本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域,涉及一種抗靜電增強(qiáng)阻燃聚酰胺復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù):
聚酰胺是指高分子鏈上具有酰胺基重復(fù)單元的聚合物,其具有良好的綜合性能,例如:高強(qiáng)度和韌性、高耐熱性、耐磨性、耐化學(xué)藥品性,還具有自潤滑性、自熄性、易加工等特色,是實(shí)現(xiàn)“以塑代鋼”理念的主要聚合物材料之一。
聚酰胺改性是當(dāng)今研究的熱門。20世紀(jì)50年代以來,對聚酰胺材料的改性成為越來越熱門的話題。通過改性,可以獲得一系列具有更加優(yōu)異性能的聚酰胺工程塑料,使其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展;并且相較于新型聚合物的研發(fā)而言,聚酰胺改性是一種相對低成本、簡潔而直接的方法。所謂聚酰胺改性,就是通過物理和機(jī)械方法在聚合物中加入無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)(例如添加劑),或?qū)⒉煌愋偷木酆衔锕不?,或用化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)聚合物的共聚、接枝、嵌段、交聯(lián),或?qū)⑸鲜龇椒?lián)用,以達(dá)到使材料的制造成本下降,成型加工性能或最終使用性能得到改善,或使聚合物材料僅在表面以及電、磁、光、熱、聲、燃燒等方面賦予獨(dú)特功能的效果。聚合物改性就是在聚合物的使用性能、加工性能和生產(chǎn)成本三者之間尋求一個(gè)最佳的平衡點(diǎn)。
聚酰胺作為塑料制品的應(yīng)用,已經(jīng)拓展到國民生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域,在日常生活和生產(chǎn)中,“以塑代鋼”的理念越來越深入到各個(gè)環(huán)節(jié)。然而,塑料屬于有機(jī)非金屬材料,絕大多數(shù)塑料具有良好的絕緣性,通常人們接觸到的塑料的電阻率在1014~1015來以上,當(dāng)塑料與物理狀態(tài)不同的固體物質(zhì)接觸或者摩擦?xí)r,電荷會在兩種固體表面進(jìn)行再分配,導(dǎo)致兩個(gè)固體分離后,每個(gè)固體表面都帶有比接觸前過量的正電荷或負(fù)電荷,這種現(xiàn)象稱為靜電。在人們?nèi)粘I詈蜕a(chǎn)中,由于靜電造成的吸塵、電擊,甚至產(chǎn)生火花后導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸等惡性事故屢見不鮮,甚至造成重大的經(jīng)濟(jì)與社會損失,所以,靜電防治已經(jīng)引起人們越來越多的重視。
作為一種重要的工程塑料,聚酰胺制品在國民生產(chǎn)與生活中得到廣泛的應(yīng)用,但聚酰胺的表面電阻率一般在1014~1015活之間,與其它塑料制品一樣,當(dāng)其與其它物質(zhì)或材料表面接觸或者摩擦后,易在制品表面積累大量的靜電荷。特別是當(dāng)對其進(jìn)行玻纖增強(qiáng)后,制品表面比較粗糙,更有利于靜電荷的產(chǎn)生與聚集,因此,為了盡可能避免聚酰胺制品在使用時(shí)產(chǎn)生靜電荷,有必要對聚酰胺進(jìn)行抗靜電改性,賦予其較低的表面電阻率,是表面電阻和體積電阻盡可能降低,消除靜電危害。
另一方面,聚酰胺工程塑料在電子電氣領(lǐng)域的應(yīng)用,對阻燃性能也有很高的要求。然而,聚酰胺的自熄性滿足不了在電子電氣領(lǐng)域的阻燃要求,因此,在改性過程中需要添加阻燃劑,進(jìn)一步提高聚酰胺工程塑料的阻燃級別。
