以再進一步提高;另一方面,添加過多的氧化鋅,會導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)在 加工過程中遭到破壞,反而降低抗蠕變和抗菌性能。有鑒于此,本發(fā)明實施例中,所述氧化 鋅的含量為5-50份,可為5份、10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份等具體份 數(shù)。
[0025] 本發(fā)明實施例中,為了提高復(fù)合材料各組分之間的相容性,添加了偶聯(lián)劑。作為優(yōu) 選實施例,所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。進一步的,所述偶聯(lián)劑優(yōu)選為γ-氨丙基三乙氧基硅 烷。該優(yōu)選的偶聯(lián)劑能對所述氧化鋅晶須表面進行表面處理,從而提高所述氧化鋅晶須和 聚酰胺樹脂之間的相容性,進而產(chǎn)生牢固的兩相界面,提高材料的機械性能。本發(fā)明實施例 中,所述偶聯(lián)劑的含量為〇. 1 -1. 〇份,可為〇. 1份、〇. 2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、 0.8份、0.9份、1.0份等具體份數(shù)。
[0026] 本發(fā)明實施例中,為了防止復(fù)合材料的氧化對其使用壽命帶來影響,添加了抗氧 劑。作為優(yōu)選實施例,所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑,進一步優(yōu)選Ν,Ν-1,6-亞甲基-二-[3, 5-二叔丁基-4-羥基苯丙酰胺]。該優(yōu)選的抗氧劑在加工過程中能有效保護所述聚酰胺不受 熱降解,避免材料物性下降。本發(fā)明實施例中,所述抗氧劑的含量為0.1-1.0份,可為0.1份、 0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份等具體份數(shù)。
[0027] 本發(fā)明實施例中,為了提高復(fù)合材料的耐熱性能,添加了耐熱劑。作為優(yōu)選實施 例,所述耐熱劑為含銅抗氧劑和增效劑的混合物。其中,所述含銅抗氧劑中的銅離子與所述 聚酰胺鍵螯合形成更為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),所述增效劑為能夠增強聚酰胺鍵螯合物穩(wěn)定性的物 質(zhì),包括但不限于碘化鉀。通過優(yōu)選的所述耐熱劑,銅離子與所述聚酰胺鍵螯合形成酰胺鍵 螯合物,同時所述增效劑如碘化鉀能與銅配合增強聚酰胺鍵螯合物的穩(wěn)定性,使所述聚酰 胺在受熱氧基團的攻擊時也不易發(fā)生斷裂降解,從而保證復(fù)合材料長期處在高溫環(huán)境中分 子鏈的穩(wěn)定性,避免材料脆化。本發(fā)明實施例中,所述耐熱劑的含量為o-l. 0份,可為0.01 份、0.05份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份等具體份 數(shù)。
[0028] 本發(fā)明實施例中,為了提高復(fù)合材料各組分之間的加工型,添加了潤滑劑。作為優(yōu) 選實施例,所述潤滑劑選自硬脂酸鹽、硅酮中的一種或幾種的混合物。進一步優(yōu)選季戊四醇 二硬脂酸酯。該優(yōu)選的潤滑劑具有較好的耐熱性能,在聚酰胺加工過程中不分解,同時所述 季戊四醇二硬脂酸酯和所述聚酰胺的相容性良好,起到內(nèi)外兼具的潤滑效果,能促進各組 分的熔融,有效改進所述復(fù)合材料熔體流動性,減小加工過程中熔體與設(shè)備之間的摩擦。同 時所述季戊四醇二硬脂酸酯分子量較大,在后續(xù)使用過程中不會析出,不會影響材料使用 和產(chǎn)品外觀,同時還有助于材料的脫模性能。本發(fā)明實施例中,所述潤滑劑的含量為0.1-2.0份,可為0.1 份、0.2份、0.3份、0.4 份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8 份、0.9 份、1.0 份、1.2 份、 1.5份、1.8份、2.0份等具體份數(shù)。
