連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)pa66復(fù)合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物及其制備方法。該復(fù)合物包括以下重量百分含量的各組分：PA6645～70％，連續(xù)長鋁纖維20～45％，相容劑5～15％，抗氧劑0.5～1％，潤滑劑0.5～1％。將PA66、相容劑、抗氧劑、潤滑劑加入雙螺桿擠出機(jī)塑化，輸送到高溫熔體浸潤模頭內(nèi)的高溫熔體浸潤槽中，浸潤模頭內(nèi)溫度280～330℃，擠出機(jī)溫度260～280℃；將連續(xù)長鋁纖維以20～100m/min的速度牽引輸入浸潤槽浸潤后，冷卻，切粒，即可。本發(fā)明的復(fù)合物制品內(nèi)纖維平均長度較大，且長纖維在注塑制品內(nèi)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得力學(xué)性能及其它物理性能均優(yōu)于短切纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料。
【專利說明】連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物，尤其是涉及一種連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在國內(nèi)外，PA66材料增強(qiáng)用的纖維有玻纖纖維、碳纖維、鋁纖維、不銹鋼纖維等等。纖維增強(qiáng)PA66材料的增強(qiáng)方式分為兩種:短切纖維增強(qiáng)和連續(xù)長纖增強(qiáng)。與傳統(tǒng)的短切纖維增強(qiáng)粒料相比，長纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(LFRTP)具有更高的綜合性能。連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物可用于工業(yè)和民用的眾多領(lǐng)域，包括汽車、器械、娛樂、食品加工、通訊、電子電氣、電動(dòng)工具、園藝等。在總用量中，汽車應(yīng)用占80%，其一大趨勢是在組合式部件(如前端組件和車門組件)中取代金屬。
[0003]然而，在國內(nèi)連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66材料還是一個(gè)比較前沿的研究領(lǐng)域，目前這方面的研究很少，主要原因是國內(nèi)的一些公司沒有解決PA66與鋁纖維相容性的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了填補(bǔ)國內(nèi)在連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66材料方面研究的空白而提供一種連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物及其制備方法。本發(fā)明的連續(xù)鋁纖維增強(qiáng)PA66材料具有的突出特點(diǎn)為:長纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料制品內(nèi)纖維的平均長度較大，并且長纖維在注塑制品內(nèi)可以形成一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使長纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料制品的力學(xué)性能及其它物理性能均優(yōu)于短切纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:`[0006]本發(fā)明涉及一種連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物，所述復(fù)合物包括以下重量百分比含量的各組分:PA6645-70 %，連續(xù)長鋁纖維20-45 %，相容劑5-15 %，抗氧劑0.5-I %，潤滑劑0.5-I %。
[0007]優(yōu)選的，所述PA66(聚己二酰己二胺)，熔融指數(shù)為100-1500g/10min。
[0008]優(yōu)選的，所述連續(xù)長鋁纖維為表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的PA66專用無堿鋁纖維。該鋁纖維可以為湖南惠同新材料的鋁纖維10-18L或鋁纖維25-28L ;河北穩(wěn)泰的鋁纖維19L或30L。所述鋁纖維經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理，處理方法是:鋁纖維在硅烷偶聯(lián)劑浸潤槽中浸泡及經(jīng)過。
[0009]優(yōu)選的，所述相容劑為上海日之升的馬來酸酐接枝PA66。型號可以為CMG9809。
[0010]優(yōu)選的，所述抗氧劑為高分子量受阻酚類抗氧劑。該高分子量指的是重均分子量為 500 -1000000。
[0011]優(yōu)選的，所述潤滑劑為TAF，改性乙撐雙硬脂酰胺。
[0012]本發(fā)明還涉及一種前述的連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物的制備方法，包括如下步驟:
[0013]第一步:將所述PA66、相容劑、抗氧劑、潤滑劑加入雙螺桿擠出機(jī)中塑化，輸送到高溫熔體浸潤模頭內(nèi)的高溫熔體浸潤槽中，所述高溫熔體浸潤模頭內(nèi)的溫度為280-330°C，所述高溫熔體浸潤槽長度為2-6m，所述雙螺桿擠出機(jī)的溫度260-280°C ；
[0014]第二步:將連續(xù)長鋁纖維以20-100m/min的速度牽引輸入所述高溫熔體浸潤槽中，充分浸潤后，冷卻，切粒，即得所述連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物。
[0015]與短切非連續(xù)鋁纖維相比，本發(fā)明采用連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物，由于連續(xù)長鋁纖維在PA66中保留長度較長，使復(fù)合材料具有更高的機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度。相容劑有效地提高了 PA66與鋁纖維界面間的結(jié)合力，明顯提高了復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度?？寡鮿橐环N受阻酚類抗氧劑可提高組合物在加工過程的抗氧化性能和使用過程中的抗老化性能。潤滑劑提高了 PA66的流動(dòng)性，明顯提高了 PA66對鋁纖維的浸潤效果，結(jié)果是明顯提高了復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:本發(fā)明的連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物具有更高的機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度，外觀良好，低翹曲，可以廣泛用于工業(yè)和民用的眾多領(lǐng)域，包括汽車、器械、娛樂、食品加工、通訊、電子電氣、電動(dòng)工具、園藝等。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干調(diào)整和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0018]實(shí)施例1