但是,添加劑的添加,對于聚酰胺復(fù)合材料的機(jī)械性能有很大的影響,因此,考慮到特定的應(yīng)用領(lǐng)域,對聚酰胺復(fù)合材料的綜合性能的研究,顯得尤為重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有耐久的抗靜電、增強(qiáng)和阻燃效果,并且機(jī)械性能優(yōu)異的生物基聚酰胺復(fù)合材料。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種上述生物基聚酰胺復(fù)合材料的制備方法。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明的解決方案是:
【聚酰胺復(fù)合材料】
一種聚酰胺復(fù)合材料,其包括以下重量份的各成分:
優(yōu)選地,所述聚酰胺樹脂包括聚酰胺5X,所述聚酰胺5X包括:以1,5‐戊二胺和二元酸為單體聚合得到的聚酰胺;其中,所述二元酸包括二元羧酸;所述二元羧酸包括:丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸、十八碳二元酸、馬來酸和Δ9‐1,18十八烯二元酸中的一種或多種。
優(yōu)選的,所述聚酰胺5X樹脂包括:聚酰胺54樹脂、聚酰胺55樹脂、聚酰胺56樹脂、聚酰胺57樹脂、聚酰胺58樹脂、聚酰胺59樹脂、聚酰胺510樹脂、聚酰胺511樹脂、聚酰胺512樹脂、聚酰胺512樹脂、聚酰胺513樹脂、聚酰胺514樹脂、聚酰胺515樹脂、聚酰胺516樹脂、聚酰胺517樹脂和聚酰胺518樹脂中的一種或多種。
優(yōu)選地,所述聚酰胺樹脂為生物基聚酰胺樹脂。優(yōu)選地,所述聚酰胺樹脂的聚合單體為通過生物發(fā)酵方法所得到。優(yōu)選地,所述聚酰胺樹脂的生物來源比例為35‐100%。
優(yōu)選地,所述聚酰胺樹脂的相對粘度為2.4‐3.2。
優(yōu)選地,所述玻璃纖維包括:無堿玻璃纖維。所述玻璃纖維的直徑優(yōu)選6‐15μm。
優(yōu)選地,所述阻燃劑包括:溴化苯乙烯、聚溴化苯乙烯、十溴二苯乙烷和六溴環(huán)十二烷烴中的一種或一種以上。
優(yōu)選地,所述阻燃協(xié)效劑包括:三氧化二銻、硼酸鋅和氧化鋅中的一種或一種以上。
所述抗靜電劑包括:陰離子型抗靜電劑、非離子型抗靜電劑和高分子結(jié)構(gòu)抗靜電劑中的一種或一種以上。其中,優(yōu)選地,所述陰離子型抗靜電劑包括:烯丙基磺酸鈉和/或十二烷氧基磷酸鉀。優(yōu)選地,所述非離子型抗靜電劑包括:椰油脂肪酸二乙酰胺、混合單硬脂酸甘油酯(GMS)、聚甘油酯和分子蒸餾單甘油酯的混合物(Grindsted PGE308)、聚乙二醇400磷酸酯和月桂醇醚磷酸酯中的一種或一種以上。優(yōu)選地,所述高分子結(jié)構(gòu)抗靜電劑包括:聚乙二醇‐鋰溶膠復(fù)合物。所述抗靜電劑優(yōu)選為復(fù)配抗靜電劑。
優(yōu)選的,本發(fā)明所述聚酰胺復(fù)合材料還包括增容劑。
優(yōu)選的,所述增容劑包括:甲基丙烯酸甲酯‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(MBS)、甲基丙烯酸甲酯‐丙烯酸乙酯、無規(guī)乙烯‐丙烯酸丁酯共聚物、無規(guī)乙烯‐丙烯酸甲酯共聚物、無規(guī)乙烯‐丙烯酸甲酯‐馬來酸酐共聚物、乙烯‐丙烯酸丁酯—甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、馬來酸酐接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯、馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠、馬來酸酐接枝乙烯‐乙酸乙烯酯、馬來酸酐接枝氫化丁二烯‐苯乙烯嵌段共聚物、馬來酸酐接枝乙烯‐丁二烯‐苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯‐丁二烯‐苯乙烯三元共聚物中的一種或一種以上。優(yōu)選的,所述增容劑的重量份為1‐10份。
本發(fā)明所述聚酰胺復(fù)合材料還包括其他加工助劑。
