本發(fā)明屬于高分子材料加工和改性
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種玻璃纖維-礦物復(fù)合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料及制備方法。
背景技術(shù)：
：半芳香族尼龍是由脂肪族二胺或二酸與帶芳香環(huán)的二酸或二胺經(jīng)縮聚制得，是芳香族尼龍的一種，由于尼龍分子主鏈中引入了芳環(huán)結(jié)構(gòu)，因而尼龍產(chǎn)品的耐熱性能和力學(xué)性能得到了提高，同時(shí)吸水率也有不同程度的降低，并且具有較好的性價(jià)比，是介于通用工程塑料和耐高溫工程塑料peek,lcp等之間的高耐熱性樹脂，主要用于汽車和電氣電子工業(yè)。根據(jù)產(chǎn)品的性能要求不同，目前各生產(chǎn)廠家開發(fā)出多種牌號的半芳香族尼龍產(chǎn)品，例如pa4t、pa6t、pa9t、pa10t、pa12t等。由于半芳香族尼龍和尼龍66相比，其最大的特點(diǎn)是耐熱性能優(yōu)良，吸水率低，與全芳香族尼龍相比，其具有容易加工的特性。因此隨著高新技術(shù)的迅速發(fā)展和環(huán)保事業(yè)的需要，其市場需求呈上升趨勢，其應(yīng)用開發(fā)也有新的進(jìn)展。聚苯醚(簡稱ppe或ppo)是一種具有良好的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、介電性能、耐熱性以及阻燃性，是一種高性能的熱塑性工程塑料。自從ge公司1966年推出第一代改性聚苯醚產(chǎn)品后，聚苯醚產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，已經(jīng)成為繼pa、pc、pom的第四大工程塑料。未經(jīng)改性的聚苯醚具有良好的力學(xué)性能、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐水解性、高剛性及阻燃性等，但是ppo分子鏈剛性較大，缺口沖擊非常敏感，同時(shí)由于其較高的熔體粘度，使其不能注塑成型，因此極大的限制了其應(yīng)用。聚苯醚及半芳香族尼龍固有的性能決定了二者之間合金性能的互補(bǔ)性，這就使半芳香族尼龍/聚苯醚合金成為綜合性能優(yōu)異的合金材料。早在上世紀(jì)80年代，聚苯醚與尼龍6，或尼龍66的合金相繼被開發(fā)成功，詳見專利us4315086、us4600741、us4732938等，廣泛應(yīng)用在汽車、電子電氣等行業(yè)；中國專利cn102417720公開了用玻纖增強(qiáng)聚苯醚與尼龍66合金材料，玻璃纖維的加入在一定程度上增大了合金材料的強(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度；中國專利cn101724252公開了半芳香族尼龍與聚苯醚合金材料的制備方法；目前單純的用玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，雖然能夠顯著的提高復(fù)合材料的強(qiáng)度、耐沖擊性能和熱力學(xué)性能，但是這樣卻往往會導(dǎo)致材料的表觀質(zhì)量變差，出現(xiàn)玻纖外露或者有浮纖，而且還導(dǎo)致材料有較大的翹曲和收縮率。而礦物填料填充改性在改善材料的表觀質(zhì)量上優(yōu)于玻璃纖維，但是會導(dǎo)致材料的韌性不足，強(qiáng)度提高不明顯、尺寸穩(wěn)定性較差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種玻璃纖維-礦物復(fù)合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料及制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種玻璃纖維-礦物復(fù)合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料，將玻璃纖維和礦物填料同時(shí)作為改性添加物加入到半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料中，由包含以下重量份的組分制成：所述的半芳香族尼龍樹脂由含有4-14個(gè)碳原子的長碳鏈脂肪族二胺和芳香族二元羧酸聚合制備而成。所述的半芳香族尼龍樹脂選自pa4t、pa6t、pa6i、pa7t、pa8t、pa9t、pa9i、pa10t、pa10i、pa12t、pa13t或pa14t。所述的玻璃纖維為無堿玻璃纖維。所述的礦物填料為云母、硅灰石、滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇高嶺土、蒙脫土或玻璃微珠中的一種或一種以上。所述的相容劑為馬來酸酐、馬來酸酐接枝sebs、馬來酸酐接枝苯乙烯或馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的一種或一種以上。所述的抗氧劑酚類高溫抗氧劑選自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯或1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基芐基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三酮中的一種或一種以上。