專利名稱：一種精密注塑級聚酰胺復合材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及精密注塑成型技術領域，具體地，涉及一種精密注塑級聚酰胺復合材
料及其制備方法，該材料專用于制備電子、通信等領域的小型精密注塑鑄件。
背景技術：
塑料電子零部件大都采用注射成型，近年來，隨著電子、通訊等行業(yè)的迅速發(fā)展， 人們對小型精密塑料鑄件制品的高精度、高性能要求與日倶增，傳統(tǒng)的塑料成型工藝已經(jīng) 很難滿足目前高標準的要求，必須采用精密注射成型工藝技術。 精密注射成型要求制品不僅具有較高的尺寸精度、較低的翹曲變形、優(yōu)良的轉(zhuǎn)寫 特性，而且還應有優(yōu)異的光學性能等，因此，其對原材料性能和配方等均有特殊的要求。然 而，通用聚酰胺塑料，如尼龍6(PA6)和尼龍66(PA66)等，加工過程中，由于聚酰胺塑料結(jié) 晶度高，結(jié)晶速度慢，存在冷卻時間長，收縮率變化大，脫模困難等缺陷。采用玻纖增強后的 聚酰胺塑料在成型過程中如果冷卻時間長，就會完全結(jié)晶，結(jié)晶使塑料變脆(耐沖擊強度 下降)，韌性較差，延展性較差，就容易斷水口。同時結(jié)晶聚合物則因結(jié)晶度高，冷卻后體積 變化大，故收縮加大，造成脫模困難，無法一次性針孔注塑一批小型精密塑料鑄件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是解決現(xiàn)有技術的不足，提供一種精密注塑級聚酰胺復合材 料，適用于制作電子、通信等領域小型精密塑料零部件，其通過向主料尼龍6或尼龍66中添 加一定量的成核劑和一些特殊流動劑來提高通用聚酰胺塑料的加工性，加快其結(jié)晶速率， 降低結(jié)晶度，減少收縮，提高脫模性能，可實現(xiàn)一次性針孔注塑一批小型精密塑料鑄件，做 到不斷水口，好脫模，同時也改善了熱變形溫度、剛性和透明性等物理性質(zhì)，并提高彎曲彈 性模量、沖擊強度等力學性能。 本發(fā)明還提供了該精密注塑級聚酰胺復合材料的制備方法。 本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的一種精密注塑級聚酰胺復合材料，含有組分 和各組分重量百分數(shù)如下
PA6或PA6640 59. 7% ;
E型玻璃纖維 40 55% ;
成核劑 0. 1 0. 3% 流動劑 0. 1 0. 3% 抗氧劑 0. 1 0. 3% 其中成核劑為以長碳鏈為主要成份的羧酸鈣鹽；流動劑為共聚物和褐煤酸衍生物 的優(yōu)化混合物；抗氧劑為無機磷酸鹽。
所述各組分重量百分數(shù)如下
PA6或PA6649. 4 54. 4% ;
E型玻璃纖維 45 50% ;








成核劑 0.2%; 流動劑 0.2%;
抗氧劑 0.2%。
所述各組分重量百分數(shù)如下
PA6或PA66 49. 4% ;
E型玻璃纖維 50% ;
成核劑 0.2%;
流動劑 0.2%;
抗氧劑 0.2%。 所述的精密注塑級聚酰胺復合材料的制備方法，包括如下步驟
(1)取PA6或PA66，放入高速混料機中混勻； (2)取成核劑、流動劑和抗氧化劑與步驟(1)所得尼龍料放入一般攪拌機攪拌均 勻； (3)將步驟(2)所得混合物放入螺桿機，同時加入E型玻璃纖維，混勻后，熔融，溫 度為250-280°C ; (4)將步驟(3)所得熔融后的原料從螺桿機擠出，切粒，包裝。