優(yōu)選的,所述其他加工助劑包括:潤滑劑、成核劑和抗氧劑中的一種或一種以上。優(yōu)選的,所述加工助劑的重量份為1‐5份。
其中,優(yōu)選的,所述潤滑劑包括:N,N'‐乙撐雙硬脂酰胺(EBS)、氧化聚乙烯蠟、聚乙烯‐乙酸乙烯蠟、皂化聚乙烯蠟、油酸酰胺、芥酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、褐煤酸酯、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鈉、硬脂酸鋇和高分子有機(jī)硅中的一種及一種以上。其中,所述皂化聚乙烯蠟優(yōu)選部分皂化聚乙烯蠟。所述高分子有機(jī)硅優(yōu)選硅酮粉。
其中,優(yōu)選的,所述成核劑包括:布呂格曼(BRUGGOLEN)P22、褐煤酸鈣、褐煤酸鈉、聚丙烯酸離聚物、有機(jī)蒙脫土、超細(xì)滑石粉、超細(xì)云母、氧化鋁和氧化鎂中的一種及一種以上。
其中,優(yōu)選的,所述抗氧劑至包括:N,N‐雙‐(3‐(3,5‐二叔丁基‐4‐羥基苯基)丙?;?己二胺、β‐(3,5‐二叔丁基‐4‐羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2.4‐二叔丁基苯基]亞磷酸酯、雙(2,4‐二叔丁基苯基)丙酸]季戊四醇二亞磷酸酯、2,2‐亞甲基‐雙(4‐乙基‐6‐叔丁基酚)、4,4‐偏丁撐‐雙‐(6‐叔丁基間甲酚)、1,1,3‐三(2‐甲基‐4‐羥基‐5‐叔丁基苯基)丁烷和1,3,5‐三甲基‐2,4,6‐三(3,5‐二叔丁基‐4羥基芐基)苯中的一種及一種以上。
本發(fā)明的加工助劑中根據(jù)實(shí)際需要還可添加有機(jī)顏料或無機(jī)顏料。
【聚酰胺復(fù)合材料的制備方法】
一種聚酰胺復(fù)合材料的制備方法,包括如下步驟:
(1)將聚酰胺樹脂和抗靜電劑,按照如上所述重量份,混合均勻,得到混合物A;將阻燃劑、阻燃協(xié)效劑,按照如上所述重量份,混合均勻,得到混合物B;其中,混合物A和混合物B的制備順序沒有特別限定;
(2)將步驟(1)中所述混合物A、混合物B和玻璃纖維,在螺桿機(jī)中混合均勻并通過螺桿機(jī)擠出造粒,即得所述聚酰胺復(fù)合材料。
當(dāng)所述聚酰胺復(fù)合材料還包括增容劑時(shí),所述增容劑在步驟(1)中加入。優(yōu)選的在步驟(1)中,將聚酰胺樹脂、抗靜電劑和增容劑,按照如上所述重量份,混合均勻,得到混合物A。
當(dāng)所述聚酰胺復(fù)合材料還包括其他加工助劑時(shí),所述其他加工助劑在步驟(1)中加入。優(yōu)選的在步驟(1)中,將聚酰胺樹脂、抗靜電劑和其他加工助劑,按照如上所述重量份,混合均勻,得到混合物A。
步驟(1)中,所述混合步驟優(yōu)選在混合機(jī)中進(jìn)行。所述混合機(jī)的轉(zhuǎn)速優(yōu)選300‐500rpm。所述混合的時(shí)間優(yōu)選2‐5min。所述混合的溫度優(yōu)選20‐400℃。
步驟(1)中,對于混合物A和混合物B的制備順序沒有特別限定,可以先制備混合物A,再制備混合物B,或者同時(shí)(在兩個(gè)混合機(jī)中)制備混合物A和混合物B。
步驟(2)中,所述螺桿擠出機(jī)優(yōu)選為雙螺桿擠出機(jī)。
步驟(2)中,所述螺桿擠出機(jī)優(yōu)選分七區(qū)加熱。其中,所述螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度優(yōu)選為70‐90℃,更優(yōu)選為75‐85℃。和/或,所述螺桿擠出機(jī)的二區(qū)溫度優(yōu)選為210‐230℃,更優(yōu)選為215‐225℃。和/或,所述螺桿擠出機(jī)的三區(qū)溫度優(yōu)選為240‐260℃,更優(yōu)選為245‐255℃。和/或,所述螺桿擠出機(jī)的四區(qū)溫度優(yōu)選為260‐280℃,更優(yōu)選為265‐275區(qū)。和/或,所述螺桿擠出機(jī)的五區(qū)溫度優(yōu)選為270‐290℃,更優(yōu)選為275‐285℃。和/或,所述螺桿擠出機(jī)的六區(qū)溫度優(yōu)選為270‐290℃,更優(yōu)選為275‐285℃。和/或,所述螺桿擠出機(jī)的七區(qū)溫度優(yōu)選為265‐285℃,更優(yōu)選為270‐280℃。
