[发明专利]玻璃纤维增强尼龙材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种增强尼龙复合材料的生产方法，尤其涉及一种玻璃纤维增强的尼龙材料、以及生产所述玻璃纤维增强的尼龙材料的组合物、方法和设备。

背景技术

有色金属属于不可再生资源，随着特种材料日益广泛的应用，有色金属已经越来越成为稀缺资源，而且金属加工需要高能耗，加工成本很高，品质控制稳定性差。因此，开发新的可替代有色金属的材料早已成为材料科学的研发热点。

尼龙(即聚酰胺)材料密度小、加工性能好、耐磨性和自润滑性好、隔热性和热稳定性好、耐腐蚀性好、回弹性高，具有优异的电性能、和较高的刚性，而且成品无需防腐处理，已被作为一种替代有色金属的工程材料在各个领域使用。虽然具有一系列优良的性能，但与金属材料相比，还存在着强度、刚性较低等不足，使应用受到一定的限制。因此，人们开发了用玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维、钛金属纤维等增强的品种，在很大程度上弥补了尼龙性能上的不足，其中以玻璃纤维增强尼龙为最重要。

CN103788629A公开了一种玻璃纤维增强尼龙材料，包括玻璃纤维10-40％，尼龙40-77％，以及润滑剂、抗氧剂、偶联剂等助剂。

CN103788627A公开了一种长玻璃纤维增强尼龙材料，包括玻璃纤维20-40份，尼龙45-80份，以及抗氧剂、润滑剂、相容剂等助剂。

CN103709745A公开了一种玻璃纤维增强尼龙材料，包括玻璃纤维20-50％、尼龙50-80％，以及流变剂、相容剂、硬脂酸钙等助剂。

CN103709743A公开了一种玻璃纤维增强尼龙材料，包括尼龙50-60％、玻璃纤维25-30％，阻燃剂14-18，以及偶联剂、抗氧剂、润滑剂等助剂。

CN103665857A公开了一种玻璃纤维增强尼龙材料，包括尼龙15-50％，尼龙14-60％、聚乙烯醇14-50％，以及表面处理剂、柠檬酸、热稳定剂等助剂。

CN103602061A公开了一种玻璃纤维增强尼龙材料，包括尼龙33-68份、玻璃纤维15-30份，以及阻燃剂、增韧剂、抗氧剂份和润滑剂等助剂。

目前来看，玻璃纤维用量可在50wt％以内的较宽范围添加；通常含量在15-45wt％之间，常为30wt％，而现有的生产玻璃纤维增强尼龙材料的技术中，玻璃纤维用量上限一般为60wt％，仅有瑞士EMS等少数外国企业能够做到，玻璃纤维超过60％用量则无法挤出。

甚至，大部分厂家甚至50wt％玻璃纤维增强尼龙的配方、设备和生产工艺尚不成熟，挤出的物料中材料变色严重、材料表面粗糙(露纤程度严重)，而且，由于玻璃纤维无法均匀分散，无法获得高性能的材料。

发明内容

针对较高玻璃纤维含量的增强尼龙复合材料生产过程中存在的问题，本申请提供了一种生产玻璃纤维增强尼龙材料及其组合物和生产方法。

本发明第一个方面是提供一种玻璃纤维增强尼龙材料组合物。

本发明第二个方面是提供一种生产玻璃纤维增强尼龙材料的方法。

本发明第三个方面是提供一种玻璃纤维增强尼龙材料。

本发明第四个方面是提供一种生产玻璃纤维增强尼龙材料的设备。

其中，本发明第一个方面的一个实施例中，所述玻璃纤维增强尼龙材料组合物组分包括尼龙、玻璃纤维、硅烷偶联剂。

其中，在一种优选实施例中，所述玻璃纤维增强尼龙材料组合物组分包括：

尼龙20-40wt％；

玻璃纤维50-75wt％；

硅烷偶联剂0.1-2wt％。

其中，所述玻璃纤维增强尼龙材料组合物组分还可以包括：

热稳定剂0.1-2wt％；和/或

润滑分散剂0.1-5wt％。

本发明第一个方面的一个更优选实施例中，所述玻璃纤维增强尼龙材料组合物组分重量配比如下：

其中，所述尼龙可以是选自尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010中的任意一种或几种，并优选为尼龙6。

其中，所述尼龙粘度优选为2-3.0dL/g，更优选为2-2.8dL/g，更优选为2.2-2.8dL/g，更优选为2.4-2.6dL/g。

其中，在本发明的一种优选实施例中，所述玻璃纤维优选为短纤维；在本发明的另一种优选实施例中，所述玻璃纤维优选为扁平纤维。在本发明的更优选实施例中，所述玻璃纤维优选为扁平短纤维。