本發(fā)明所用的主料為尼龍6或尼龍66，其原料來源方便，加個低廉。
本發(fā)明選用的玻璃纖維為E型玻璃纖維，其主要成份為二氧化硅及氧化鋁。眾所 周知，通用聚酰胺塑料，如尼龍6(PA6)和尼龍66(PA66)等，加工過程中，由于聚酰胺塑料 結(jié)晶度高，結(jié)晶速度慢，存在冷卻時間長，收縮率變化大，脫模困難等缺陷。采用玻纖增強 后的聚酰胺塑料在成型過程中如果冷卻時間長，就會完全結(jié)晶，結(jié)晶使塑料變脆(耐沖擊 強度下降)，韌性較差，延展性較差，就容易斷水口 。同時結(jié)晶聚合物則因結(jié)晶度高，冷卻后 體積變化大，故收縮加大，造成脫模困難，無法一次性針孔注塑一批小型精密塑料鑄件。本 發(fā)明選用的成核劑為是以長碳鏈為主要成分的羧酸鈣鹽，其為淺黃色粉未狀物質(zhì)，酸值為 10±5mgK0H/g，揮發(fā)性Max. 2 % ，鈣含量4. 0±0. 5 % ，堆積密度450g/L，本發(fā)明優(yōu)選科萊恩 Licomont CaV102。成核劑在聚酰胺中起成核作用，導致快速結(jié)晶形成較小的球晶體，改進 了最終制品的機械性能，并縮短冷卻時間，從而縮短了注塑中的生產(chǎn)周期，因為此時在較高 溫度下就開始結(jié)晶，并且流動和脫模性能的改善有助于注塑件的脫模。優(yōu)選CaV102作成核 時，在多數(shù)情況下不必要再添加其他潤滑劑或脫模劑。 本發(fā)明選用的流動劑是共聚物和褐煤酸衍生物的優(yōu)化混合物，為淺黃，低灰粉末， 滴落點大約IO(TC，熱失重在20(TC時0. 5%，在TGA，N2條件先，在25(TC時0. 8X，30(TC時 2. 8X，300。C經(jīng)過10分鐘后4. 2%，比重為400-600g/l。本發(fā)明優(yōu)選流動劑為BRUGGOLEN P12， BRUGGOLEN P12是工程熱塑性塑膠的加工過程輔助劑，在聚合物熔體中同時作為外部 和內(nèi)部潤滑劑，在注塑和擠出加工時有以下優(yōu)點改善塑膠粒子的進料行為；改善流動性， 降低摩擦，保護聚合物；提高添料(玻纖、礦物等等)在熔體中的分散性；揮發(fā)性非常低，溫 度穩(wěn)定性好；注塑成型中改善脫模性；改善制品表面，高光澤；加速擠出和注塑成型過程； 改善沖擊改性劑(橡膠、丙烯酸等等)的效果。本發(fā)明優(yōu)選 本發(fā)明選用的抗氧劑為無機磷酸鹽，為白色結(jié)晶粉末，主要成分為磷酸氫二鈉，軟 化范圍>大約80°C， ra值大約7-8，比重最大800g/l。本發(fā)明優(yōu)選的抗氧劑為BRUGGOLEN
4H10。 BRUGGOLEN H10可有效的抵抗在加工過程中由于剪切和熱壓力造成的聚合物降解，特 別適合于增強型尼龍，具有不揮發(fā)；對高速剪切不敏感；對水解不敏感等特性。
流動劑BRUGGOLEN P12與抗氧劑BRUGGOLEN H10同時使用時還可以使于尼龍更好 的抵抗酸或堿溶液，同時能改善尼龍的水解保護性能。 本發(fā)明的優(yōu)勢在于1)本發(fā)明提供的小型精密注塑鑄件的聚酰胺復合材料主要 以通用的PA6、 PA66和玻璃纖維為主要原料，通過添加少量的高效成核劑和流動劑有效地 改善材料的加工性能，加快其結(jié)晶速率，降低結(jié)晶度，減少收縮，提高脫模性能。2)本發(fā)明提 供的聚酰胺復合材料可一次性針孔注塑一批小型精密塑料注件，做到不斷水口 ，好脫模；3) 本發(fā)明提供的聚酰胺復合材料也同時改善了聚酰胺復合材料的熱變形溫度、剛性和透明性 等物理性質(zhì)，并提高彎曲彈性模量、沖擊強度等力學性能。