[0029] 本發(fā)明實施例中,為了促進所述氧化鋅的分散,從而保證其充分發(fā)揮其作用,在復(fù) 合材料中添加了分散劑。作為優(yōu)選實施例,所述分散劑為蒙旦蠟、乙撐雙硬脂酸酰胺中的至 少一種。進一步的,所述分散劑優(yōu)選蒙旦蠟中的褐煤蠟酸-1-甲基-1,3-丙二基酯與脂肪酸-褐煤蠟鈣鹽的共混物。優(yōu)選的所述分散劑能有效提高四針狀氧化鋅晶須在所述聚酰胺基體 樹脂中的分散作用,保證材料均勻穩(wěn)定性,提高材料的物性。本發(fā)明實施例中,所述分散劑 的含量為0.1-2.0份,可為0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、 1.0份、1.2份、1.5份、1.8份、2.0份等具體份數(shù)。
[0030] 本發(fā)明實施例中,所述聚酰胺復(fù)合材料還可以根據(jù)實際需要添加其他助劑。
[0031] 本發(fā)明實施例提供的聚酰胺復(fù)合材料,添加了四針狀氧化鋅組分,所述四針狀氧 化鋅無結(jié)構(gòu)缺陷,其強度高,具有優(yōu)異的補強增韌性能和抗菌性能,同時改善聚酰胺材料的 強度、抗蠕變性能和抗菌性能。具體的,由于所述四針狀氧化鋅晶須微觀為三維四針狀立體 結(jié)構(gòu),即晶須有一核心,從核心徑向方向伸展出四根針狀晶體,每根針狀體均為單晶體微纖 維,任兩根針狀體的夾角為109°,晶須的中心體直徑0.7-1.4μL?,針狀體根部直徑0.5-14μπι, 針狀體長度為3_200μπι,具有特殊的空間立體結(jié)構(gòu)。所述四針狀氧化鋅組分因其獨特的立體 四針狀三維結(jié)構(gòu),容易實現(xiàn)在基體材料中的均勻分布,從而各向同性地改善材料的物理性 能;同時由于其四針狀結(jié)構(gòu),復(fù)合材料中的聚酰胺分子鏈能夠在其四個針上穩(wěn)固纏繞,各相 均一,消除每個方向的分子鏈滑移,從而從本質(zhì)上并且高效的解決尼龍的蠕變,使得聚酰胺 復(fù)合材料的抗蠕變性能明顯增強,即便是在高溫高濕環(huán)境下,也能具有優(yōu)良的機械性能和 尺寸穩(wěn)定性。同時,所述四針狀氧化鋅晶須具有較好的抗菌作用,能夠用于廚衛(wèi)、公共場合 以及家用電器如齒輪、閥門、門把手、運動器材、汽車部件等抗菌要求較高的產(chǎn)品,具有良好 的發(fā)展前景。
[0032] 本發(fā)明實施例提供的聚酰胺復(fù)合材料,具有良好的抗蠕變性,在使用過程中長期 受力而不變形,同時還具有抗菌能力,能夠防止細菌、病毒的滋生和傳播,能夠用于廚衛(wèi)(如 洗衣機、馬桶部件)、公共場合以及醫(yī)院公共設(shè)施和醫(yī)療設(shè)備(如齒輪、閥門、把手)等;本發(fā) 明實施例提供的聚酰胺復(fù)合材料,同時具有良好的減震性、吸波性能、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性, 能夠用于汽車零部件(如發(fā)動機罩蓋、氣門室罩蓋、油門腳踏板等),同時還可應(yīng)用于電動工 具和運動器材。此外,本發(fā)明實施例提供的聚酰胺復(fù)合材料,還具有優(yōu)良的機械強度、耐磨 損、耐腐蝕、易加工等性能,且成本低廉,具有廣闊的應(yīng)用前景,可以多領(lǐng)域應(yīng)用,尤其適用 于家電和廚衛(wèi)產(chǎn)品。
[0033] 本發(fā)明實施例提供的聚酰胺復(fù)合材料可以通過下述方法制備獲得。
[0034] 相應(yīng)的,本發(fā)明實施例提供了一種聚酰胺復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
[0035] S01.按照所述聚酰胺復(fù)合材料的配方稱取各組分;
[0036] S02.將除氧化鋅和偶聯(lián)劑外的所有組分進行第一混合處理,得到第一混合物料; 將氧化鋅和偶聯(lián)劑進行第二混合處理,得到第二混合物料;
