O3置于高速混合機中，接著開啟電源，將0.1份的TMC-201從高速混合機上蓋的小孔緩緩加入，耗時3min,混合溫度為80°C，將表面處理好的阻燃劑和耐磨填料取出，備用。第二步，將100份回收PA6、50份回收PP、10份POE-g-MAH和5份沙林8920經(jīng)高速混合機常溫混合2min, 接著加入0.1份KH550經(jīng)高速混合機高溫混合2min,混合溫度為80°C，再加入第一步制備好的阻燃劑和耐磨填料高溫混合2min，混合溫度為80°C，最后加入0.1份白油常溫混合2min，整個混合過程中混合機轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min ;接著將混合好的料放入溫度為80°C真空干燥箱中干燥10小時。取出干燥好的混合料，經(jīng)擠出機熔融擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝。擠出機加熱溫度從喂料段到機頭依次為140°C、160°C、180°C、200°C、220°C、230°C、240 V、240 V、240 V、245 V之間，擠出螺桿長徑比為30之間，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min，喂料速度為20轉(zhuǎn)/min?；拘阅芤姳鞩。注:回收聚酰胺6在進行第二步之前，先在80°C條件下真空干燥10小時；偶聯(lián)劑TMC-20UKH550使用前用無水乙醇醇解lOmin，且重量份數(shù)配比為偶聯(lián)劑:無水乙醇=1:3。
對比例6
第一步，將5份粒徑為400目的HNTs,3份APP,2份PER,7份DBDPE、3份Sb2O3和10份粒徑為5000目的B4C置于高速混合機中，接著開啟電源，將0.1份的TMC-201從高速混合機上蓋的小孔緩緩加入，耗時3min，混合溫度為80°C，將表面處理好的阻燃劑和耐磨填料取出，備用。第二步，將100份回收PA6、50份回收PP、10份POE-g-MAH和5份沙林8920經(jīng)高速混合機常溫混合2min,接著加入0.1份KH550經(jīng)高速混合機高溫混合2min,混合溫度為80°C，再加入第一步制備好的阻燃劑和耐磨填料高溫混合2min，混合溫度為80°C，最后加入0.1份白油常溫混合2min，整個混合過程中混合機轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min ;接著將混合好的料放入溫度為80°C真空干燥箱中干燥10小時。取出干燥好的混合料，經(jīng)擠出機熔融擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝。擠出機加熱溫度從喂料段到機頭依次為140°C、160°C、180°C、200 V、220 V、230 V、240 V、240 V、240 V、245 V之間，擠出螺桿長徑比為30之間，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min，喂料速度為20轉(zhuǎn)/min?；拘阅芤姳鞩。注:回收聚酰胺6在進行第二步之前，先在80°C條件下真空干燥10小時；偶聯(lián)劑TMC-20UKH550使用前用無水乙醇醇解lOmin，且重量份數(shù)配比為偶聯(lián)劑:無水乙醇=1:3。
對比例7
第一步，將5份粒徑為400目的HNTs,3份APP,2份PER,7份DBDPE、3份Sb2O3和10份粒徑為5000目的CBN置于高速混合機中，接著開啟電源，將0.1份的TMC-201從高速混合機上蓋的小孔緩緩加入，耗時3min，混合溫度為80°C，將表面處理好的阻燃劑和耐磨填料取出，備用。第二步，將100份回收PA6、50份回收PP、10份POE-g-MAH和5份沙林8920經(jīng)高速混合機常溫混合2min,接著加入0.1份KH550經(jīng)高速混合機高溫混合2min,混合溫度為80°C，再加入第一步制備好的阻燃劑和耐磨填料高溫混合2min，混合溫度為80°C，最后加入0.1份白油常溫混合2min，整個混合過程中混合機轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min ;接著將混合好的料放入溫度為80°C真空干燥箱中干燥10小時。取出干燥好的混合料，經(jīng)擠出機熔融擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝。擠出機加熱溫度從喂料段到機頭依次為140°C、160°C、180°C、200°C、220°C、230°C、240 V、240 V、240 V、245 V之間，擠出螺桿長徑比為30之間，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min，喂料速度為20轉(zhuǎn)/min。基本性能見表I。注:回收聚酰胺6在進行第二步之前，先在80°C條件下真空干燥10小時；偶聯(lián)劑TMC-20UKH550使用前用無水乙醇醇解lOmin，且重量份數(shù)配比為偶聯(lián)劑:無水乙醇=1:3。表-1實施例1和對比例f 7的基本性能
權(quán)利要求
