[发明专利]一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物及其制备方法。

背景技术

尼龙(PA)具有很高的机械强度，软化点高，耐热，磨擦系数低，耐磨损，自润滑性，吸震性和消音性突出，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂，电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好，容易染色等众多特点，广泛应用于社会的各个领域。但尼龙材料的明显缺点是吸水性强，影响制品的尺寸稳定性。为进一步提高尼龙材料的力学性能，降低制品的成型收缩率，目前厂商通常采用玻璃纤维对其进行增强改性并已取得良好的效果。但对于军工、航海、航空等特殊的应用环境，玻璃纤维增强尼龙材料并不能完全满足使用要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物，其组成按重量配比为(份)：

尼龙        50-70％；

玄武岩纤维  20-40％；

增韧剂      3-12％；

抗氧剂      1-5％；

偶联剂      0.3-1％；

其他助剂    0-15％。

其中，所述的尼龙为尼龙6和尼龙66。

其中，所述的玄武岩纤维为连续玄武岩纤维，其公制号数为300-1000tex。

其中，所述的增韧剂为聚烯烃接枝马来酸酐。

其中，所述的抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂245；所述的抗氧剂1010为四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯，所述的抗氧剂245为三甘醇-双-〔3-(3-叔丁基-4-基-5-甲基苯)〕丙酸酸酯。

其中，所述的偶联剂为KH-550或KH-570，所述的KH-550为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，所述的KH-570为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。

其中，所述的其它助剂为润滑剂或色粉。

一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物的制备方法，其特征在于，包括步骤：

a：按重量配比称取尼龙及其它助剂；

b：将称好的原材料投入到高速混合器中干混3～5min；

c：将b中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒。加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度230-270℃，二区温度230-270℃，三区温度240-290℃，四区温度250-280℃，机头260-300℃，玄武岩连续纤维通过加纤口加入，停留时间2～3min，压力为12-18MPa。

以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

本发明采用带有氨基或不饱和基团的硅烷偶联剂改善玄武岩纤维与基体树脂材料尼龙之间的界面作用力，提高玄武岩纤维与PA间的相容性，又利用连续玄武岩纤维本身极高的机械性能，使玄武岩纤维增强尼龙材料的各项力学性能和耐热性均有较大幅度的提高。

本发明还采用聚烯烃接枝马来酸酐材料对玄武岩纤维增强尼龙材料进行增韧改性，大大提高了尼龙组合物的冲击强度，尤其是缺口冲击强度，降低了材料的缺口敏感性。采用以上技术手段得到的玄武岩纤维增强尼龙组合物，拉伸强度、热变形温度、冲击强度比普通的玻璃纤维增强尼龙组合物有明显提高，扩大了尼龙增强材料的应用范围。

具体实施方式

本发明提供一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物及其制备方法，a：按重量配比称取尼龙及其它助剂；b：将称好的原材料投入到高速混合器中干混3～5min；c：将b中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒。加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度230-270℃，二区温度230-270℃，三区温度240-290℃，四区温度250-280℃，机头260-300℃，玄武岩连续纤维通过加纤口加入，停留时间2～3min，压力为12-18MPa。

为便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述：

实施例1：

按重量百分比称取PA6 60％，LLDPE-g-MAH 10％，KH-550 3％，抗氧剂1010 1％，其他助剂1.5％。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，玄武岩纤维通过加纤口加入，控制纤维含量24.5％，混合3-5分钟，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：230℃；二区：230℃；三区：250℃；四区：250℃；机头：260℃；停留时间2～3min。压力为15MPa。