圖1為本發(fā)明所述精密注塑級聚酰胺復合材料的制備工藝流程圖。
具體實施例方式
實施例1 一種精密注塑級聚酰胺復合材料，含有組分和各組分重量百分數(shù)為PA6 或PA6649. 4% ;E型玻璃纖維50X ;成核劑0.2% ;流動劑0.2% ;抗氧劑0. 2%，其中成核 劑為以長碳鏈為主要成份的羧酸鈣鹽；流動劑為共聚物和褐煤酸衍生物的優(yōu)化混合物；抗 氧劑為無機磷酸鹽。 上述的精密注塑級聚酰胺復合材料的制備方法如下
(1)取PA6或PA66，放入高速混料機中混勻； (2)取成核劑、流動劑和抗氧化劑與步驟(1)所得尼龍料放入一般攪拌機攪拌均 勻； (3)將步驟(2)所得混合物放入螺桿機，同時加入E型玻璃纖維，混勻后，熔融，溫 度為250-280°C ; (4)將步驟(3)所得熔融后的原料從螺桿機擠出，切粒，包裝。 實施例2 —種精密注塑級聚酰胺復合材料，含有組分和各組分重量百分數(shù)為 PA6或PA66 54. 4% ;E型玻璃纖維45% ;成核劑科萊恩Licomont CaV102 0. 2% ;流動劑 服UGGOLEN P12 0.2% ;抗氧劑服UGGOLEN H10 0.2%。
其制備方法同實施例1 實施例3 —種精密注塑級聚酰胺復合材料，含有組分和各組分重量百分數(shù)為PA6 或PA66 52% ;E型玻璃纖維47. 4% ;成核劑CaV102 0.2% ;流動劑BRUGG0LENP12 0.2% ; 抗氧劑BRUGGOLEN H10 0.2%。
其制備方法同實施例1 實施例4 一種精密注塑級聚酰胺復合材料，含有組分和各組分重量百分數(shù)為PA6 或PA66 44. 1% ;E型玻璃纖維55X ;成核劑CaV102 0.3% ;流動劑BRUGG0LENP12 0.3% ; 抗氧劑BRUGGOLEN H10 0.3%。
其制備方法同實施例1 實施例5 —種精密注塑級聚酰胺復合材料，含有組分和各組分重量百分數(shù)為PA6或PA66 59.7% ;E型玻璃纖維40X ;成核劑CaV102 0. 1% ;流動劑BRUGG0LENP12 0. 1% ; 抗氧劑服UGGOLEN H10 0.1%。
其制備方法同實施例1 為了進一步描述本發(fā)明，將依據(jù)本發(fā)明制備的復合物按標準尺寸注塑成測試用的 標準樣條，按我國國家標準測試物理性能，其結(jié)果如表1和表2所示。
表1用45 % E型玻璃纖維增強的尼龍6復合材料物性表
材料名稱規(guī)格樣板狀態(tài)調(diào)節(jié)PA6-GF45物性表冷卻5小時，溫度25°C，相對濕度70%性 能測試法單位測試值
物理性能密度GB 1033g/cm 31. 45
力學性能拉伸強度GB/T1040Mpa205
拉伸斷裂伸長率%3. 5
彎曲強度GB/T9341Mpa12200
懸臂梁缺口沖擊強度GB/T1843KJ/m223
熱性能熱變形溫度GB / T1634 (1. 82 Mpa)°C225
其他性能燃燒(阻燃)性能GB 4609冊
焚燒剩余值%45
成型加工烘料溫度120 °C烘料時間60*4分鐘成型收縮率 ％
注塑成型溫度220-260°C注塑成型壓力80Mpa
表2用45 % E型玻璃纖維增強的尼龍66復合材料物性表
材料名稱規(guī)格樣板狀態(tài)調(diào)節(jié)PA66-GF45物性表冷卻5小時，溫度25°C,相對濕度70%性 能測試法單位測試值
