低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于碳纖維增強(qiáng)尼龍材料【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料及其制備方法和在電子電器、航空航天、交通運(yùn)輸、電動(dòng)工具等領(lǐng)域中的應(yīng)用，特別適用于一些薄壁且對材料力學(xué)性能要求較高的電子器件和電動(dòng)工具。該材料包含以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分：尼龍32.5～57.7％；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料5～15％；碳纖維5～25％；玻璃纖維5～25％；無鹵阻燃劑5～12％；阻燃協(xié)效劑1～5％；相容劑0～5％；其他助劑0.1～0.3％。本發(fā)明利用PA/ABS作為合金基體，玻璃纖維和碳纖維復(fù)配增強(qiáng)，獲得優(yōu)異力學(xué)性能的同時(shí)，降低密度，提高流動(dòng)性，降低內(nèi)應(yīng)力，降低薄壁制品的翹曲率。
【專利說明】低翹曲率的無南阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于碳纖維增強(qiáng)尼龍材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種低翹曲率的無鹵阻燃碳 纖維增強(qiáng)尼龍合金材料及其制備方法和在電子電器、航空航天、交通運(yùn)輸、電動(dòng)工具等領(lǐng)域 中的應(yīng)用，特別適用于一些薄壁且對材料力學(xué)性能要求較高的電子器件和電動(dòng)工具。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚酰胺纖維俗稱尼龍（Nylon)，密度1. 15g/cm3,是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基 團(tuán)-[NHC0]-的熱塑性樹脂總稱，按照聚合物主鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類主要包括脂肪族尼龍和芳 香族尼龍兩類。由于其具有耐磨、耐油、自潤滑、耐沖擊等諸多優(yōu)良性能，尼龍材料被廣泛應(yīng) 用于機(jī)械、汽車、儀表等行業(yè)。脂肪族聚酰胺分子結(jié)構(gòu)中的高極性酰胺基團(tuán)和長的柔性脂肪 族鏈段使這類材料同時(shí)具有吸水性高、產(chǎn)品收縮率大等缺點(diǎn)，尤其是玻纖或者碳纖維增強(qiáng) 的尼龍材料在做薄壁制品時(shí)容易產(chǎn)生制品收縮和翹曲，嚴(yán)重影響這類材料的實(shí)際應(yīng)用。除 此之外，尼龍材料在電子電器等領(lǐng)域的應(yīng)用通常需要材料在長期高溫環(huán)境下使用，且經(jīng)常 會(huì)接觸到電火花。如何提高尼龍材料的使用溫度和無鹵阻燃性能，同樣是聚酰胺材料改性 領(lǐng)域一種重要的研究課題。
[0003] 碳纖維是一種含碳量在95%以上的新型纖維材料，它是以有機(jī)纖維，如腈綸絲 (PAN)、浙青及粘膠纖維等做原料，在惰性氣體中經(jīng)過高溫煅燒石墨化后得到的微晶石墨纖 維材料。由于碳纖維在物理性能上具有比重小、強(qiáng)度大、模量高、線膨脹系數(shù)小、導(dǎo)電性強(qiáng)、 導(dǎo)熱率高等特點(diǎn)，這類材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于熱塑性和熱固性樹脂的增強(qiáng)和功能化改性中。 利用碳纖維進(jìn)行改性的熱塑性塑料其物理力學(xué)性能和耐熱性都有極大的提高，如PA66材 料加入20 %的碳纖維之后材料的拉伸強(qiáng)度提高近3倍，彎曲模量提高近4倍，熱變形溫度提 高至250°C。通過對碳纖維表面處理方式和復(fù)合加工工藝的優(yōu)化，提高碳纖維改性尼龍材料 的使用性能，將是未來增強(qiáng)尼龍發(fā)展的一個(gè)重要研究方向。
[0004] 尼龍合金技術(shù)是以尼龍樹脂為主體，摻混其它聚合物材料而成的高分子多組分體 系，這一改性技術(shù)可以顯著提高尼龍材料的使用性能。尼龍合金技術(shù)是尼龍?bào){性能化、多功 能化的重要途徑，而且具有加工周期短、設(shè)備簡單、成本低的優(yōu)點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種低翹曲率 的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，該材料具有高強(qiáng)度、高耐熱溫度、高阻燃等級、高流 動(dòng)性、低密度、低翹曲率等特點(diǎn)。本發(fā)明通過利用第二樹脂基材的加入一方面提高樹脂基材 的流動(dòng)性，減小成型制品的內(nèi)應(yīng)力；另外一方面降低樹脂基材的整體結(jié)晶度，降低成型制品 的成型收縮率和翹曲率，開發(fā)得到具有低翹曲率的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，該復(fù)合材料 適用于通過注塑成型制備輕量化要求較高的薄壁制品，可應(yīng)用于電子電器和電動(dòng)工具等領(lǐng) 域。