步驟(2)中,所述雙螺桿擠出機(jī)的??跍囟葍?yōu)選為265‐275℃。
步驟(2)中,所述混合物A優(yōu)選從螺桿擠出機(jī)的主喂料口加入。
步驟(2)中,所述混合物B優(yōu)選從螺桿擠出機(jī)的靠近主喂料方向的側(cè)喂料口加入。所述靠近主喂料方向的側(cè)喂料口,與所述主喂料口的距離為螺桿總長度的65‐85%。
步驟(2)中,所述玻璃纖維優(yōu)選從靠近出料??诜较虻膫?cè)喂料口加入。
步驟(2)中,所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比優(yōu)選為1:(30‐50),更優(yōu)選1:(35‐45)。
步驟(2)中,所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為200‐500rpm。
所述擠出造粒后,優(yōu)選再進(jìn)行干燥。所述干燥時(shí)間優(yōu)選為5‐7h,更優(yōu)選為5.5‐6.5h。所述干燥溫度優(yōu)選70‐90℃,更優(yōu)選為75‐85℃。
采用上述方案,本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明所述聚酰胺復(fù)合材料中,聚酰胺樹脂可選用生物發(fā)酵技術(shù)獲得的聚酰胺樹脂,不依賴石油資源并且不對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,產(chǎn)品具有環(huán)境友好和可持續(xù)的特點(diǎn)。
(2)本發(fā)明所述聚酰胺復(fù)合材料,在保證了良好甚至更優(yōu)異的機(jī)械性能的同時(shí),賦予了產(chǎn)品耐久抗靜電的效果,并且具有良好的阻燃性。
(3)本發(fā)明所述聚酰胺復(fù)合材料,在賦予材料耐久抗靜電效果同時(shí),實(shí)現(xiàn)了較高的物料平衡和避免傳統(tǒng)抗靜電劑帶來的顏色問題,使復(fù)合材料在應(yīng)用時(shí)可按設(shè)計(jì)著色,提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)自由度,有利于拓展聚酰胺在更多領(lǐng)域的應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了一種聚酰胺復(fù)合材料及其制備方法。
<聚酰胺復(fù)合材料>
聚酰胺復(fù)合材料包括以下重量份的各成分:45‐85份的聚酰胺樹脂,15‐50份的玻璃纖維,8‐18份的阻燃劑,3‐8份的阻燃協(xié)效劑和1‐8份的抗靜電劑。
根據(jù)具體情況,該聚酰胺復(fù)合材料還可以包括增容劑和/或其他加工助劑。
[聚酰胺樹脂]
所述聚酰胺樹脂包括聚酰胺5X,所述聚酰胺5X包括:以1,5‐戊二胺和二元酸為單體聚合得到的聚酰胺;其中,所述二元酸包括二元羧酸;所述二元羧酸包括:丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸、十八碳二元酸、馬來酸和Δ9‐1,18十八烯二元酸中的一種或多種。
所述聚酰胺5X樹脂包括:聚酰胺54樹脂、聚酰胺55樹脂、聚酰胺56樹脂、聚酰胺57樹脂、聚酰胺58樹脂、聚酰胺59樹脂、聚酰胺510樹脂、聚酰胺511樹脂、聚酰胺512樹脂、聚酰胺512樹脂、聚酰胺513樹脂、聚酰胺514樹脂、聚酰胺515樹脂、聚酰胺516樹脂、聚酰胺517樹脂和聚酰胺518樹脂中的一種或多種。
該聚酰胺樹脂的聚合單體可以由生物原料通過生物法制備而成,其原料生物來源比例為35‐100%。
[玻璃纖維]
玻璃纖維可為無堿玻璃纖維,纖維直徑優(yōu)選為6‐15μm。
[阻燃劑]
