本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種波紋管材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚酰胺(PA)是分子鏈中含有酰胺基團(tuán)的一類聚合物，它是五大通用工程塑料之首，其產(chǎn)量和消費(fèi)量居第一位。其中用量最大的是聚己內(nèi)酰胺(PA6)，因其具有良好的綜合性能，廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、電子電氣工業(yè)、機(jī)械工業(yè)等領(lǐng)域。

但是，目前市面上常見的PA6工程塑料大多為中低粘度，難以擠出成型，而通過聚合生產(chǎn)出來的高粘PA6，雖然可以擠出成型，但柔韌性和耐高低溫性能不佳，大大限制了材料的使用范圍。汽車用波紋管材料不但要求滿足耐高溫、耐重壓、及高抗沖等要求，還要求阻燃，且符合RHOS等無鹵無重金屬物質(zhì)要求。目前市場上的的阻燃尼龍波紋管多為溴系阻燃產(chǎn)品，這種技術(shù)生產(chǎn)出的波紋管材料不能夠耐高溫、抗沖擊，其不符合日益提高的阻燃環(huán)保要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種增韌、無鹵阻燃聚己內(nèi)酰胺波紋管材料，以解決現(xiàn)有技術(shù)中聚己內(nèi)酰胺類塑料擠出成型材料穩(wěn)定性、柔韌性、耐高溫老化性和低溫沖擊性差，不環(huán)保等技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明一方面提供一種波紋管材料，以所述波紋管材料的總質(zhì)量為100％計，所述波紋管材料包括如下質(zhì)量百分含量的成分：

本發(fā)明提供的波紋管材料，通過增塑劑、無鹵阻燃劑、交聯(lián)劑、增韌劑及熱穩(wěn)定劑的改性作用，各成分在特定含量范圍內(nèi)，相互之間通過協(xié)同作用，使本材料具有優(yōu)異的柔韌性、阻燃性、熱穩(wěn)定性，以及優(yōu)異的成型穩(wěn)定性，其功能效果顯著優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。

本發(fā)明另一方面提供一種波紋管材料的制備方法，其包括如下步驟：

按照上述波紋管材料的配方分別稱取各成分原料；

將所述原料個成分?jǐn)嚢杌靹蚝螅M(jìn)行熔融擠出處理，得所述波紋管材料。

本發(fā)明提供的波紋管材料的制備方法，工藝簡單，條件易于控制，效率高，非常適于工業(yè)化生產(chǎn)。用該方法制成的波紋管材料具有優(yōu)異的柔韌性、阻燃性、熱穩(wěn)定性和成型穩(wěn)定性。

具體實施方式

為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

一方面，本發(fā)明實施例提供了一種波紋管材料。以波紋管材料的總質(zhì)量為100％計，其包括如下質(zhì)量百分含量的成分：

上述波紋管材料，通過增塑劑、無鹵阻燃劑、交聯(lián)劑、增韌劑及熱穩(wěn)定劑的改性作用，各成分在特定含量范圍內(nèi)，相互之間通過協(xié)同作用，使本材料具有優(yōu)異的柔韌性、阻燃性、熱穩(wěn)定性和成型穩(wěn)定性，其功能效果顯著優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。

具體地，本發(fā)明實施例的波紋管材料中聚己內(nèi)酰胺(PA6)的重均分子量為17000-30000，特性粘度為2.4-2.8dl/g，優(yōu)選2.82.8dl/g。在該優(yōu)選的重均分子量和粘度范圍內(nèi)，聚己內(nèi)酰胺的柔韌性和耐高低溫的性能最佳。本發(fā)明實施例中，聚己內(nèi)酰胺選自新會美達(dá)錦綸股份有限公司生產(chǎn)，商品牌號M2800；或美國霍尼韋爾公司生產(chǎn)，商品牌號H8202NLB。本發(fā)明實施例中聚己內(nèi)酰胺的質(zhì)量百分含量可為68％、70％、75％或81％。在本發(fā)明實施例優(yōu)選的聚己內(nèi)酰胺質(zhì)量百分含量范圍內(nèi)，可使該波紋管材料柔性達(dá)到最優(yōu)。