[0006] 本發(fā)明另一目的在于提供一種上述低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材 料的制備方法。
[0007] 本發(fā)明再一目的在于提供上述低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料在 電子電器、航空航天、交通運(yùn)輸、電動(dòng)工具等領(lǐng)域中的應(yīng)用，特別適用于制備一些薄壁且對 材料力學(xué)性能要求較高的電子器件和電動(dòng)工具，如筆記本電腦、手機(jī)外殼、電容器等，利用 本發(fā)明的合金材料制備得到的薄壁制品具有強(qiáng)度高、阻燃性能好、翹曲率低等特點(diǎn)。
[0008] 本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn)：
[0009] -種低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，包含以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組 分：
[0010] 尼龍（PA) 32.5?57.7 %; 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS) 5?15 %; 碳纖維（CF) 5?25 %;
[0011] 玻璃纖維（GF) 5?25 %; 無鹵阻燃劑 5?12 %; 阻燃協(xié)效劑 1?5%; 相容劑 0?5 %; 其他助劑 0.1?0.3 %。
[0012] 本發(fā)明所選用的尼龍優(yōu)選為黏度為2. 0?2. 8Pa.S的低粘尼龍，如低粘尼龍 6(PA6)、尼龍66(PA66)、尼龍46(PA46)、尼龍1012(PA1012)等，其中更優(yōu)選為低粘尼龍 6(PA6)。
[0013] 為了進(jìn)一步更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明所述合金材料中，所述尼龍的含量更優(yōu)選 為 40 ?50wt%。
[0014] 本發(fā)明所選用的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS)優(yōu)選為本體聚合物法合成的 ABS，具體產(chǎn)品牌號包括：上海高橋石化ABS8391、陶氏化學(xué)ABS3504等。
[0015] 為了進(jìn)一步更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明所述合金材料中，所述丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯塑料（ABS)的含量更優(yōu)選為8?10wt%。
[0016] 本發(fā)明所選用的尼龍（PA)與丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS)的合金材料，丙 烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS)的用量為尼龍（PA)質(zhì)量的10?40wt%，優(yōu)選為20? 30wt%。
[0017] 本發(fā)明所選用的碳纖維優(yōu)選為聚丙烯腈基材的碳纖維，單絲直徑4?Sum，束絲 線密度200?800tex，本發(fā)明使用的碳纖維具有高強(qiáng)度的特點(diǎn)。
[0018] 為了進(jìn)一步更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明所述合金材料中，所述碳纖維的含量更優(yōu) 選為10wt%。
[0019] 本發(fā)明所選用的玻璃纖維優(yōu)選為單絲直徑為3?10iim，單絲長度為300?500mm 的無堿短玻璃纖維。
[0020] 為了進(jìn)一步更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明所述合金材料中，所述玻璃纖維的含量更 優(yōu)選為15wt%。
[0021] 為了進(jìn)一步更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明所選用的增強(qiáng)體系為碳纖維與玻璃纖維的 復(fù)配體系，本發(fā)明所述合金材料中，其中玻璃纖維與碳纖維的總含量優(yōu)選為25wt%。
[0022] 為了進(jìn)一步更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明所選用的玻璃纖維與碳纖維的復(fù)合增強(qiáng)體 系，其中玻璃纖維與碳纖維的質(zhì)量比優(yōu)選為3:2。
[0023] 本發(fā)明所選用的無鹵阻燃劑優(yōu)選為三嗪類的膨脹型阻燃劑，具體包括氰脲酸及其 衍生物、三聚氰胺磷酸鹽、胍鹽及雙氰胺鹽等，優(yōu)選為三聚氰胺磷酸鹽。