所述阻燃劑為溴化苯乙烯、聚溴化苯乙烯、十溴二苯乙烷、六溴環(huán)十二烷烴中的一種或一種以上。
[抗靜電劑]
抗靜電劑選用陰離子型抗靜電劑、非離子型抗靜電劑或高分子結(jié)構(gòu)抗靜電劑中的一種或一種以上,其中,
陰離子型抗靜電劑可為烯丙基磺酸鈉、單十二烷氧基磷酸鉀中的一種或一種以上;
非離子型抗靜電劑可為椰油脂肪酸二乙酰胺、混合單硬脂酸甘油酯(GMS)、Grindsted PGE308(聚甘油酯和分子蒸餾單甘油酯的混合物)、聚乙二醇400磷酸酯、月桂醇醚磷酸酯中的一種或一種以上;
高分子結(jié)構(gòu)抗靜電劑可為聚乙二醇‐鋰溶膠復(fù)合物。
[阻燃協(xié)效劑]
阻燃協(xié)效劑可以選擇三氧化二銻、阻燃協(xié)效劑(硼酸鋅)、阻燃協(xié)效劑(氧化鋅)中的一種或一種以上。
[增容劑]
本發(fā)明的聚酰胺復(fù)合材料的生產(chǎn)原料還可以包含重量份為1‐10份的增容劑。
增容劑可選擇甲基丙烯酸甲酯‐丁二烯‐苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯‐丙烯酸乙酯、無規(guī)乙烯‐丙烯酸丁酯共聚物、無規(guī)乙烯‐丙烯酸甲酯共聚物、無規(guī)乙烯‐丙烯酸甲酯‐馬來酸酐共聚物、乙烯‐丙烯酸丁酯—甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、馬來酸酐接枝聚乙烯、馬來酸酐接枝聚丙烯、馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠、馬來酸酐接枝乙烯‐乙酸乙烯酯、馬來酸酐接枝氫化丁二烯‐苯乙烯嵌段共聚物、馬來酸酐接枝乙烯‐丁二烯‐苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯‐丁二烯‐苯乙烯三元共聚物中的一種或一種以上。
[加工助劑]
本發(fā)明的聚酰胺復(fù)合材料的生產(chǎn)原料還可以包含重量份為1‐5份的加工助劑。
該加工助劑可根據(jù)需要選擇潤滑劑、成核劑、抗氧劑中的一種或一種以上,其中,
所述潤滑劑可選自N,N'‐乙撐雙硬脂酰胺、氧化聚乙烯蠟、聚乙烯‐乙酸乙烯蠟、皂化聚乙烯蠟、油酸酰胺、芥酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、褐煤酸酯、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鈉、硬脂酸鋇、高分子有機(jī)硅中的一種及一種以上。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中所述皂化聚乙烯蠟為部分皂化聚乙烯蠟,所述高分子有機(jī)硅優(yōu)選硅酮粉。
所述成核劑可以選自P22、褐煤酸鈣、褐煤酸鈉、聚丙烯酸離聚物、有機(jī)蒙脫土、超細(xì)滑石粉、超細(xì)云母、氧化鋁、氧化鎂中的一種及一種以上。所述抗氧劑至少包括N,N‐雙‐(3‐(3,5‐二叔丁基‐4‐羥基苯基)丙酰基)己二胺、β‐(3,5‐二叔丁基‐4‐羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2.4‐二叔丁基苯基]亞磷酸酯、雙(2,4‐二叔丁基苯基)丙酸]季戊四醇二亞磷酸酯、2,2‐亞甲基‐雙(4‐乙基‐6‐叔丁基酚)、4,4‐偏丁撐‐雙‐(6‐叔丁基間甲酚)、1,1,3‐三(2‐甲基‐4‐羥基‐5‐叔丁基苯基)丁烷、1,3,5‐三甲基‐2,4,6‐三(3,5‐二叔丁基‐4羥基芐基)苯中的一種及一種以上。
本發(fā)明的加工助劑中根據(jù)實(shí)際需要還可添加有機(jī)顏料或無機(jī)顏料。
<聚酰胺復(fù)合材料的制備方法>
一種上述聚酰胺復(fù)合材料的制備方法,包括如下步驟:
(1)將聚酰胺樹脂和抗靜電劑,按照如上所述重量份,混合均勻,得到混合物A;將阻燃劑、阻燃協(xié)效劑,按照如上所述重量份,混合均勻,得到混合物B;其中,混合物A和混合物B的制備順序沒有特別限定;
(2)將步驟(1)中所述混合物A、混合物B和玻璃纖維,在螺桿機(jī)中混合均勻并通過通過螺桿機(jī)擠出造粒,即得所述聚酰胺復(fù)合材料。