物理性能密度GB 1033g/cm 31. 51
力學性能拉伸強度GB/T1040Mpa230
拉伸斷裂伸長率%2. 5
彎曲強度GB/T9341Mpa13000
懸臂梁缺口沖擊強度GB/T1843KJ/m228
熱性能熱變形溫度GB / T1634 (1. 82Mpa)°C250
其他性能燃燒(阻燃)性能GB 4609HB
焚燒剩余值%45
成型加工烘料溫度120°C烘料時間60*4分鐘成型收縮率％
注塑成型溫度250-280°C注塑成型壓力80Mpa
上述實施例，只是本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限制本發(fā)明實施范圍，故凡以本 發(fā)明權利要求所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應包括在本發(fā)明權利要 求范圍之內(nèi)。
權利要求
一種精密注塑級聚酰胺復合材料，其特征在于，含有組分和各組分重量百分數(shù)如下PA6或PA66 40～59.7％；E型玻璃纖維 40～55％；成核劑0.1～0.3％；流動劑0.1～0.3％；抗氧劑0.1～0.3％；其中成核劑為以長碳鏈為主要成份的羧酸鈣鹽；流動劑為共聚物和褐煤酸衍生物的優(yōu)化混合物；抗氧劑為無機磷酸鹽。
2. 如權利要求1所述的精密注塑級聚酰胺復合材料，其特征在于，所述各組分重量百 分數(shù)如下PA6或PA66 49. 4 54. 4% ;E型玻璃纖維 45 50%; 成核劑 0.2%;流動劑 0.2%;抗氧劑 0.2%。
3. 如權利要求1或2所述的精密注塑級聚酰胺復合材料，其特征在于，所述各組分重量百分數(shù)如下49. 4% ;50% ; 0. 2% ; 0. 2% ;0. 2%。3任一項所述的精密注塑級聚酰胺復合材料的制備方法，其特征在PA6或PA66E型玻璃纖維 成核劑 流動劑 抗氧劑
4.如權利要求1于，包括如下步驟(1) 取PA6或PA66，放入高速混料機中混勻；(2) 取成核劑、流動劑和抗氧化劑與步驟(1)所得尼龍料放入一般攪拌機攪拌均勻；(3) 將步驟(2)所得混合物放入螺桿機，同時加入E型玻璃纖維，混勻后，熔融，溫度為 250-280°C ;(4) 將步驟(3)所得熔融后的原料從螺桿機擠出，切粒，包裝。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種精密注塑級聚酰胺復合材料，含有組分和各組分重量百分數(shù)為PA6或PA6640～60％；E型玻璃纖維40～55％；成核劑0.1～0.3％；流動劑0.1～0.3％；抗氧劑0.1～0.3％；其中成核劑為以長碳鏈為主要成份的羧酸鈣鹽；流動劑為共聚物和褐煤酸衍生物的優(yōu)化混合物；抗氧劑為無機磷酸鹽。本發(fā)明提供的聚酰胺復合材料可實現(xiàn)一次性針孔注塑一批小型精密塑料鑄件，做到不斷水口，好脫模，同時改善熱變形溫度、剛性和透明性等物理性質(zhì)，并提高彎曲彈性模量和沖擊強度等力學性能。
文檔編號C08L101/00GK101704998SQ20091019288
公開日2010年5月12日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權日2009年9月30日
發(fā)明者劉崇文, 劉崇武, 劉幸平, 劉德平, 周桂明, 朱德洲, 李鋒, 楊席兵 申請人:東莞市上洲塑膠科技有限公司