[0024] 本發(fā)明所選用的阻燃協(xié)效劑優(yōu)選為三氧化二銻（Sb203)。
[0025] 本發(fā)明選用無鹵阻燃劑和阻燃協(xié)效劑組成阻燃體系，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的阻燃效果， 為了進(jìn)一步更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所用無鹵阻燃劑和阻燃協(xié)效劑的質(zhì)量比為5:1?2:1，更優(yōu) 選為3:1。
[0026] 本發(fā)明所選用的相容劑優(yōu)選為馬來酸酐類接枝物，包括丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯 塑料接枝馬來酸酐（ABS-g-MAH)、聚丙烯接枝馬來酸酐（PP-g-MAH)、聚乙烯接枝馬來酸酐 (PE-g-MAH)以及苯乙烯-丙烯腈-馬來酸酐共聚物（SAM)等，其中更優(yōu)選為丙烯腈-丁二 烯-苯乙烯塑料接枝馬來酸酐（ABS-g-MAH)。
[0027] 本發(fā)明所選用的相容劑的添加量根據(jù)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS)含量的 不同而進(jìn)行優(yōu)化，更優(yōu)選為添加4wt%的相容劑丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料接枝馬來酸酐 (ABS-g-MAH)。
[0028] 本發(fā)明所選用的其他助劑指本領(lǐng)域中任意適合于尼龍和ABS體系的加工穩(wěn)定劑 和抗氧劑等助劑，可為亞膦酸酯類化合物，如：3, 9-二（2, 4-二枯基苯氧基）-2, 4, 8, 10-四 氧雜-3, 9-二磷雜螺[5.5]i^一烷（S9228)，三（2, 4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯（168)等， 其中優(yōu)選為三（2, 4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯（168)。
[0029] 本發(fā)明還提供了一種上述低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料的制備 方法，具體包括以下步驟：
[0030] 把尼龍（PA) 32. 5?57. 7wt%、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS) 5?15wt%、無 鹵阻燃劑5?12wt%、阻燃協(xié)效劑1?5wt%、相容劑0?5wt%和其他助劑0. 1?0. 3wt% 混合由雙螺桿擠出機(jī)主喂料口加入，碳纖維（CF)5?25wt%由雙螺桿擠出機(jī)的排擠口加 入，玻璃纖維（GF) 5?25wt%由雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，熔融共混，冷卻造粒，得到 低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料。
[0031] 本發(fā)明的混合優(yōu)選在高速攪拌機(jī)中進(jìn)行混合，混合溫度不高于80°C，攪拌速度為 300r/min，混合時(shí)間為10?30min。
[0032] 本發(fā)明的熔融共混的條件優(yōu)選為各加熱段的溫度在230?260°C之間，主機(jī)的螺 桿轉(zhuǎn)速為350?430r/min，料斗進(jìn)料螺桿的轉(zhuǎn)速為24?35r/min。
[0033] 本發(fā)明的低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料具有強(qiáng)度高、阻燃性能 好、翹曲率低等特點(diǎn)，其物理力學(xué)性能、加工性能及表面外觀性能均良好，相對普通碳纖維 增強(qiáng)尼龍材料具有更高的抗翹曲性，可應(yīng)用于電子電器、航空航天、交通運(yùn)輸、電動(dòng)工具等 領(lǐng)域中，特別適用于制備一些薄壁且對材料力學(xué)性能要求較高的電子器件和電動(dòng)工具，如 筆記本電腦、手機(jī)外殼、電容器等。
[0034] 本發(fā)明的機(jī)理為：
[0035] 本發(fā)明選擇尼龍（PA)與丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS)作為聚合基材，利用 丙烯腈_丁二烯-苯乙烯塑料（ABS)為非結(jié)晶材料，具有成型收縮率低、流動(dòng)性好、沖擊強(qiáng) 度高等特點(diǎn)，尼龍（PA)與丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS)通過熔融共混的方式制成合 金材料可提高材料的流動(dòng)性，減少成型過程中的分子鏈取向，降低材料的內(nèi)應(yīng)力，降低薄壁 制品的翹曲率。碳纖維和玻璃纖維復(fù)配體系作為復(fù)配增強(qiáng)體系，利用碳纖維具有更高的強(qiáng) 度、密度更小且對材料成型收縮率的影響比玻璃纖維小，而玻璃纖維具有低成本、高拉伸強(qiáng) 度、對材料電阻率影響不大等特點(diǎn)，選擇玻璃纖維和碳纖維復(fù)配增強(qiáng)，且優(yōu)選兩者復(fù)配總質(zhì) 量百份含量為25%時(shí)材料的力學(xué)性可達(dá)到最好；制備得到的合金材料具有優(yōu)異的物理力 學(xué)性能，且具有更低的成型收縮率和翹曲率，明顯降低材料的密度，可以應(yīng)用于制備對產(chǎn)品 輕量化要求高的薄壁制件。