當(dāng)所述聚酰胺復(fù)合材料還包括增容劑時(shí),所述增容劑在步驟(1)中加入。
本發(fā)明所述聚酰胺復(fù)合材料還包括其他加工助劑時(shí),所述增容劑在步驟(1)中加入。
步驟(1)中,所述混合步驟優(yōu)選在混合機(jī)中進(jìn)行。所述混合機(jī)的轉(zhuǎn)速優(yōu)選300‐500rpm。所述混合的時(shí)間優(yōu)選2‐5min。所述混合的溫度優(yōu)選20‐40℃。
步驟(1)中,對于混合物A和混合物B的制備順序沒有特別限定,可以先制備混合物A,再制備混合物B,或者同時(shí)(在兩個(gè)混合機(jī)中)制備混合物A和混合物B。
步驟(2)中,所述螺桿擠出機(jī)優(yōu)選為雙螺桿擠出機(jī)。
步驟(2)中,所述螺桿擠出機(jī)優(yōu)選分七區(qū)加熱。其中,所述螺桿擠出機(jī)的一區(qū)溫度優(yōu)選為70‐90℃,更優(yōu)選為75‐85℃。和/或,所述螺桿擠出機(jī)的二區(qū)溫度優(yōu)選為210‐230℃,更優(yōu)選為215‐225℃。和/或,所述螺桿擠出機(jī)的三區(qū)溫度優(yōu)選為240‐260℃,更優(yōu)選為245‐255℃。和/或,所述螺桿擠出機(jī)的四區(qū)溫度優(yōu)選為260‐280℃,更優(yōu)選為265‐275℃。和/或,所述螺桿擠出機(jī)的五區(qū)溫度優(yōu)選為270‐290℃,更優(yōu)選為275‐285℃。和/或,所述螺桿擠出機(jī)的六區(qū)溫度優(yōu)選為270‐290℃,更優(yōu)選為275‐285℃。和/或,所述螺桿擠出機(jī)的七區(qū)溫度優(yōu)選為265‐285℃,更優(yōu)選為270‐280℃。
步驟(2)中,所述雙螺桿擠出機(jī)的模口溫度優(yōu)選為265‐275℃。
步驟(2)中,所述混合物A優(yōu)選從螺桿擠出機(jī)的主喂料口加入。
步驟(2)中,所述混合物B優(yōu)選從螺桿擠出機(jī)的靠近主喂料方向的側(cè)喂料口加入。所述靠近主喂料方向的側(cè)喂料口,與所述主喂料口的距離為螺桿總長度的65‐85%。
步驟(2)中,所述玻璃纖維優(yōu)選從靠近出料??诜较虻膫?cè)喂料口加入。
步驟(2)中,所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比優(yōu)選為1:(30‐50),更優(yōu)選1:(35‐45)。
步驟(2)中,所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為200‐500rpm。
所述擠出造粒后,優(yōu)選再進(jìn)行干燥。所述干燥時(shí)間優(yōu)選為5‐7h,更優(yōu)選為5.5‐6.5h。所述干燥溫度優(yōu)選70‐90℃,更優(yōu)選為75‐85℃。
上述各個(gè)參數(shù)可以任意組合并適用于各個(gè)實(shí)施例中。
[測試方法]
上述制備方法制得的聚酰胺復(fù)合材料在80℃下干燥6h后注塑成測試樣條,注塑溫度為260~275℃。
產(chǎn)品的相關(guān)測試參見如下表1。
表1
實(shí)施例1
聚酰胺復(fù)合材料,包括以下重量的各成分:
生物基聚酰胺(PA56,硫酸相對粘度為2.72):2075g
無堿玻璃纖維:1500g
阻燃劑(十溴二苯乙烷):750g
阻燃協(xié)效劑(三氧化二銻):300g
抗靜電劑(烯丙基磺酸鈉):100g
抗靜電劑(椰油脂肪酸二乙酰胺):50g
增容劑(MBS):150g
加工助劑組合(其中包含EBS、硬脂酸鈣、硅酮粉、褐煤酸鈣、滑石粉、抗氧劑1098等):75g;
樣品制備:
(1)將生物基聚酰胺、抗靜電劑、增容劑、加工助劑,按配方稱取,然后在高速混合機(jī)中進(jìn)行混合,混合溫度為25℃,混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為400rpm,混合時(shí)間為3min,得混合物A;