所述的偶聯(lián)劑為乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酸丙酯基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、正鈦酸四異丙酯或異丙基三異十八酰鈦酸酯中的一種或者一種以上。所述的潤滑劑為硬脂酸鈣或硬脂酸鋅。一種上述玻璃纖維-礦物復(fù)合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)先將半芳香族尼龍樹脂、聚苯醚樹脂、礦物填料分別放入干燥箱內(nèi)鼓風(fēng)干燥備用；(2)將步驟(1)中干燥的20～40份半芳香族尼龍樹脂、10～30份聚苯醚樹脂、10～30份礦物填料的50％和3～5份相容劑、0.5～1份抗氧劑、0.5～1份偶聯(lián)劑、0.5～1份潤滑劑混合均勻；(3)從主喂料口加入步驟(2)中混合均勻的原料；(4)然后從側(cè)喂料口加入20～40份玻璃纖維和剩下50％的礦物填料，共混均勻，經(jīng)拉條、冷卻、切粒、干燥，最后包裝。所述的步驟(1)中，將半芳香族尼龍樹脂、聚苯醚樹脂、礦物填料分別于100～120℃、100～110℃、110～130℃鼓風(fēng)干燥6～8小時(shí)。所述的步驟(2)中，混合時(shí)間為5～10min。所述的步驟(4)中，雙螺桿擠出機(jī)的各段溫度設(shè)定為：一區(qū)溫度275±10℃，二區(qū)溫度285±10℃，三區(qū)溫度295±10℃，四區(qū)溫度300±10℃，五區(qū)溫度300±10℃，六區(qū)溫度310±10℃，七區(qū)溫度320±10℃，八區(qū)溫度325±10℃，九區(qū)溫度325±10℃，十區(qū)溫度320±10℃，機(jī)頭溫度為315±10℃，螺桿轉(zhuǎn)速250～350轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：(1)經(jīng)過玻璃纖維和無機(jī)礦物填充改性的半芳香族尼龍，能夠顯著提高其強(qiáng)度、剛性和熱性能，此外礦物填充半芳香族尼龍具有良好的表觀質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性、低翹曲，加工性能優(yōu)異，成型快等優(yōu)點(diǎn)。(2)所用的無機(jī)礦物填料通過硅烷偶聯(lián)劑處理，礦物填料和半芳香族尼龍樹脂基體以及玻璃纖維之間的結(jié)合能力大幅度提高，保證了無機(jī)礦物填料在樹脂基體中可以均勻的分布。(3)在加工過程中，無機(jī)礦物填料通過主喂料口或側(cè)喂料口分別加入，可以解決高填充含量時(shí)粉體下料不均問題，提高粉體分散程度，使其在基體樹脂中均勻分布，保證材料的性能的穩(wěn)定。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。下列實(shí)施例中的玻璃纖維為無堿玻璃纖維。實(shí)施例1玻璃纖維-礦物復(fù)合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa10t30份、聚苯醚20份、玻璃纖維40份、硅灰石10份、馬來酸酐5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣1份；制備方法：(1)將半芳香族尼龍樹脂、聚苯醚樹脂、礦物填料分別于100～120℃、100～110℃、110～130℃鼓風(fēng)干燥6～8小時(shí)；(2)將步驟(1)中的半芳香族尼龍樹脂、聚苯醚樹脂、礦物填料總量的50％和相容劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑、潤滑劑投入高速混合機(jī)中，均勻混合10min；(3)從主喂料口加入步驟(2)中混合均勻的原料；(4)然后從側(cè)喂料口加入玻璃纖維和余下50％的礦物填料，經(jīng)熔融擠出，造粒；雙螺桿擠出機(jī)的各段溫度設(shè)定為：一區(qū)溫度275±10℃，二區(qū)溫度285±10℃，三區(qū)溫度295±10℃，四區(qū)溫度300±10℃，五區(qū)溫度300±10℃，六區(qū)溫度310±10℃，七區(qū)溫度320±10℃，八區(qū)溫度325±10℃，九區(qū)溫度325±10℃，十區(qū)溫度320±10℃，機(jī)頭溫度為315±10℃，螺桿轉(zhuǎn)速250～350轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿轉(zhuǎn)速250～350轉(zhuǎn)/分鐘。實(shí)施例2玻璃纖維-礦物復(fù)合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa10t30份、聚苯醚20份、玻璃纖維30份、硅灰石20份、馬來酸酐5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣1份；制備方法同實(shí)施例1。