[0019]本實(shí)施例的連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物包括如表I所示的重量百分比含量的各組分；制備時(shí)，按表I所示的重量配比稱取原料放入高混機(jī)中混合2-5分鐘，出料，然后用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，具體步驟如下:
[0020]第一步:將PA66、相容劑、抗氧劑、潤滑劑按比例加入到雙螺桿擠出機(jī)中，通過雙螺桿擠出機(jī)塑化后，輸送到高溫熔體浸潤模頭內(nèi)的高溫熔體浸潤槽中，高溫熔體浸潤模頭內(nèi)的溫度為280-330°C，高溫熔體浸潤槽長度為6m，雙螺桿擠出機(jī)的溫度260-280°C ；
[0021]第二步:將連續(xù)長鋁纖維以100m/min的速度牽引輸入高溫熔體浸潤槽中，充分浸潤后，冷卻，切粒，得到該連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物。
[0022]其中，雙螺桿擠出機(jī)以及高溫熔體浸潤槽等的工藝參數(shù)如表2所示。
[0023]實(shí)施例2
[0024]本實(shí)施例的連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物包括如表I所示的重量百分比含量的各組分；其具體制備同實(shí)施例1，所不同之處在于:
[0025]第一步:高溫熔體浸潤槽長度為2m，
[0026]第二步:連續(xù)長招纖維的加入牽引速度為20m/min。
[0027]實(shí)施例3
[0028]本實(shí)施例的連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物包括如表I所示的重量百分比含量的各組分；其具體制備同實(shí)施例1，所不同之處在于:
[0029]第一步:高溫熔體浸潤槽長度為4m，
[0030]第二步:連續(xù)長招纖維的加入牽引速度為60m/min。[0031]實(shí)施例4
[0032]本實(shí)施例的連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物包括如表I所示的重量百分比含量的各組分；其具體制備同實(shí)施例1，所不同之處在于:
[0033]第一步:高溫熔體浸潤槽長度為3m，
[0034]第二步:連續(xù)長招纖維的加入牽引速度為70m/min。
[0035]對比例I-3
[0036]本對比例I-3的連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物包括如表I所示的重量百分比含量的各組分；其具體制備同實(shí)施例4。
[0037]表I中，PA66指的是熔融指數(shù)為800-1000g/10min的PA66。需要說明的是，本發(fā)明的PA66不限于表I中的PA66，可以為熔融指數(shù)為100-1500g/10min的任意PA66 ;本發(fā)明的連續(xù)長鋁纖維不限于以上實(shí)施例中的經(jīng)南京辰工有機(jī)硅的KH-560偶聯(lián)處理后的惠同10-18L，可以為任意表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的PA66專用無堿鋁纖維，以PA66專用無堿鋁纖維為例，其可以是湖南惠同新材料的鋁纖維10-18L或鋁纖維25-28L ;河北穩(wěn)泰的鋁纖維19L或30L ;本發(fā)明采用的相容劑為上海日之升的馬來酸酐接枝PA66，型號為CMG9809 ；本發(fā)明采用的抗氧劑不限于以上實(shí)施例中的汽巴抗氧劑168，其可以為任意重均分子量為500-1000000的高分子量受阻酚類抗氧劑，如汽巴的抗氧劑1010、1076、1098等；本發(fā)明采用的潤滑劑也不限于以上實(shí)施例中汽巴的改性乙撐雙硬脂酰胺。
[0038]表I
[0039]
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物，其特征在于，所述復(fù)合物包括以下重量百分比含量的各組分:PA6645-70%，連續(xù)長鋁纖維20-45%，相容劑5-15%，抗氧劑0.5-I %，潤滑劑0.5-I %。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物，其特征在于，所述PA66為均聚PA66，熔融指數(shù)為100-1500g/10min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物，其特征在于，所述連續(xù)長鋁纖維為表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的PA66專用無堿鋁纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物，其特征在于，所述相容劑為上海日之升的馬來酸酐接枝PA66。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物，其特征在于，所述抗氧劑為高分子量受阻酚類抗氧劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物，其特征在于，所述潤滑劑為TAF。
7.—種如權(quán)利要求1所述的連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步:將所述PA66、相容劑、抗氧劑、潤滑劑加入雙螺桿擠出機(jī)中塑化，輸送到高溫熔體浸潤模頭內(nèi)的高溫熔體浸潤槽中，所述高溫熔體浸潤模頭內(nèi)的溫度 為280-330°C，所述高溫熔體浸潤槽長度為2-6m，所述雙螺桿擠出機(jī)的溫度260-280°C ； 第二步:將所述連續(xù)長鋁纖維以20-100m/min的速度牽引輸入所述高溫熔體浸潤槽中，充分浸潤后，冷卻，切粒，即得所述連續(xù)長鋁纖維增強(qiáng)PA66復(fù)合物。
【文檔編號】C08L77/06GK103450676SQ201310342905
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月7日
【發(fā)明者】郭建鵬, 孟成銘, 金幸 , 陳超, 楊濤 申請人:上海日之升新技術(shù)發(fā)展有限公司