[发明专利]基于玄武岩纤维增强的高强度PA6复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及塑胶原料领域，具体涉及一种基于玄武岩纤维增强的高强度PA6复合材料及其制备方法，基于玄武岩纤维增强的高强度PA6复合材料，包括以下重量份数的组分，PA6 63‑80份、改性玄武岩纤维12‑35份、增韧剂5‑10份、憎水材料1‑4份、相容剂2‑5份、抗氧剂1‑4份、偶联剂1‑4份。本发明的复合材料性质稳定、机械性能好、使用寿命长、适用范围广。

技术领域

本发明涉及塑胶原料领域，特别是涉及基于玄武岩纤维增强的高强度PA6复合材料及其制备方法。

背景技术

PA6，即聚酰胺-6、尼龙6，是由已内酰胺开环缩聚而成的一种半透明或不透明的乳白色结晶热塑性聚合物，是工程塑料中开发最早也是目前尼龙类聚合物中产量最大的品种之一。

PA6具有耐化学腐蚀、耐有机溶剂、摩擦系数小、韧性好、耐油和加工流动性好等诸多优异的性能，在化工、汽车、电子、纺织、交通和机械等领域都有广泛的应用。但由于PA6中大量的酰胺基团具有较强的吸水性，水分子的存在会导致PA6的尺寸不稳定，从而导致PA6机械性能降低，无法适用于尺寸精度要求高的场合，也无法适用于耐磨性要求高的场合。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种性质稳定、机械性能好、使用寿命长的基于玄武岩纤维增强的高强度PA6复合材料。

本发明所采用的技术方案是：基于玄武岩纤维增强的高强度PA6复合材料，包括以下重量份数的组分，PA6 63-80份、改性玄武岩纤维12-35份、增韧剂5-10份、憎水材料1-4份、相容剂2-5份、抗氧剂1-4份、偶联剂1-4份。

对上述技术方案的进一步改进为，所述改性玄武岩纤维为经10％的盐酸浸泡1h的连续玄武岩纤维，且所述改性玄武岩纤维的长径比为1600。

对上述技术方案的进一步改进为，所述偶联剂为浓度为5％的氨基硅烷偶联剂。

对上述技术方案的进一步改进为，所述增韧剂为马来酸酐接枝改性的乙烯辛烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物或乙烯丙烯酸共聚物中的一种或多种。

对上述技术方案的进一步改进为，所述相容剂为苯乙烯与马来酸酐的共聚物。

对上述技术方案的进一步改进为，所述憎水材料为聚乙烯和苯二甲酸乙二醇酯的混合物。

基于玄武岩纤维增强的高强度PA6复合材料的制备方法，包括以下步骤，a.制备改性玄武岩纤维；b、将步骤a中的改性玄武岩纤维用浓度为5％的氨基硅烷偶联剂处理；c、称取配方量的步骤b中的改性玄武岩纤维，及PA6、增韧剂、憎水材料、相容剂、抗氧剂，混合均匀；d.将步骤a中的各组分导入螺杆挤出机内进行挤出得到料条；e.对料条进行水冷、风干处理；f.取步骤e中冷却干燥的料条进行切粒。

对上述技术方案的进一步改进为，步骤d中，螺杆挤出机挤出温度为225℃～250℃，螺杆转速为160r/m-180r/m，改性玄武岩纤维的牵引速率为5mm/s～35mm/s。

本发明的有益效果为：

1、一方面，本发明的基于玄武岩纤维增强的高强度PA6复合材料，含有改性玄武岩纤维，玄武岩纤维是一种高强、高模的无机矿物纤维，而且耐高温，耐腐蚀等性能优秀，是一种绿色无污染的理想材料，并且，玄武岩纤维抗拉强度突出，玄武岩纤维能显著增大PA6的抗拉强度，制备的复合材料弯曲强度高、拉伸强度高、冲击强度好且化学性质稳定、便于回收利用，使用寿命长，能适用于耐磨性要求高的场合。第二方面，本发明的配方中含有憎水材料，可降低PA6的吸湿性，从而提高其制品的尺寸稳定性，能适用于尺寸精度要求高的场合。