將阻燃劑、阻燃協(xié)效劑,按配方稱取,然后在高速混合機(jī)中進(jìn)行混合,混合溫度為25℃,混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為400rpm,混合時(shí)間為3min,得混合物B;混合物A和混合物B的制備順序沒有特別限定;
(2)將混合物A放置于雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口,將混合物B放置于靠近主喂料方向的側(cè)喂料口,將無堿玻璃纖維放置于靠近出料??诜较虻膫?cè)喂料口;擠出造粒,擠出機(jī)螺桿的長徑比為1:40,擠出機(jī)各區(qū)溫度(從喂料口至???設(shè)置依次為80℃、220℃、250℃、270℃、280℃、280℃、275℃,??跍囟葹?70℃,螺桿轉(zhuǎn)速300rpm;
(3)將制備樹脂切片在80℃干燥8h,然后進(jìn)行注塑,注塑機(jī)溫度設(shè)置從喂料容器至噴嘴處依次為250℃、275℃、275℃、280℃,噴嘴溫度為275℃。
樣條檢測:
將注塑的測試樣條在23℃下放置28h,按ISO標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。測試結(jié)果參見表2。
實(shí)施例2
聚酰胺復(fù)合材料,包括以下重量的各成分:
生物基聚酰胺(PA56,硫酸相對粘度為2.72):2075g
無堿玻璃纖維:1500g
阻燃劑(十溴二苯乙烷):750g
阻燃協(xié)效劑(三氧化二銻):300g
抗靜電劑(烯丙基磺酸鈉):75g
抗靜電劑(聚乙二醇‐鋰溶膠復(fù)合物):75g
增容劑(MBS):150g
加工助劑組合(其中包含EBS、硬脂酸鈣、硅酮粉、褐煤酸鈣、滑石粉、抗氧劑1098等):75g
樣品制備及測試步驟參見實(shí)施例1。相關(guān)測試結(jié)果參見表2。
實(shí)施例3
聚酰胺復(fù)合材料,包括以下重量的各成分:
生物基聚酰胺(PA56,硫酸相對粘度為2.72):2075g
無堿玻璃纖維:1500g
阻燃劑(十溴二苯乙烷):750g
阻燃協(xié)效劑(三氧化二銻):300g
抗靜電劑(椰油脂肪酸二乙酰胺):50g
抗靜電劑(聚乙二醇‐鋰溶膠復(fù)合物):100g
增容劑(MBS):150g
加工助劑組合(其中包含EBS、硬脂酸鈣、硅酮粉、褐煤酸鈣、滑石粉、抗氧劑1098等):75g
樣品制備及測試步驟參見實(shí)施例1。相關(guān)測試結(jié)果參見表2。
實(shí)施例4
聚酰胺復(fù)合材料,包括以下重量的各成分:
生物基聚酰胺(PA56,硫酸相對粘度為2.72):2075g
無堿玻璃纖維:1500g
阻燃劑(十溴二苯乙烷):750g
阻燃協(xié)效劑(三氧化二銻):150g
阻燃協(xié)效劑(硼酸鋅):150g
抗靜電劑(烯丙基磺酸鈉):75g
抗靜電劑(椰油脂肪酸二乙酰胺):75g
增容劑(MBS):150g
加工助劑組合(其中包含EBS、硬脂酸鈣、硅酮粉、褐煤酸鈣、滑石粉、抗氧劑1098等):75g
樣品制備及測試步驟參見實(shí)施例1。相關(guān)測試結(jié)果參見表2。
實(shí)施例5
聚酰胺復(fù)合材料,包括以下重量的各成分:
生物基聚酰胺(PA56,硫酸相對粘度為2.72):2075g
無堿玻璃纖維:1500g
阻燃劑(十溴二苯乙烷):750g
阻燃協(xié)效劑(三氧化二銻):150g
阻燃協(xié)效劑(硼酸鋅):150g
抗靜電劑(烯丙基磺酸鈉):50g
抗靜電劑(聚乙二醇‐鋰溶膠復(fù)合物):100g
增容劑(MBS):150g
加工助劑組合(其中包含EBS、硬脂酸鈣、硅酮粉、褐煤酸鈣、滑石粉、抗氧劑1098等):75g
樣品制備及測試步驟參見實(shí)施例1。相關(guān)測試結(jié)果參見表2。
實(shí)施例6
聚酰胺復(fù)合材料,包括以下重量的各成分:
生物基聚酰胺(PA56,硫酸相對粘度為2.72):2075g