1.一種低成本阻燃耐磨高抗沖聚酰胺6復合材料，按重量份數(shù)計，由如下組分制成: 回收聚酰胺6100份、 回收聚丙烯5(Γ100份、 阻燃劑2(Γ60份、 耐磨填料10 20份、 偶聯(lián)劑0.2^0.6份、 增韌劑15 35份、 加工助劑0.Γ2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述低成本阻 燃耐磨高抗沖聚酰胺6復合材料，其特征在于，所述回收聚酰胺6的數(shù)均分子量Mn的范圍為500(Γ12000，回收聚丙烯的數(shù)均分子量Mn的范圍為20000~40000 ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述低成本阻燃耐磨高抗沖聚酰胺6復合材料，其特征在于，所述阻燃劑包括阻燃劑A和阻燃協(xié)效劑B，其中阻燃劑A為多水高嶺土、多聚磷酸銨、季戊四醇和十溴二苯乙烷的混合物，阻燃協(xié)效劑B為三氧化二銻和硼酸鋅中的一種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述低成本阻燃耐磨高抗沖聚酰胺6復合材料，其特征在于，所述耐磨填料為碳化硼粉末和立方氮化硼粉末混合物，所述耐磨填料碳化硼粉末和立方氮化硼粉末的質(zhì)量比為4:Γ1:4以及耐磨填料的粒徑為500(Γ10000目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述低成本阻燃耐磨高抗沖聚酰胺6復合材料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑中的一種或兩種，所述鈦酸酯偶聯(lián)劑為異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯，硅烷偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述低成本阻燃耐磨高抗沖聚酰胺6復合材料，其特征在于，所述增韌劑為離聚體和乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐的混合物，且離聚體和乙烯-辛烯共聚物接枝馬來酸酐的質(zhì)量比為4:Γ1:4，所述離聚體為乙烯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸三元嵌段共聚物及其鈉鹽、鉀鹽、鋅鹽中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述低成本阻燃耐磨高抗沖聚酰胺6復合材料，其特征在于，所述加工助劑為白油、硬脂酸、硬脂酸鈣中的一種或幾種。
8.權(quán)利要求1-7任一項所述低成本阻燃耐磨高抗沖聚酰胺6復合材料的制備方法，其特征在于，包括下述步驟: 第一步，將2(Γ60份阻燃劑和1(Γ20份耐磨填料置于高速混合機中，接著開啟電源，將0.Γ0.3份的偶聯(lián)劑從高速混合機上蓋的小孔緩緩加入，耗時3 5min，混合溫度為80^900C，將表面處理好的阻燃劑和耐磨填料取出，備用； 第二步，將100份回收聚酰胺6、5(Γ100份回收聚丙烯、15 35份增韌劑經(jīng)高速混合機常溫混合2 5min,接著加入0.1 "0.3份偶聯(lián)劑經(jīng)高速混合機高溫混合2 5min,混合溫度為8(T9(TC，再加入第一步制備好的2(Γ60份阻燃劑和1(Γ20份耐磨填料高溫混合2 5min，混合溫度為8(T90°C，最后加入0.Γ2份加工助劑常溫混合2飛min，整個混合過程中混合機轉(zhuǎn)速為20(Γ250轉(zhuǎn)/min ;接著將混合好的料放入溫度為8(Tl00°C真空干燥箱中干燥1(Γ 5小時； 第三步，取出干燥好的混合料，經(jīng)擠出機熔融擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝；擠出機加熱溫度保持在14(T245°C之間，擠出螺桿長徑比為3(Γ40之間，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為200 300轉(zhuǎn)/min,喂料速度為20 25轉(zhuǎn)/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述低成本阻燃耐磨高抗沖聚酰胺6復合材料的制備方法，其特征在于，所述回收聚酰胺6在進行第二步之前，先在8(noo°c條件下真空干燥1(Γ15小時。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述低成本阻燃耐磨高抗沖聚酰胺6復合材料的制備方法，其特征在于，所述偶聯(lián)劑使用前用無水乙醇醇解l(Tl5min，且按重量份數(shù)配比為偶聯(lián)劑:無水乙醇= 1:3。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有低成本、阻燃、耐磨、高抗沖等性能的聚酰胺6復合材料的及其制備方法。本發(fā)明的復合材料由如下重量分數(shù)的組分制成100份回收聚酰胺6、50~100份回收聚丙烯、阻燃劑20~60份、耐磨填料10~20份、偶聯(lián)劑0.2~0.6份、增韌劑15~35份、加工助劑0.1~2份。本發(fā)明的復合材料具有較高的強度、韌性、阻燃、耐磨、低成本等特點且應用領(lǐng)域廣闊，可應用于包括汽車業(yè)、家電業(yè)、精密電子電器等領(lǐng)域。
文檔編號C08K5/01GK103102680SQ20131005377
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月20日
發(fā)明者楊桂生, 俞飛 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司