實(shí)施例3玻璃纖維-礦物復(fù)合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa10t30份、聚苯醚20份、玻璃纖維20份、硅灰石30份、馬來酸酐5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣1份；制備方法同實(shí)施例1。實(shí)施例4玻璃纖維-礦物復(fù)合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa10t40份、聚苯醚10份、玻璃纖維35份、硅灰石15份、馬來酸酐5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣1份；制備方法同實(shí)施例1。實(shí)施例5玻璃纖維-礦物復(fù)合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa6t30份、聚苯醚20份、玻璃纖維35份、硅灰石15份、馬來酸酐5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣1份；制備方法同實(shí)施例1。實(shí)施例6玻璃纖維-礦物復(fù)合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa9t20份、聚苯醚30份、玻璃纖維35份、硅灰石15份、馬來酸酐5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣1份；制備方法同實(shí)施例1。實(shí)施例7玻璃纖維-礦物復(fù)合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa6t20份、聚苯醚10份、玻璃纖維40份、云母粉30份、馬來酸酐5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣1份；制備方法同實(shí)施例1。實(shí)施例8玻璃纖維-礦物復(fù)合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa9t40份、聚苯醚30份、玻璃纖維20份、云母粉10份、馬來酸酐5份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份、1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣1份；制備方法同實(shí)施例1。實(shí)施例9玻璃纖維-礦物復(fù)合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa10t30份、聚苯醚20份、玻璃纖維40份、硅灰石10份、馬來酸酐3份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5份、0.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣0.5份；制備方法同實(shí)施例1.實(shí)施例10玻璃纖維-礦物復(fù)合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa10t30份、聚苯醚20份、玻璃纖維30份、硅灰石20份、馬來酸酐4份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.8份、0.8份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸鈣0.8份；制備方法同實(shí)施例1。實(shí)施例11玻璃纖維-礦物復(fù)合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa10t30份、聚苯醚20份、玻璃纖維20份、硅灰石30份、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物5份、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯1份、1份γ-氨丙基三甲氧基硅烷、硬脂酸鋅1份；制備方法同實(shí)施例1。實(shí)施例11玻璃纖維-礦物復(fù)合改性半芳香族尼龍/聚苯醚復(fù)合材料材料，由以下重量份的原料制成：半芳香族尼龍樹脂pa10t30份、聚苯醚20份、玻璃纖維20份、硅灰石30份、馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物3份、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯0.5份、0.5份γ-氨丙基三甲氧基硅烷、硬脂酸鋅0.5份；制備方法同實(shí)施例1。表1性能測試方法單位實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3拉伸強(qiáng)度astmd638mpa197185171彎曲強(qiáng)度astmd790mpa284278262彎曲模量astmd790mpa124311107810259izod缺口沖擊強(qiáng)度astmd256kj/m2211813hdtiso75-2℃283279275上述的對實(shí)施例的描述是為便于該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12