[0036] 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0037] (1)本發(fā)明利用PA/ABS作為合金基體，具有良好的力學(xué)性能，提高了材料的流動(dòng) 性，減少成型過程中的分子鏈取向，降低材料的內(nèi)應(yīng)力，降低薄壁制品的翹曲率。
[0038] (2)本發(fā)明利用玻璃纖維和碳纖維復(fù)配增強(qiáng)，達(dá)到最好的力學(xué)性能的同時(shí)，降低材 料密度，減少制品的翹曲率。

【具體實(shí)施方式】
[0039] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(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。
[0040] 實(shí)施例1:低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料的制備
[0041]將PA6M2400(岳陽石化）41. 8wt%，ABS8391A13wt% (上海高橋石化），丙烯 腈-丁二烯-苯乙烯塑料接枝馬來酸酐（ABS-g-MAH)4wt%,無鹵阻燃劑12wt% (三聚氰 胺磷酸鹽）；阻燃協(xié)效劑Sb2034wt%，抗氧劑0. 2wt% (亞膦酸酯類抗氧劑168)加入到高 速攪拌機(jī)中攪拌混合，混合溫度不高于80°C，混合時(shí)間15min;將攪拌均勻的物料加入到 長徑比L/D為40:1，螺桿直徑為30mm的平行雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，設(shè)定擠出機(jī)從料斗 到模頭的各段溫度分別為（共九區(qū)）：180°C，225°C，230°C，240°C，245°C，255°C，250°C， 245 °C，245 °C，主機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，料斗進(jìn)料螺桿的轉(zhuǎn)速為28r/min，碳纖維 T700SC-12K(東麗）10wt%由雙螺桿擠出機(jī)的排擠口加入，短玻璃纖維（ECS3014B) 15wt% 由雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，材料經(jīng)過熔融共混擠出、經(jīng)過水槽冷卻，風(fēng)干后進(jìn)入切粒 機(jī)進(jìn)行切粒，得到低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，注塑成測試樣條后按照 GB、ISO或者UL94等標(biāo)準(zhǔn)測試性能。
[0042] 實(shí)施例2:低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料的制備
[0043]將PA6M2400(岳陽石化）49. 8wt%，ABS8391A5wt%(上海高橋石化），丙烯腈-丁 二烯-苯乙烯塑料接枝馬來酸酐（ABS-g-MAH)4wt%，無鹵阻燃劑12wt% (三聚氰胺磷酸 鹽）；阻燃協(xié)效劑Sb2034wt%，抗氧劑0. 2wt% (亞膦酸酯類抗氧劑168)加入到高速攪拌 機(jī)中攪拌混合，混合溫度不高于80°C，混合時(shí)間15min;將攪拌均勻的物料加入到長徑比L/ D為40:1，螺桿直徑為30mm的平行雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，設(shè)定擠出機(jī)從料斗到模頭的各 段溫度分別為（共九區(qū)）：180°C，225°C，230°C，240°C，245°C，255°C，250°C，245°C，245°C， 主機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，料斗進(jìn)料螺桿的轉(zhuǎn)速為28r/min，碳纖維I700SC-12K(東 麗）10wt%由雙螺桿擠出機(jī)的排擠口加入，短玻璃纖維（ECS3014B) 15wt%由雙螺桿擠出 機(jī)的側(cè)喂料口加入，材料經(jīng)過熔融共混擠出、經(jīng)過水槽冷卻，風(fēng)干后進(jìn)入切粒機(jī)進(jìn)行切粒， 得到低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，注塑成測試樣條后按照GB、ISO或者 UL94等標(biāo)準(zhǔn)測試性能。
[0044] 實(shí)施例3:低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料的制備