無堿玻璃纖維:1500g
阻燃劑(十溴二苯乙烷):750g
阻燃協(xié)效劑(三氧化二銻):150g
阻燃協(xié)效劑(硼酸鋅):150g
抗靜電劑(椰油脂肪酸二乙酰胺):100g
抗靜電劑(聚乙二醇‐鋰溶膠復(fù)合物):50g
增容劑(MBS):150g
加工助劑組合(其中包含EBS、硬脂酸鈣、硅酮粉、褐煤酸鈣、滑石粉、抗氧劑1098等):75g
樣品制備及測試步驟參見實(shí)施例1。相關(guān)測試結(jié)果參見表1。
實(shí)施例7
聚酰胺復(fù)合材料,包括以下重量的各成分:
生物基聚酰胺(PA56,硫酸相對粘度為2.72):2075g
無堿玻璃纖維:1500g
阻燃劑(十溴二苯乙烷):750g
阻燃協(xié)效劑(三氧化二銻):150g
阻燃協(xié)效劑(氧化鋅):150g
抗靜電劑(烯丙基磺酸鈉):50g
抗靜電劑(椰油脂肪酸二乙酰胺):100g
增容劑(MBS):150g
加工助劑組合(其中包含EBS、硬脂酸鈣、硅酮粉、褐煤酸鈣、滑石粉、抗氧劑1098等):75g
樣品制備及測試步驟參見實(shí)施例1。相關(guān)測試結(jié)果參見表2。
實(shí)施例8
聚酰胺復(fù)合材料,包括以下重量的各成分:
生物基聚酰胺(PA56,硫酸相對粘度為2.72):2075g
無堿玻璃纖維:1500g
阻燃劑(十溴二苯乙烷):750g
阻燃協(xié)效劑(三氧化二銻):150g
阻燃協(xié)效劑(氧化鋅):150g
抗靜電劑(烯丙基磺酸鈉):100g
抗靜電劑(聚乙二醇‐鋰溶膠復(fù)合物):50g
增容劑(MBS):150g
加工助劑組合(其中包含EBS、硬脂酸鈣、硅酮粉、褐煤酸鈣、滑石粉、抗氧劑1098等):75g
樣品制備及測試步驟參見實(shí)施例1。相關(guān)測試結(jié)果參見表2。
實(shí)施例9
聚酰胺復(fù)合材料,包括以下重量的各成分:
生物基聚酰胺(PA56,硫酸相對粘度為2.72):2075g
無堿玻璃纖維:1500g
阻燃劑(十溴二苯乙烷):750g
阻燃協(xié)效劑(三氧化二銻):150g
阻燃協(xié)效劑(氧化鋅):150g
抗靜電劑(椰油脂肪酸二乙酰胺):75
抗靜電劑(聚乙二醇‐鋰溶膠復(fù)合物):75g
增容劑(MBS):150g
加工助劑組合(其中包含EBS、硬脂酸鈣、硅酮粉、褐煤酸鈣、滑石粉、抗氧劑1098等):75g
樣品制備及測試步驟參見實(shí)施例1。相關(guān)測試結(jié)果參見表1。
對比例
聚酰胺復(fù)合材料,包括以下重量的各成分:
生物基聚酰胺(PA56,硫酸相對粘度為2.72):2225g
無堿玻璃纖維:1500g
阻燃劑(十溴二苯乙烷):750g
阻燃協(xié)效劑(三氧化二銻):300g
增容劑(MBS):150g
加工助劑組合(其中包含EBS、硬脂酸鈣、硅酮粉、褐煤酸鈣、滑石粉、抗氧劑1098等):75g;
本對比例材料的制備及測試步驟同實(shí)施例1,測試結(jié)果參見表2。
表2:聚酰胺復(fù)合材料的性能比較
通過表2的測試結(jié)果可以得出:其一,各種添加劑添加后,復(fù)合材料的強(qiáng)度和模量沒有明顯變化,說明本發(fā)明中各添加劑的添加,不會降低聚聚酰胺復(fù)合材料的力學(xué)性能。其二,抗靜電劑,特別是特定的復(fù)配抗靜電劑,能夠明顯降低玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的表面電阻率。相比較而言,烯丙基磺酸鈉與聚乙二醇‐鋰溶膠復(fù)合物復(fù)配后的抗靜電效果最好。并且抗靜電劑具有更好的流動性,在加工過程中還能發(fā)揮潤滑劑的作用。
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)人員能理解和使用本發(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)明不限于上述實(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)。