[发明专利]一种玻纤增强聚酰胺复合材料及其制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及高分子材料，尤其涉及一种玻纤增强聚酰胺复合材料及其制备方法。

[背景技术]

塑料焊接技术具有低成本、高速度、加工方便、实现精密数控容易、原材料适用范围广、接合性和工艺性好等综合优势，随着塑料焊接工艺研究和塑料焊接设备的逐步商品化，塑料焊接的应用越来越广泛，技术越来越成熟。其焊接产品也将很快走进我们日常生活的方方面面。

目前市场上较为多见的是超声波焊接和高频焊接。他们的基本原理是超声波动能或高频电场的能量转变成可以使塑料熔融的热能，通过上焊件能量传送到焊区。超声波焊接由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波或高频电场停止作用后，让压力持续，有些许保压时间，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的。PC，ABS等非结晶性材料，由于有明显较低的玻璃化转变温度，只需要吸收一定的能量，便可到达高弹态至熔融，实现良好的焊接。

玻璃纤维增强聚酰胺复合材料，作为改性工程塑料的重要品种，由于其优异综合性能，广泛应用于日用消费品，电子电气，汽车工业，交通运输，建筑业等领域中。但是，在现有技术中，对玻璃纤维增强聚酰胺材料的焊接非常困难，甚至无法实现焊接。这是因为聚酰胺属于高熔点高结晶性材料，由于越过结晶区需要能吸收很高的能量(高熔化热)才能使材料从结晶状态变为粘流状态，以实现焊接。而且玻纤增强或含有其他无机填充的聚合物，填充物容易浮出在材料表面，减少了焊接界面聚合物的焊接面积，也会大大降低材料的焊接强度。因此，如何实现增强聚酰胺材料的可焊接性，提高焊接强度，以扩展其在各种民用工业中的应用范围，成为目前亟待解决的问题。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种焊接强度高的玻纤增强聚酰胺复合材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种玻纤增强聚酰胺复合材料，按重量百分比由以下组分组成：

聚酰胺              43～93％

玻璃纤维            5～50％

降结晶剂            0.5～3％

相容剂              0.3～1％

抗浮纤剂            0.2～2％

其他助剂            0.5～2％。

所述聚酰胺为己内酰胺或聚己二酸己二酰胺或聚己内酰胺与聚己二酸己二酰胺的混合物。

所述玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维。

所述降结晶剂为苯磺酰胺类有机化合物。

所述相容剂为有机硅烷耦联剂与增效剂的混合物。

所述相容剂为为质量比80％的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷与20％的苯胺甲基三乙氧基硅烷的混合物。

所述抗浮纤剂为羟基改性乙撑双硬脂酸酰胺。

所述其他助剂包括抗氧剂、润滑剂、热稳定剂、抗紫外剂、着色剂中的一种或多种。

以上所述的玻纤增强聚酰胺复合材料，按重量百分比可以由以下组分组成：

聚酰胺                  64～68％

玻璃纤维                28～32％

降结晶剂                1.5～2.5％

相容剂                  0.4～0.6％

抗浮纤剂                0.4～0.6％

其他助剂                0.5～1.5％。

一种上述玻纤增强聚酰胺复合材料制备方法的技术方案是，包括以下步骤：

①按上述重量百分比称取原料；

②把聚酰胺、降结晶剂、相容剂，抗浮纤剂及其他助剂加入高速混合机混合均匀；

③将步骤②中得到的混合物置于双螺杆机中，玻璃纤维从二区侧喂料口加入，经熔融挤出，造粒，螺杆长径比为28～44，工艺条件为：一区温度220～250℃，二区温度230～280℃，三区温度220～275℃，四区温度230～280℃，机头温度为235～290℃，料筒停留时间为1～2分钟，熔体压力10～20MPa。

本发明所制备的玻纤增强聚酰胺复合材料，与常规制备的玻纤增强聚酰胺材料相比，具有优异的焊接强度，能满足电子电器，汽车工业，交通运输，建筑业，生活日用品等行业对高焊接强度聚酰胺材料的使用要求，并且成本低廉，加工工艺方便简单，具有广阔的应用前景。

[具体实施方式]