[0045]將PA6M2400(岳陽石化）45. 8wt%，ABS8391A9wt%(上海高橋石化），丙烯腈-丁 二烯-苯乙烯塑料接枝馬來酸酐（ABS-g-MAH)4wt%，無鹵阻燃劑12wt% (三聚氰胺磷酸 鹽）；阻燃協(xié)效劑Sb203 4wt%，抗氧劑0. 2wt% (亞膦酸酯類抗氧劑168)加入到高速攪拌 機(jī)中攪拌混合，混合溫度不高于80°C，混合時(shí)間15min;將攪拌均勻的物料加入到長徑比L/ D為40:1，螺桿直徑為30mm的平行雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，設(shè)定擠出機(jī)從料斗到模頭的各 段溫度分別為（共九區(qū)）：180°C，225°C，230°C，240°C，245°C，255°C，250°C，245°C，245°C， 主機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，料斗進(jìn)料螺桿的轉(zhuǎn)速為28r/min，碳纖維I700SC-12K(東 麗）10wt%由雙螺桿擠出機(jī)的排擠口加入，短玻璃纖維（ECS3014B) 15wt%由雙螺桿擠出 機(jī)的側(cè)喂料口加入，材料經(jīng)過熔融共混擠出、經(jīng)過水槽冷卻，風(fēng)干后進(jìn)入切粒機(jī)進(jìn)行切粒， 得到低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，注塑成測試樣條后按照GB、ISO或者 UL94等標(biāo)準(zhǔn)測試性能。
[0046] 實(shí)施例4:低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料的制備
[0047]將PA6M2400(岳陽石化）45. 8wt%，ABS8391A9wt%(上海高橋石化），丙烯腈-丁 二烯-苯乙烯塑料接枝馬來酸酐（ABS-g-MAH)4wt%，無鹵阻燃劑12wt% (三聚氰胺磷酸 鹽）；阻燃協(xié)效劑Sb203 4wt%，抗氧劑0. 2wt% (亞膦酸酯類抗氧劑168)加入到高速攪拌 機(jī)中攪拌混合，混合溫度不高于80°C，混合時(shí)間15min;將攪拌均勻的物料加入到長徑比L/ D為40:1，螺桿直徑為30mm的平行雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，設(shè)定擠出機(jī)從料斗到模頭的各 段溫度分別為（共九區(qū)）：180°C，225°C，230°C，240°C，245°C，255°C，250°C，245°C，245°C， 主機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，料斗進(jìn)料螺桿的轉(zhuǎn)速為28r/min，碳纖維I700SC-12K(東 麗）10wt%由雙螺桿擠出機(jī)的排擠口加入，短玻璃纖維（ECS3014B) 15wt%由雙螺桿擠出 機(jī)的側(cè)喂料口加入，材料經(jīng)過熔融共混擠出、經(jīng)過水槽冷卻，風(fēng)干后進(jìn)入切粒機(jī)進(jìn)行切粒， 得到低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，注塑成測試樣條后按照GB、ISO或者 UL94等標(biāo)準(zhǔn)測試性能。
[0048] 實(shí)施例5:低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料的制備
[0049] 將PA6M2400(岳陽石化）45. 8wt%，ABS8391A9wt%(上海高橋石化），丙烯腈-丁 二烯-苯乙烯塑料接枝馬來酸酐（ABS-g-MAH)4wt%，無鹵阻燃劑12wt% (三聚氰胺磷酸 鹽）；阻燃協(xié)效劑Sb203 4wt%，抗氧劑0. 2wt% (亞膦酸酯類抗氧劑168)加入到高速攪拌 機(jī)中攪拌混合，混合溫度不高于80°C，混合時(shí)間15min;將攪拌均勻的物料加入到長徑比L/ D為40:1，螺桿直徑為30mm的平行雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，設(shè)定擠出機(jī)從料斗到模頭的各 段溫度分別為（共九區(qū)）：180°C，225°C，230°C，240°C，245°C，255°C，250°C，245°C，245°C， 主機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，料斗進(jìn)料螺桿的轉(zhuǎn)速為28r/min，碳纖維I700SC-12K(東 麗）5wt%由雙螺桿擠出機(jī)的排擠口加入，短玻璃纖維（ECS3014B)20wt%由雙螺桿擠出 機(jī)的側(cè)喂料口加入，材料經(jīng)過熔融共混擠出、經(jīng)過水槽冷卻，風(fēng)干后進(jìn)入切粒機(jī)進(jìn)行切粒， 得到低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，注塑成測試樣條后按照GB、ISO或者 UL94等標(biāo)準(zhǔn)測試性能。
[0050] 實(shí)施例6 :低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料的制備