具體地，本發(fā)明實施例的波紋管材料中無鹵阻燃劑為三聚氰胺氰尿酸鹽、次磷酸鹽阻燃劑中的至少一種。無鹵阻燃劑能夠使材料具備良好的防火性能，如德國科萊恩阻燃劑Exolit OP1314。本發(fā)明實施例中無鹵阻燃劑的質(zhì)量百分含量可為10％、12％、13％或15％。在本發(fā)明實施例優(yōu)選的無鹵阻燃劑質(zhì)量百分含量范圍內(nèi)，可使該波紋管材料防火性能達(dá)到最優(yōu)。

具體地，本發(fā)明實施例的波紋管材料中增塑劑為苯磺酰胺類化合物。例如，對甲苯磺酰胺，為武進(jìn)市陽湖化工廠生產(chǎn)；N-環(huán)己基對甲基苯磺酰胺，為美國孟山都公司生產(chǎn)。通過在PA6樹脂中加入苯磺酰胺作為增塑劑，使得苯環(huán)酰胺復(fù)合材料的柔軟性大大增強(qiáng)。本發(fā)明實施例中增塑劑的質(zhì)量百分含量可為5％、6％、8％或10％。在本發(fā)明實施例優(yōu)選的增塑劑質(zhì)量百分含量范圍內(nèi)，可使該波紋管材料的柔性達(dá)到最優(yōu)。

具體地，本發(fā)明實施例的波紋管材料中交聯(lián)劑為四環(huán)氧化合物。例如，以四官能團(tuán)的四縮水甘油二氨基二苯甲烷為主體的四環(huán)氧化合物，選自德國巴斯夫公司生產(chǎn)，商品牌號AD-4370；或德國布呂格曼公司生產(chǎn)，商品牌號M1251。波紋管材料中通過摻雜交聯(lián)劑，使得其流動性能大大降低，有效提高了復(fù)合材料的成型穩(wěn)定性能。本發(fā)明實施例中交聯(lián)劑的質(zhì)量百分含量可為0.2％、0.3％或0.4％。在本發(fā)明實施例優(yōu)選的交聯(lián)劑質(zhì)量百分含量范圍內(nèi)，可使該波紋管材料的成型溫度性能達(dá)到最優(yōu)。

具體地，本發(fā)明實施例的波紋管材料中增韌劑為POE-g-MAH，又稱馬來酸酐接枝乙烯辛烯共聚物。本實施例中，POE-g-MAH制備優(yōu)選乙烯-辛烯茂金屬催化共聚物接枝馬來酸酐。該增韌劑可以選自南海伯晨公司生產(chǎn)，商品牌號PC-28；或廣州鹿山新材料有限公司生產(chǎn)，商品牌號AR-10；或惠州歐龍優(yōu)公司生產(chǎn)，商品牌號T-101A。增韌劑的加入能大幅度地增加了材料的耐低溫沖擊性能。本發(fā)明實施例中增韌劑的質(zhì)量百分含量可為2％、3％、4％或5％。在本發(fā)明實施例優(yōu)選的增韌劑質(zhì)量百分含量范圍內(nèi)，可使該波紋管材料的耐低溫沖擊性能達(dá)到最優(yōu)。

具體地，本發(fā)明實施例的波紋管材料中熱穩(wěn)定劑為有機(jī)鹵化銅。例如，德國布呂格曼公司生產(chǎn)，商品牌號H3336；或瑞士汽巴化學(xué)公司生產(chǎn)，商品牌號HS-01。通過加入熱穩(wěn)定劑，使得聚己內(nèi)酰胺復(fù)合材料的耐高溫老化性能顯著提升。本發(fā)明實施例中熱穩(wěn)定劑的質(zhì)量百分含量可為0.3％、0.4％、0.5％或0.6％。在本發(fā)明實施例優(yōu)選的熱穩(wěn)定劑質(zhì)量百分含量范圍內(nèi)，可使該波紋管材料的耐高溫老化性能達(dá)到最優(yōu)。

