[发明专利]一种纳米纤维素增强增韧尼龙66复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及改性工程塑料新品种技术领域，特别是涉及一种由纳米纤维素和玻璃纤维复合增强增韧尼龙66复合材料及其制备方法。

背景技术

尼龙66是最早研制成功的尼龙品种，于1935年制得，并于1939年由美国杜邦公司实现工业化生产，是目前最主要的尼龙品种。由于尼龙66的分子极性强，吸水率高，引起制品尺寸和物性变化大，其耐热性和低温冲击强度等也有待提高。因此，通过纤维增强、无机物填充和与其他聚合物共混制备复合材料和合金，得到较好的尺寸稳定性、较高强度及热变形温度的尼龙66复合物，可广泛应用于机械、汽车、交通、化工、仪表、农业等行业中。可以采用的纤维一般有玻璃纤维、碳纤维及Kevlar纤维，但未涉及应用纳米纤维素。由于传统制备纳米纤维素的方法较难分散，很难应用于塑料改性行业。将纤维素制备成易分散且具有一定长径比的纳米级纤维为前提，并将少量纳米纤维素与玻璃纤维复合增强增韧尼龙66，实现改善玻璃纤维单独增强尼龙66复合物的某些性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种纳米纤维素增强增韧尼龙66复合材料，该复合材料具有较好的流动性、较高的强度、优异的耐抗冲击和耐低温性能。

本发明采用的技术方案是提供一种纳米纤维素增强增韧尼龙66复合材料，该复合材料包含如下重量份的原料：

尼龙66树脂57.1-73.65份,玻璃纤维25-35份,纳米纤维素0.5-6份,偶联剂0.1-0.35份,分散润滑剂0.5-1.0份,成核剂0.05-0.15份,抗氧化剂0.2-0.4份。

优选地，该复合材料包含如下重量份原料：

尼龙66树脂57.5-73份,玻璃纤维25-35份,纳米纤维素0.5-6份,偶联剂0.25-0.30份,分散润滑剂0.7-0.9份,成核剂0.08-0.12份,抗氧化剂0.25-0.35份。

优选地，所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，所述的无碱玻璃纤维单根纤维直径为7-15微米。

优选地，所述的纳米纤维素来源为纸浆，所述纳米纤维素的长度为8-20微米，直径为25-450纳米。

优选地，所述的偶联剂选自硅烷偶联剂KH550或硅烷偶联剂KH550与KH560以1：1重量比混合的混合物。

优选地，所述的分散润滑剂选自改性乙撑双脂肪酸酰胺(TAF)或改性乙撑双脂肪酸酰胺与硅酮粉以1：1重量比混合的混合物。

优选地，所述的成核剂选自芳基羧酸金属盐。

优选地，所述的抗氧化剂选自受阻酚类抗氧化剂1098或受阻酚类抗氧化剂1098与亚磷酸酯类抗氧化剂168以重量比1：1复配的混合物。

经对各组分的优选，制得的尼龙66复合材料具有较好的流动性、较高的强度、优异的耐抗冲击和耐低温性能，综合性能非常优异，成本较低，可广泛用于高端电子电气、化工机械及汽车等领域。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供制备纳米纤维素增强增韧尼龙66复合材料的制备方法，方法包括如下步骤：

(1)将纸浆、助磨剂和尼龙66树脂以0.1-0.3：0.003-0.006：1的重量百分比混合，放入球磨机中球磨0.5-6个小时后纤维素达到纳米级别并分散在尼龙66树脂中，得到纳米纤维素/尼龙66混合物；

(2)将步骤(1)得到的纳米纤维素/尼龙66混合物、57.1-73.65份尼龙66树脂、0.5-1.0份分散润滑剂、0.05-0.15份成核剂和0.2-0.4份抗氧化剂混合；

(3)将步骤(2)称取的混合原料放入高速混合机中混合2-5分钟，然后加入硅烷偶联剂再混合2-7分钟出料；所述加入硅烷偶联剂指添加0.25-0.3份硅烷偶联剂KH550或0.25-0.3份硅烷偶联剂KH550和KH560按重量比1:1的混合物，添加KH550和KH560的混合物时，先将偶联剂KH550放入混合机中与其它原料一起混合1-3分钟后，再将偶联剂KH560放入混合机中混合1-3分钟；

(4)将步骤(3)制得的混合物料及玻璃纤维放入双螺杆挤出机中经过拉条、冷却、切粒、干燥处理，得到尼龙66复合材料颗粒；所述挤出机的转速为180-260转/分钟，挤出机共有九个加热区段，各段温度从加料口到机头分别是235-250℃、260-270℃、265-275℃、270-280℃、270-280℃、270-280℃、265-275℃、265-275℃、260-270℃。