[0051] 將PA6M2400(岳陽石化）49.8wt%，ABS8391A10wt% (上海高橋石化），無鹵阻 燃劑12wt% (三聚氰胺磷酸鹽）；阻燃協(xié)效劑Sb203 4wt%,抗氧劑0. 2wt% (亞膦酸酯類 抗氧劑168)加入到高速攪拌機(jī)中攪拌混合，混合溫度不高于80°C，混合時(shí)間15min;將攪 拌均勻的物料加入到長徑比L/D為40:1，螺桿直徑為30mm的平行雙螺桿擠出機(jī)的料斗 中，設(shè)定擠出機(jī)從料斗到模頭的各段溫度分別為（共九區(qū)）：180°C，225°C，230°C，240°C， 245°C，255°C，250°C，245°C，245°C，主機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，料斗進(jìn)料螺桿的轉(zhuǎn)速為 28r/min，碳纖維I700SC-12K(東麗）5wt%由雙螺桿擠出機(jī)的排擠口加入，短玻璃纖維（ECS 3014B) 20wt%由雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，材料經(jīng)過熔融共混擠出、經(jīng)過水槽冷卻，風(fēng) 干后進(jìn)入切粒機(jī)進(jìn)行切粒，得到低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，注塑成測 試樣條后按照GB、ISO或者UL94等標(biāo)準(zhǔn)測試性能。
[0052] 實(shí)施例7 :低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料的制備
[0053] 將PA6M2400(岳陽石化）44. 8wt%，ABS8391A9wt% (上海高橋石化），丙烯腈-丁 二烯-苯乙烯塑料接枝馬來酸酐（ABS-g-MAH)5wt%，無鹵阻燃劑12wt% (三聚氰胺磷酸 鹽）；阻燃協(xié)效劑Sb203 4wt%，抗氧劑0. 2wt% (亞膦酸酯類抗氧劑168)加入到高速攪拌 機(jī)中攪拌混合，混合溫度不高于80°C，混合時(shí)間15min;將攪拌均勻的物料加入到長徑比L/ D為40:1，螺桿直徑為30mm的平行雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，設(shè)定擠出機(jī)從料斗到模頭的各 段溫度分別為（共九區(qū)）：180°C，225°C，230°C，240°C，245°C，255°C，250°C，245°C，245°C， 主機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，料斗進(jìn)料螺桿的轉(zhuǎn)速為28r/min，碳纖維I700SC-12K(東 麗）10wt%由雙螺桿擠出機(jī)的排擠口加入，短玻璃纖維（ECS3014B) 15wt%由雙螺桿擠出 機(jī)的側(cè)喂料口加入，材料經(jīng)過熔融共混擠出、經(jīng)過水槽冷卻，風(fēng)干后進(jìn)入切粒機(jī)進(jìn)行切粒， 得到低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，注塑成測試樣條后按照GB、ISO或者 UL94等標(biāo)準(zhǔn)測試性能。
[0054] 實(shí)施例8 :低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料的制備
[0055] 將PA6M2400(岳陽石化）40. 8wt%，ABS8391A9wt% (上海高橋石化），丙烯腈-丁 二烯-苯乙烯塑料接枝馬來酸酐（ABS-g-MAH)4wt%，無鹵阻燃劑12wt% (三聚氰胺磷酸 鹽）；阻燃協(xié)效劑Sb203 4wt%，抗氧劑0. 2wt% (亞膦酸酯類抗氧劑168)加入到高速攪拌 機(jī)中攪拌混合，混合溫度不高于80°C，混合時(shí)間15min;將攪拌均勻的物料加入到長徑比L/ D為40:1，螺桿直徑為30mm的平行雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，設(shè)定擠出機(jī)從料斗到模頭的各 段溫度分別為（共九區(qū)）：180°C，225°C，230°C，240°C，245°C，255°C，250°C，245°C，245°C， 主機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，料斗進(jìn)料螺桿的轉(zhuǎn)速為28r/min，碳纖維I700SC-12K(東 麗）25wt%由雙螺桿擠出機(jī)的排擠口加入，短玻璃纖維（ECS3014B)5wt%由雙螺桿擠出 機(jī)的側(cè)喂料口加入，材料經(jīng)過熔融共混擠出、經(jīng)過水槽冷卻，風(fēng)干后進(jìn)入切粒機(jī)進(jìn)行切粒， 得到低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，注塑成測試樣條后按照GB、ISO或者 UL94等標(biāo)準(zhǔn)測試性能。
[0056] 實(shí)施例9 :低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料的制備