具體地，本發(fā)明實施例的波紋管材料中其它助劑為抗氧劑、潤滑劑、分散劑、著色劑及抗紫外劑中的至少一種?？寡鮿?，潤滑劑，分散劑，抗紫外劑及著色劑之間沒有重量份數(shù)比例的限制，根據(jù)實際的生產(chǎn)需要加入；該抗氧劑，潤滑劑，分散劑，抗紫外劑，著色劑均為市售產(chǎn)品，沒有具體限制?？寡鮿?，有如1010：四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯；或1076：β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯；或1098：N,N′-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；?己二胺，或1790：1,3,5-三(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)-三酮等。潤滑劑，有如硬脂酸鋅，硬脂酸正丁酯，油酸酰胺，亞乙基雙硬脂酰胺，單硬脂酸甘油酯等。分散劑，有如液體石蠟，氧化聚乙烯蠟，羥基硬脂酸甲酯，聚二甲基硅氧烷等。抗紫外線劑，有如UV5411：2-(2′-羥基-5′-叔幸基苯基)苯并三唑；或UV531：2-羥基-4-正辛氧基-二苯甲酮；或UV234：2-(2′-羥基-3′,5′-雙-(a,a-二甲基芐基)苯基)苯并三唑；或UV-284：2-羥基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮等。著色劑，有如碳黑，二氧化鈦白，氧化鐵棕，群青藍(lán)，永固紅，酞青綠等。本發(fā)明實施例中其他助劑質(zhì)量百分含量可為0.2％、0.5％、1％或2％。

相應(yīng)地另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種波紋管材料的制備方法。該方法包括如下步驟：

S01：按上述波紋管材料的配方分別稱取各成分原料；

S02：將上述原料各個成分?jǐn)嚢杌靹蚝?，進(jìn)行熔融擠出處理，得波紋管材料。

該波紋管材料的制備方法，工藝簡單，條件易于控制，效率高，非常適于工業(yè)化生產(chǎn)。用該方法制成的波紋管材料具有優(yōu)異的柔韌性、阻燃性、熱穩(wěn)定性和成型穩(wěn)定性。

具體地，在上述步驟S02中，攪拌混勻時間為5-20min；熔融擠出在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行，且所述雙螺桿擠出機(jī)運(yùn)行參數(shù)為：螺桿長徑比為28～44，一區(qū)溫度220～250℃，二區(qū)溫度230～260℃，三區(qū)溫度240～270℃，四區(qū)溫度230～260℃，機(jī)頭溫度為240～280℃，擠出處理時間為0.5～2分鐘，擠出處理壓力10～30MPa。在該優(yōu)選工藝參數(shù)范圍內(nèi)制得的波紋管材料，其性能達(dá)到最優(yōu)。

本發(fā)明先后進(jìn)行過多次試驗，現(xiàn)舉一部分試驗結(jié)果作為參考對發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述，下面結(jié)合具體實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例1

一種波紋管材料，其包括的質(zhì)量百分含量成分如表1中所示。

上述汽車水箱材料的制備方法如下：

S11：按照上述的汽車水箱材料的配方分別稱取各成分原料；

S12：將上述步驟S11中的成分原料通過平行同向雙螺桿擠出機(jī)制得汽車水箱材料。

上述步驟S12中：先將除短玻璃纖維外的各組分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，再將該混合物?jīng)長徑比為25～40的平行雙螺桿擠出機(jī)造粒，而短玻璃纖維經(jīng)側(cè)喂料加入。該平行同向雙螺桿擠出機(jī)的運(yùn)行參數(shù)為：一區(qū)溫度為100～180℃；二、三、四區(qū)溫度均為260～280℃；五、六、七、八區(qū)溫度均為210～240℃；主機(jī)轉(zhuǎn)速為3500～4500rpm，喂料轉(zhuǎn)速為30～40rpm，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速為10～20rpm，雙螺桿長徑比為25～40；材料在擠出機(jī)中停留時間為1～2min。

實施例2

一種波紋管材料，其包括的質(zhì)量百分含量成分如表1中所示。

上述汽車水箱材料的制備方法如下：

S21：按照上述的汽車水箱材料的配方分別稱取各成分原料；

S22：將上述步驟S21中的成分原料通過平行同向雙螺桿擠出機(jī)制得汽車水箱材料。

上述步驟S22中：先將除短玻璃纖維外的各組分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，再將該混合物?jīng)長徑比為25～40的平行雙螺桿擠出機(jī)造粒，而短玻璃纖維經(jīng)側(cè)喂料加入。該平行同向雙螺桿擠出機(jī)的運(yùn)行參數(shù)為：一區(qū)溫度為100～180℃；二、三、四區(qū)溫度均為260～280℃；五、六、七、八區(qū)溫度均為210～240℃；主機(jī)轉(zhuǎn)速為3500～4500rpm，喂料轉(zhuǎn)速為30～40rpm，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速為10～20rpm，雙螺桿長徑比為25～40；材料在擠出機(jī)中停留時間為1～2min。

