[发明专利]一种高填充增强PA66复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子改性技术领域，涉及一种高填充增强PA66复合材料及其制备方法。尤其涉及一种适用于注塑成型具有高刚性和高强度要求的工程材料制品。

背景技术

尼龙是五大工程塑料中产量最大、品种最多、应用领域最广的一种高分子材料。其中，PA6和PA66的产量最大，约占尼龙总产量的90％。其主要原因是尼龙具有优秀的机械性能、热性能、耐化学腐蚀性能和摩擦性能，同时具有良好的加工性能和化学活性。但是，其缺点是吸水性强，低温韧性欠佳，阻燃性能一般。如果用于汽车材料，还需要进一步提高其机械性能和耐热性能。因此，随着汽车工业、电子工业的发展，对尼龙复合材料的性能提出了更高的要求。尤其要求大幅度提高尼龙复合材料的机械强度，以达到金属材料的比强度，取代金属作为受力结构材料。

本技术复合填充的方式，以PA66为基体，加入不同种类的无机填充物质，在获得极高的刚性和强度的同时，保留尼龙的优良加工性能，可实现以塑带钢。此材料可以作为功能件的注塑材料，更可以用其生产各种汽车外观件，既保证性能的同时可以保持良好的外观。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高填充增强PA66复合材料。该复合材料具有的优异的拉伸强度、刚性、韧性和良好的加工性能。

本发明的另一个目的在于提供一种高填充增强PA66复合材料的方法，该方法工艺简单，可操作性高。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高填充增强PA66复合材料，以重量百分比计，每100份原料中包含以下成分及其含量：

PA66          25％～40％；

玻璃纤维      20％～45％；

无机填料      10％～35％；

相容剂        5％～10％；

抗氧剂        2％～5％；

助剂       0.1％～0.5％。

上述的高填充增强PA66复合材料，其在于所述的玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂浸润处理过的无碱玻璃纤维，所述的硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570、A-151或A-171。通过硅烷偶联剂浸润处理以保持无碱玻璃纤维的刚性不损失。所述的无碱玻璃纤维是直径在13～20μ的合股无捻粗纱。

上述的高填充增强PA66复合材料，其在于所述的无机填料为气相二氧化硅、滑石粉、钛白粉或碳酸钙。所述的助剂包括润滑剂，所述的润滑剂为聚乙烯蜡。所述的相容剂为笼式结构的端基修饰化合物，优选为POSS(笼状倍半硅氧烷)，所述POSS的结构式为：

上述的高填充增强PA66复合材料，其在于所述的抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)主抗氧剂和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)(抗氧剂168)辅抗氧剂的复配。其中主抗氧剂和辅抗氧剂的重量比优选为1∶(2～3)。

上述的高填充增强PA66复合材料，其在于所述PA66的相对粘度为2.2～2.5Pa·S，根据GBT21059-2007标准测得。

上述的高填充增强PA66复合材料，由于填充量高，该复合材料采用两步法进行制备，其制备方法包括以下步骤：

(1)按重量配比称取原料，将PA66在100～110℃条件下烘干3～4h；

(2)将烘干后的PA66和无机填料进行第一次双螺杆挤出得到PA66填充母粒；将PA66填充母粒在100～110℃条件下烘干1～2h；

(3)将烘干后的PA66填充母粒与相容剂、抗氧剂和助剂放入混料机中混合均匀；

(4)向步骤(3)制备的混合原料加玻璃纤维，经双螺杆挤出机挤出，挤出各段温度设定为240～280℃；

上述的高填充增强PA66复合材料的制备方法，由于填充量高，该复合材料采用两步法进行制备，其制备方法包括以下步骤：

(1)按重量配比称取原料，将PA66在100～110℃条件下烘干3～4h。

(2)将烘干后的PA66和无机填料进行第一次双螺杆挤出得到PA66填充母粒；将PA66填充母粒在100～110℃条件下烘干1～2h；

(3)将烘干后的PA66填充母粒与相容剂、抗氧剂和助剂放入混料机中混合均匀；

(4)向步骤(3)制备的混合的原料加玻璃纤维，经双螺杆挤出机挤出，挤出各段温度设定为240～280℃。