[0057]將PA6M2400(岳陽石化）52. 8wt%，ABS8391A1lwt% (上海高橋石化），丙烯 腈-丁二烯-苯乙烯塑料接枝馬來酸酐（ABS-g-MAH)4wt%,無鹵阻燃劑5wt% (三聚氰胺磷 酸鹽）；阻燃協(xié)效劑Sb203 2wt%，抗氧劑0. 2wt% (亞膦酸酯類抗氧劑168)加入到高速攪拌 機(jī)中攪拌混合，混合溫度不高于80°C，混合時(shí)間15min;將攪拌均勻的物料加入到長徑比L/ D為40:1，螺桿直徑為30mm的平行雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，設(shè)定擠出機(jī)從料斗到模頭的各 段溫度分別為（共九區(qū)）：180°C，225°C，230°C，240°C，245°C，255°C，250°C，245°C，245°C， 主機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，料斗進(jìn)料螺桿的轉(zhuǎn)速為28r/min，碳纖維I700SC-12K(東 麗）10wt%由雙螺桿擠出機(jī)的排擠口加入，短玻璃纖維（ECS3014B) 15wt%由雙螺桿擠出 機(jī)的側(cè)喂料口加入，材料經(jīng)過熔融共混擠出、經(jīng)過水槽冷卻，風(fēng)干后進(jìn)入切粒機(jī)進(jìn)行切粒， 得到低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，注塑成測試樣條后按照GB、ISO或者 UL94等標(biāo)準(zhǔn)測試性能。
[0058] 對比例1
[0059]將PA6M2400(岳陽石化）45. 8wt%，ABS8391A9wt%(上海高橋石化），丙烯腈-丁 二烯-苯乙烯塑料接枝馬來酸酐（ABS-g-MAH)4wt%，無鹵阻燃劑12wt% (三聚氰胺磷酸 鹽）；阻燃協(xié)效劑Sb203 4wt%，抗氧劑0. 2wt% (亞膦酸酯類抗氧劑168)加入到高速攪 拌機(jī)中攪拌混合，混合溫度不高于80°C，混合時(shí)間15min;將攪拌均勻的物料加入到長徑 比L/D為40:1，螺桿直徑為30mm的平行雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，設(shè)定擠出機(jī)從料斗到模 頭的各段溫度分別為（共九區(qū)）：180°C，225°C，230°C，240°C，245°C，255°C，250°C，245°C， 245°C，主機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，料斗進(jìn)料螺桿的轉(zhuǎn)速為28r/min，短玻璃纖維（ECS 3014B) 25wt%由雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，材料經(jīng)過熔融共混擠出、經(jīng)過水槽冷卻，風(fēng) 干后進(jìn)入切粒機(jī)進(jìn)行切粒，得到尼龍合金材料，注塑成測試樣條后按照GB、ISO或者UL94等 標(biāo)準(zhǔn)測試性能。
[0060] 對比例2
[0061]將PA6M2400(岳陽石化）61.8wt%，ABS8391A18wt%(上海高橋石化），丙烯 腈-丁二烯-苯乙烯塑料接枝馬來酸酐（ABS-g-MAH)4wt%,無鹵阻燃劑12wt% (三聚氰 胺磷酸鹽）；阻燃協(xié)效劑Sb203 4wt%，抗氧劑0. 2wt% (亞膦酸酯類抗氧劑168)加入到高 速攪拌機(jī)中攪拌混合，混合溫度不高于80°C，混合時(shí)間15min;將攪拌均勻的物料加入到長 徑比L/D為40:1，螺桿直徑為30mm的平行雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，設(shè)定擠出機(jī)從料斗到模 頭的各段溫度分別為（共九區(qū)）：180°C，225°C，230°C，240°C，245°C，255°C，250°C，245°C， 245°C，主機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，料斗進(jìn)料螺桿的轉(zhuǎn)速為28r/min，材料經(jīng)過熔融共混 擠出、經(jīng)過水槽冷卻，風(fēng)干后進(jìn)入切粒機(jī)進(jìn)行切粒，得到尼龍合金材料，注塑成測試樣條后 按照GB、ISO或者UL94等標(biāo)準(zhǔn)測試性能。
[0062] 對比例3
[0063]將PA6M2400(岳陽石化）59.8wt%，無鹵阻燃劑llwt% (三聚氰胺磷酸鹽）；阻燃 協(xié)效劑Sb203 4wt%，抗氧劑0. 2wt% (亞膦酸酯類抗氧劑168)加入到高速攪拌機(jī)中攪拌混 合，混合溫度不高于80°C，混合時(shí)間15min;將攪拌均勻的物料加入到長徑比L/D為40:1， 螺桿直徑為30mm的平行雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，設(shè)定擠出機(jī)從料斗到模頭的各段溫度分 別為（共九區(qū)）：180°C，225°C，230°C，240°C，245°C，255°C，250°C，245°C，245°C，主機(jī)的螺 桿轉(zhuǎn)速為350r/min，料斗進(jìn)料螺桿的轉(zhuǎn)速為28r/min，碳纖維I700SC-12K(東麗）10wt%由 雙螺桿擠出機(jī)的排擠口加入，短玻璃纖維（ECS3014B) 15wt%由雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口 加入，材料經(jīng)過熔融共混擠出、經(jīng)過水槽冷卻，風(fēng)干后進(jìn)入切粒機(jī)進(jìn)行切粒，得到尼龍合金 材料，注塑成測試樣條后按照GB、ISO或者UL94等標(biāo)準(zhǔn)測試性能。