實施例3

一種波紋管材料，其包括的質(zhì)量百分含量成分如表1中所示。

上述汽車水箱材料的制備方法如下：

S31：按照上述的汽車水箱材料的配方分別稱取各成分原料；

S32：將上述步驟S31中的成分原料通過平行同向雙螺桿擠出機(jī)制得汽車水箱材料。

上述步驟S32中：先將除短玻璃纖維外的各組分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，再將該混合物?jīng)長徑比為25～40的平行雙螺桿擠出機(jī)造粒，而短玻璃纖維經(jīng)側(cè)喂料加入。該平行同向雙螺桿擠出機(jī)的運(yùn)行參數(shù)為：一區(qū)溫度為100～180℃；二、三、四區(qū)溫度均為260～280℃；五、六、七、八區(qū)溫度均為210～240℃；主機(jī)轉(zhuǎn)速為3500～4500rpm，喂料轉(zhuǎn)速為30～40rpm，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速為10～20rpm，雙螺桿長徑比為25～40；材料在擠出機(jī)中停留時間為1～2min。

對比例

一種波紋管材料，其包括的質(zhì)量百分含量成分如表1中所示。

上述汽車水箱材料的制備方法如下：

S41：按照上述的汽車水箱材料的配方分別稱取各成分原料；

S42：將上述步驟S41中的成分原料通過平行同向雙螺桿擠出機(jī)制得汽車水箱材料。

上述步驟S42中：先將除短玻璃纖維外的各組分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，再將該混合物?jīng)長徑比為25～40的平行雙螺桿擠出機(jī)造粒，而短玻璃纖維經(jīng)側(cè)喂料加入。該平行同向雙螺桿擠出機(jī)的運(yùn)行參數(shù)為：一區(qū)溫度為100～180℃；二、三、四區(qū)溫度均為260～280℃；五、六、七、八區(qū)溫度均為210～240℃；主機(jī)轉(zhuǎn)速為3500～4500rpm，喂料轉(zhuǎn)速為30～40rpm，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速為10～20rpm，雙螺桿長徑比為25～40；材料在擠出機(jī)中停留時間為1～2min。

表1

將上述實施例和對比例與新會美達(dá)公司生產(chǎn)的普通中粘樹脂PA6m2800進(jìn)行測試對比，其性能評價方式及實行標(biāo)準(zhǔn)為：

將完成造粒的材料在100℃的鼓風(fēng)烘箱中干燥3-6小時，然后將干燥好的材料在注射成型機(jī)上進(jìn)行注射成型制樣，注射成型模溫控制在100℃。拉伸強(qiáng)度測試按ASTMD638標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為180×12.7×3.2mm，拉伸速度為50mm/min；彎曲性能測試按ASTMD790標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為128×13×3.2，彎曲速度為3mm/min，跨距為64mm；熔融指數(shù)按ASTM D1238標(biāo)準(zhǔn)，采用235℃，5kg的負(fù)荷進(jìn)行測試；懸臂梁沖擊強(qiáng)度按ASTM D256標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為63.5×12.7×4.2mm，缺口尺寸為試樣厚度的五分之一。耐高低溫性能均按照德國大眾汽車標(biāo)準(zhǔn)VW 501-27進(jìn)行，其中耐高溫老化性能是將標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣條置于150℃烘箱1000小時，恢復(fù)至常溫下進(jìn)行測試；耐低溫沖擊性能是將標(biāo)準(zhǔn)沖擊樣條置于-40℃環(huán)境中24小時后再進(jìn)行測試。

實施例和對比例的綜合力學(xué)性能通過測試所得的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、沖擊強(qiáng)度，及低溫沖擊強(qiáng)度和高溫老化沖擊強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行評判，結(jié)果如表2所示。從表2中數(shù)據(jù)可知，本實施例所制備的聚酰胺復(fù)合材料，與常規(guī)的聚酰胺樹脂相比，具有良好的柔軟性和韌性，優(yōu)異的阻燃性能及優(yōu)異的耐低溫沖擊性能和耐高溫老化性能，能滿足汽車工業(yè)和其他工業(yè)用波紋管對擠出級聚酰胺材料的使用要求，并且成本低廉，加工工藝方便簡單，具有廣闊的應(yīng)用前景。

表2

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。