[发明专利]一种无浮纤玻纤增强尼龙复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种无浮纤玻纤增强尼龙复合材料及其制备方法，属于工程塑料复合材料及其制备工艺领域，包括以下重量份原料：基体聚酰胺树脂40‑90份、改性玻璃纤维5‑55份、增韧剂0‑40份、热稳定剂0.1‑1.5份、润滑分散剂0‑5份。利用基体聚酰胺树脂、玻璃纤维和其他添加剂，按照一定比例加工制备得到，使得玻璃纤维和聚酰胺两相界面结合良好，产品表面玻纤不外露，产品表面光洁度好，且材料拉伸强度更高、弯曲模量更高和缺口冲击强度更好的特点。在汽车发动机盖、电动切割机、行李箱配件、泵叶轮、冷却风扇、精密仪器底壳、摄像机零部件等要求高强度、高模量且尺寸稳定性高的领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种无浮纤玻纤增强尼龙复合材料及其制备方法，特别涉及一种适用于汽车用功能件的玻纤增强尼龙的复合材料及其制备方法。

背景技术

聚酰胺俗称尼龙，具有高强度、耐磨、自润滑和耐化学药品性，且摩擦系数低、使用温度范围宽等特点，是目前工业中应用极为广泛的一种工程塑料。但其冲击强度低，对温湿度敏感，其高吸湿性导致尺寸稳定性差。

尼龙的主要改性方法可分为共聚改性、共混改性及填充改性。在尼龙基体材料中加入增强剂(如玻纤、纳米二氧化硅、碳纤维和石墨纤维等)，可以显著提高尼龙材料的拉伸强度、耐温性能、冲击强度、模量、耐磨性和尺寸稳定性等性能。目前市场对汽车制品小型化、轻量化和低排放的要求，往往使用工程塑料代替部分钢材，以达到节能、省油的目的。一般环境温度超过150℃时，普通热塑性工程塑料的预期寿命会大大缩短。因此，对于高强度高耐热性材料的开发越来越受到重视。

玻璃纤维价格低廉，强度和杨氏模量较尼龙树脂大10倍，吸水率非常低，耐热、耐化学药品性能和机械性能出色，是一种理想的工程塑料用增强材料。玻纤增强尼龙在很多行业如汽车、电子电气、电动工具及机械工业等有着广泛的应用。但对于力学强度和外观要求很高的领域，玻纤增强尼龙材料还有很多不足，越来越高的应用需求使玻纤增强尼龙材料需要加入更多含量的玻纤。随着玻纤含量的增多，增强材料存在因熔融粘度增大、流动性降低造成熔体充填困难及因流动定向引起的各向异性、翘曲变形、相容性等问题，在成型过程中出现玻纤外露(俗称浮纤)、光泽度下降、外观表现差等问题，严重限制了玻纤增强尼龙材料在外观件领域的应用。

目前解决玻纤增强尼龙材料外观差的问题主要靠添加流动促进剂、表面改性剂等物质来改进，在一定程度上对于浮纤有帮助，但材料的强度和模量都偏低。也有利用玻纤在低粘度尼龙中良好的分散性来解决浮纤现象的，但由于体系使用的都为低粘度尼龙，材料的韧性和断裂伸长率都偏低，应用受限。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种无浮纤玻纤增强尼龙复合材料及其制备方法。通过将聚酰胺树脂、增韧剂、热稳定剂、润滑分散剂、添加剂、改性玻璃纤维按照一定比例加工制造出本发明无浮纤现象的增强型尼龙复合材料。得到的材料解决了现有技术中良好的外观和高机械性能难以兼顾的技术难题。本发明所公开的材料具有明显地增强改性效果，提高了拉伸强度、弯曲强度、热变形温度，高温水煮后的抗冲击强度显著提高，制品尺寸稳定完全，无浮纤、花纹等不良外观情况。

本发明的另一个目的在于提供一种制备上述复合材料的方法，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：

一种无浮纤玻纤增强尼龙复合材料，包括以下重量份原料：

基体聚酰胺树脂40-90份、改性玻璃纤维5-55份、增韧剂0-40份、热稳定剂0.1-1.5份、润滑分散剂0-5份；

该无浮纤玻纤增强尼龙复合材料由以下步骤制成：

第一步、将基体聚酰胺树脂于90-100℃下烘烤3-6h后转移至高速混合机中，加入增韧剂、热稳定剂和润滑分散剂，75℃以下，转速10-15Hz搅拌混合7min，得到预混物；原辅料混合效果应目视各种粒子和粉末基本均匀，没有明显团块或集聚；