[发明专利]一种超高玻璃纤维增强尼龙材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种超高玻璃纤维增强尼龙材料及其制备方法。

背景技术

聚酰胺（俗称尼龙）具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，以此提高材料性能和扩大应用范围。玻纤增强尼龙具有较高的机械强度，耐磨性和耐腐蚀性优良，传统玻纤增强材料的玻纤含量一般在50%以下，能够满足一般塑料制品的要求，但相对于金属材料超高的强度和尺寸稳定性来言，传统玻纤增强尼龙还不能够达到以塑代钢的目的。目前市场上常见的高玻纤含量增强尼龙的玻纤含量在50%～55%，在使用过程中，由于尼龙自身具有的吸水性，使得材料在长期使用的环境下强度和刚性大大降低，本身具有的吸水性这个特点，也使得制件尺寸发生了较大变化，这种缺陷在材料应用于水处理行业时表现得特别明显。

国内关于超高玻纤含量（玻纤含量大于或等于55%）的增强尼龙材料的改性技术不是很成熟，产品的应用范围也比较狭窄。现有技术中制备得到的超高玻纤含量的增强尼龙材料的表面浮纤较明显，拉伸性能和弯曲性能的湿态保持率较低，使得产品的尺寸稳定性较差，同时也影响了产品在湿态环境中的刚性保持率，限制了该材料的使用范围。因此，开发一种超高玻璃纤维增强尼龙材料用于替代金属对于国内尼龙材料的改性技术提升和市场应用具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种超高玻璃纤维增强尼龙材料，该材料具有优良的力学性能，尤其是比强度，和合金钢等金属相接近，而且材料的尺寸稳定性好，拓展了材料的使用领域。

本发明的另一个目的是为了提供上述超高玻璃纤维增强尼龙材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种超高玻璃纤维增强尼龙材料，其特征在于：包含以下按重量百分数计的原料：

所述尼龙树脂为尼龙6、尼龙66中的一种或两种。优选的，尼龙6或尼龙66的相对粘度为2.4-2.8(Pa·s/Pa·s)。

所述玻璃纤维为硅烷偶联剂改性无碱玻纤，该玻璃纤维的直径为8-15微米。

所述抗氧剂为四[β-(3,5-二特丁基－4－羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

所述界面改性剂为间苯二酰胺类。优选的，所述界面改性剂为二（2,2,6,6-四甲基-3-哌啶胺基）-间苯二酰胺。

一种制备上述超高玻璃纤维增强尼龙材料的方法,包括如下步骤：

（1）按配比称量各种原料；

（2）将尼龙树脂、界面改性剂和抗氧剂混合均匀，加入双螺杆挤出机，将玻璃纤维从螺筒的第五区和第七区的侧喂料装置处均匀加入，挤出、冷却、干燥、切粒。

所述双螺杆挤出机的加工条件为,一区温度为260℃-275℃，二区温度为260℃-280℃，三区温度为260℃-280℃，四区温度为270℃-290℃，五区温度为270℃-290℃，六区温度为275℃-290℃，七区温度为275℃-295℃，八区温度为275℃-295℃，九区温度为270℃-290℃；平均停留时间为1-3分钟，主机转速为200-300转/分钟。

本发明的有益效果是：

1、所述超高玻璃纤维增强尼龙材料中添加了界面改性剂，可有效提高材料的比强度，实施例中制得的材料的比强度达到142以上，比硬铝还高，与合金钢的比强度相接近，在某种场合可以替代金属使用。而且添加界面改性剂后，可以有效提高材料的流动性，提高玻纤与树脂之间的相容性，使得材料表面的浮纤基本看不见。

2、所述超高玻璃纤维增强尼龙材料的拉伸性能和弯曲性能的湿态保持率显著提高，增加了产品尺寸稳定性，也提高了材料在湿态环境中的刚性保持率；随着玻纤含量的增加，材料的刚性明显上升，冲击强度也出现增加的趋势，大大拓宽了该材料的使用领域。

3、本发明通过双侧喂料的特殊加工方式在尼龙树脂中实现高玻纤含量的添加，有助于提高产品的力学强度，而且加工工艺的可控性强。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步说明：