[0037] S03.將所述第一混合物料從雙螺桿擠出機的主喂料口進料、所述第二混合物料從 側(cè)喂料口加入,進行熔融擠出,造粒。
[0038]具體的,上述步驟S01中,所述聚酰胺復(fù)合材料的配方組分及其優(yōu)選情況如上文所 述,為了節(jié)約篇幅,此處不再贅述。
[0039]上述步驟S02中,所述第一混合處理將聚酰胺、抗氧劑、耐熱劑等混合均勻,具體 的,第一混合處理方式包括但不限于在高速混合機混合1-5分鐘,以保材料混合均勻;所述 第二混合處理將所述氧化鋅和所述偶聯(lián)劑充分混合,具體的,所述第二混合處理方式包括 但不限于:將所述氧化鋅晶須加入高速混合機,溫度75°C,把所述偶聯(lián)劑以噴灑的方式加入 到粉體中,混合10-20分鐘,以確保所述偶聯(lián)劑均勻包覆在所述氧化鋅晶須表面,同時對所 述氧化鋅晶須進行表面改性。其中,采用噴灑的方式添加偶聯(lián)劑,有利于所述偶聯(lián)劑在后續(xù) 的步驟中與所述第一物料混合時充分分散混合。
[0040] 上述步驟S03中,將所述第一混合物料從雙螺桿擠出機的主喂料口進料、所述第二 混合物料從側(cè)喂料口如五區(qū)側(cè)喂料口加入,可以將所述氧化鋅和偶聯(lián)劑與所述第一混合物 料充分分散均勻。作為優(yōu)選實施例,所述熔融擠出的工藝條件為:一區(qū)溫度180-210°C,二區(qū) 溫度220-250°(:,三區(qū)溫度230-280°(:,四區(qū)溫度240-290°(:,五區(qū)溫度240-295°(:,六區(qū)溫度 240-290°C,七區(qū)溫度230-280°C,八區(qū)溫度220-280°C,九區(qū)溫度200-290°C。該優(yōu)選的熔融 段溫度能保證所述聚酰胺樹脂充分熔融,降低熔體強度;同時,在加入所述氧化鋅晶須后有 助于所述氧化鋅晶須的分散,同時保護其四針狀結(jié)構(gòu)在加工過程中不被破壞,保證材料的 力學(xué)性能。
[0041] 本發(fā)明實施例提供的聚酰胺復(fù)合材料的制備方法,將氧化鋅、偶聯(lián)劑充分混合后 作為一個整體,與其他成分形成的混合物從不同喂料口進行喂料,可以保證所述氧化鋅和 偶聯(lián)劑充分分散均勻,從而得到性能優(yōu)良的復(fù)合產(chǎn)品。此外,本發(fā)明提供的聚酰胺復(fù)合材料 的制備方法,只需將各組分進行混合處理后進行熔融制粒,操作簡單可控,且熔融制粒工藝 成熟,易于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
[0042] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的范圍不受這些實施例的限 制。
[0043]在本發(fā)明實施例及對比例提供的聚酰胺復(fù)合材料中,聚酰胺可為PA6和/或PA66, 相對密度為1.13-1.15,PA6熔點為215-225°C,PA66熔點為255-265°C,相對粘度為2.0-2.5; 所述四針狀氧化鋅晶須可為松下公司生產(chǎn)的牌號T-ZnOw的四針狀氧化鋅晶須;玻璃纖維為 無堿短切玻璃纖維,具體可為重慶復(fù)材生產(chǎn)的牌號為ECS301HP的短切玻璃纖維;所述耐熱 劑可為呂格曼生產(chǎn)的牌號H3373的含銅抗氧劑和增效劑的混合物;所述抗氧劑可為受阻胺 類抗氧劑,具體可為為BASF公司產(chǎn)品(牌號為1098)的受阻胺類抗氧劑;所述潤滑劑可為季 戊四醇硬脂酸酯,具體可為發(fā)基生產(chǎn)的牌號為PETS-AHS的季戊四醇硬脂酸酯;所述分散劑 可為蒙旦蠟,具體可為科萊恩生產(chǎn)的牌號為OPwax的蒙旦蠟。
[0044] 實施例1
[0045] -種聚酰胺復(fù)合材料,包括如下重量份數(shù)的下列組分: PA6 68.2 份; 氧化鐸 30:份:; 硅烷偶聯(lián)劑 0.5份;
[0046] 抗氧劑 0.2份; 耐熱劑 0·5份; 潤滑劑