[0064] 材料的力學(xué)性能測試依據(jù)GB標(biāo)準(zhǔn)，材料的成型收縮率依據(jù)IS0294-4標(biāo)準(zhǔn)采用一 次元電子高度規(guī)測試，材料的阻燃性能測試依據(jù)UL94標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果見表1。
[0065] 表1尼龍合金材料的性能指標(biāo)
[0066]

【權(quán)利要求】
1. 一種低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，其特征在于包含以下質(zhì)量百分 數(shù)的組分： 尼龍 32.5?57.7 %; 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料 5?15 %; 碳纖維 5?25 %; 玻璃纖維 5?25 %; 無鹵阻燃劑 5?12 %; 阻燃協(xié)效劑 1?5%; 相容劑 O?5 %; 其他助劑 0.1?0.3 %。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，其特征在 于：所述的尼龍為黏度為2. 0?2. 8Pa.S的低粘尼龍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，其特征在 于：所用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料的用量為尼龍質(zhì)量的10?40wt%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，其特征在 于：所用玻璃纖維與碳纖維的質(zhì)量比為3:2。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，其特征在 于：所用無鹵阻燃劑和阻燃協(xié)效劑的質(zhì)量比為5:1?2:1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，其特征 在于：所述的碳纖維為聚丙烯腈基材的碳纖維，單絲直徑4?8μm，束絲線密度200? 800tex;所述的玻璃纖維為單絲直徑為3?10μm，單絲長度為300?500mm的無堿短玻璃 纖維。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，其特征在 于：所述尼龍的含量為40?50wt% ;所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料的含量為8? IOwt% ;所述碳纖維的含量為IOwt% ;所述玻璃纖維的含量為15wt%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料，其特征在 于：所述無鹵阻燃劑為三嗪類的膨脹型阻燃劑；所述的阻燃協(xié)效劑為三氧化二銻；所述的 相容劑為馬來酸酐類接枝物；所述的其他助劑包括加工穩(wěn)定劑和抗氧劑中的至少一種。
9. 一種根據(jù)權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述的低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材 料的制備方法，其特征在于具體包括以下步驟： 把尼龍32. 5?57. 7wt%、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料5?15wt%、無鹵阻燃劑5? 12wt%、阻燃協(xié)效劑1?5wt%、相容劑0?5wt%和其他助劑(λ1?(λ3wt%混合由雙螺 桿擠出機(jī)主喂料口加入，碳纖維5?25wt%由雙螺桿擠出機(jī)的排擠口加入，玻璃纖維5? 25wt%由雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，熔融共混，冷卻造粒，得到低翹曲率的無鹵阻燃碳 纖維增強(qiáng)尼龍合金材料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述的低翹曲率的無鹵阻燃碳纖維增強(qiáng)尼龍合金材料 在電子電器、航空航天、交通運(yùn)輸、電動(dòng)工具領(lǐng)域中的應(yīng)用。
【文檔編號】C08K13/04GK104448806SQ201410827638
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】郝建鑫, 郝源增, 鄧爵安, 任萍 申請人:廣州市聚賽龍工程塑料有限公司