[发明专利]表面不露纤的长玻纤阻燃增强尼龙6复合材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机高分子纳米复合材料，更具体的说，涉及一种表面不露纤的长玻纤阻燃增强尼龙6复合材料及制备方法。

背景技术

尼龙6是目前应用最多的几种工程塑料之一，他的酞胺基团具有极性，在他的结构中具有结构牢固的氢键，使得尼龙6的熔点较高，具有很好的物理力学性能和耐磨性以及自润滑性，这些综合特点是其他塑料所不具备的。但是纯尼龙6的热变形温度较低，吸水性大，吸水前冲击强度偏低，吸水后刚性又大幅下降，同时尺寸不稳定等缺点，从而限制了尼龙6的应用，进而又缩小了下游行业设计工程师的选材余地。因此，展开了对尼龙6进行复合改性的研究。而提高尼龙6材料综合的物理力学性能所使用的最有效最普及的方法，就是采用玻璃纤维增强尼龙6。

而目前，玻璃纤维增强尼龙6是目前应用最多的几种工程塑料之一，具有较高的机械性能和热变形温度，特别是长玻纤增强尼龙6材料，但由于玻纤的“灯芯”效应使材料更易燃烧，阻燃性能达不到某些行业的要求，限制了其更广泛的应用，而采用常规的无卤阻燃剂则成本太高难以推广；另一方面，玻璃纤维增强尼龙66在大幅提高尼龙66物理力学性能的同时，又有个明显缺点，就是由于玻纤和尼龙66两相界面不易良好结合，导致容易在产品表面产生玻纤外露现象，使产品表面粗糙和发花，从而限制了这种原材料在对表面光洁度或美观程度要求较高的产品上的应用。

目前，业内已有通过在长玻纤增强阻燃尼龙复合材料的研究，其中中国发明专利CN102504529A的一种无卤阻燃长玻纤增强尼龙6及制备方法，采用磷酸酯、凹凸棒等复合材料机械性能和阻燃性能，无机材料加入影响了玻纤与尼龙的界面结合作用，导致材料表面不光洁；中国发明专利CN102690512A的一种玻纤增强尼龙6复合材料及其制备方法与应用，采用玻纤分散剂、接枝聚烯烃、接枝弹性体、玻纤等改性尼龙，产品分散性好，但工艺复杂、成本高且难以阻燃；中国发明专利CN102888108A的不露纤的玻纤有机增强尼龙66制作工艺，采用玻纤处理剂、成核剂、热稳定剂、玻纤填充尼龙，玻纤与尼龙相容性好，但产品成本较高、阻燃性差；中国发明专利CN103013099A的一种高流动性长玻纤增强尼龙6材料及制备方法，采用连续玻纤、润滑剂、相容剂、抗氧剂改性尼龙6，产品流动性好，外观良好，但成本较高、阻燃性差。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术存在的缺点，提供一种具有良好的力学性能、阻燃性能，而且表面光洁、生产成本低、工艺简单、环保的表面不露纤的长玻纤阻燃增强尼龙6复合材料及制备方法。

本发明表面不露纤的长玻纤阻燃增强尼龙6复合材料的技术方案是：其特征在于：由以下成分按重量比组成，尼龙6：30%—80%，无碱长玻纤：10%—60%，纳米碳酸钙：2%—10%，主阻燃剂：1%—3%，辅阻燃剂：0.5%—1%，低粘度尼龙6：2%—5%，玻纤改性剂：0.5%—1%，其他助剂：0.5%—1%。

进一步，所述的尼龙6树脂的相对粘度为2.4—3.6，熔融指数为4—8g/10min。

进一步，所述的无碱长玻纤的长径比为100—300。

进一步，所述的纳米碳酸钙为粒径在0.1—10微米的超微细碳酸钙。

进一步，所述的主阻燃剂由三聚氰胺、聚磷酸铵、聚多磷酸铵、硼酸锌、磷酸酯中的一种或多种组合组成。

进一步，所述的辅阻燃剂由三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或多种组合而成。

进一步，所述的低粘度尼龙6粘度为0.8—1.6，熔融指数为15—25 g/10min。

进一步，所述的玻纤改性剂为γ—氨丙基三乙氧基硅烷、γ—缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ—甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ—巯丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种组合而成。

进一步，所述的其他助剂包括小分子润滑剂和抗氧剂，所述的小分子润滑剂0.25%—0.5%，为1—3代球形树枝状大分子PAMAM中的一种或多种组合而成；抗氧剂0.25%—0.5%，为2，6—三级丁基—4—甲基苯酚。

本发明表面不露纤的长玻纤阻燃增强尼龙6复合材料的制备方法的技术方案是：包括以下步骤：

A、将玻纤改性剂与无碱长玻纤按比例共混改性，然后按一定比例加入低粘度尼龙6中，得玻纤母粒；

B、将玻纤母粒、尼龙6、纳米碳酸钙进行干燥处理，然后按比例放入主阻燃剂、辅阻燃剂、其他助剂在高速搅拌机中混合搅拌5—15分钟，得混合物；

C、将混合物在70—100℃真空烘箱中放置1—4小时后，经过双螺杆挤出机共混熔融挤出，冷却、经造粒机切粒，切成固定要求的粒子。