玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種玻璃纖維增強(qiáng)的尼 龍材料、W及生產(chǎn)所述玻璃纖維增強(qiáng)的尼龍材料的組合物、方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 有色金屬屬于不可再生資源，隨著特種材料日益廣泛的應(yīng)用，有色金屬已經(jīng)越來 越成為稀缺資源，而且金屬加工需要高能耗，加工成本很高，品質(zhì)控制穩(wěn)定性差。因此，開發(fā) 新的可替代有色金屬的材料早已成為材料科學(xué)的研發(fā)熱點(diǎn)。
[0003] 尼龍（即聚醜胺）材料密度小、加工性能好、耐磨性和自潤滑性好、隔熱性和熱穩(wěn) 定性好、耐腐蝕性好、回彈性高，具有優(yōu)異的電性能、和較高的剛性，而且成品無需防腐處 理，已被作為一種替代有色金屬的工程材料在各個(gè)領(lǐng)域使用。雖然具有一系列優(yōu)良的性能， 但與金屬材料相比，還存在著強(qiáng)度、剛性較低等不足，使應(yīng)用受到一定的限制。因此，人們開 發(fā)了用玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、鐵金屬纖維等增強(qiáng)的品種，在很大程度上彌補(bǔ)了尼龍 性能上的不足，其中W玻璃纖維增強(qiáng)尼龍為最重要。
[0004]CN103788629A公開了一種玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料，包括玻璃纖維10-40%，尼龍 40-77%，W及潤滑劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑等助劑。
[0005]CN103788627A公開了一種長玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料，包括玻璃纖維20-40份，尼 龍45-80份，W及抗氧劑、潤滑劑、相容劑等助劑。
[0006]CN103709745A公開了一種玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料，包括玻璃纖維20-50%、尼龍 50-80%，W及流變劑、相容劑、硬脂酸巧等助劑。
[0007]〔化037097434公開了一種玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料，包括尼龍50-60%、玻璃纖維 25-30%，阻燃劑14-18,W及偶聯(lián)劑、抗氧劑、潤滑劑等助劑。
[0008]CN103665857A公開了 一種玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料，包括尼龍15-50 %，尼龍 14- 60%、聚己帰醇14-50%，W及表面處理劑、巧樣酸、熱穩(wěn)定劑等助劑。
[0009]CN103602061A公開了一種玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料，包括尼龍33-68份、玻璃纖維 15- 30份，W及阻燃劑、增初劑、抗氧劑份和潤滑劑等助劑。
[0010] 目前來看，玻璃纖維用量可在50wt%W內(nèi)的較寬范圍添加；通常含量在 15-45wt%之間，常為30wt%，而現(xiàn)有的生產(chǎn)玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料的技術(shù)中，玻璃纖維用 量上限一般為60wt%，僅有瑞±EMS等少數(shù)外國企業(yè)能夠做到，玻璃纖維超過60%用量則 無法擠出。
[0011] 甚至，大部分廠家甚至50wt%玻璃纖維增強(qiáng)尼龍的配方、設(shè)備和生產(chǎn)工藝尚不成 熟，擠出的物料中材料變色嚴(yán)重、材料表面粗糖（露纖程度嚴(yán)重），而且，由于玻璃纖維無法 均勻分散，無法獲得高性能的材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 針對較高玻璃纖維含量的增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料生產(chǎn)過程中存在的問題，本申請?zhí)峁?了一種生產(chǎn)玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料及其組合物和生產(chǎn)方法。
[0013] 本發(fā)明第一個(gè)方面是提供一種玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料組合物。
[0014] 本發(fā)明第二個(gè)方面是提供一種生產(chǎn)玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料的方法。
[0015] 本發(fā)明第Η個(gè)方面是提供一種玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料。
[0016] 本發(fā)明第四個(gè)方面是提供一種生產(chǎn)玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料的設(shè)備。
[0017] 其中，本發(fā)明第一個(gè)方面的一個(gè)實(shí)施例中，所述玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料組合物組 分包括尼龍、玻璃纖維、娃焼偶聯(lián)劑。
[0018] 其中，在一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料組合物組分包括：
[0019]尼龍 20-40wt%;
[0020] 玻璃纖維 50-75wt% ;
[0021] 娃焼偶聯(lián)劑 0.l-2wt%。
[0022] 其中，所述玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料組合物組分還可W包括：
[002引熱穩(wěn)定劑 0. 和/或
[0024] 潤滑分散劑 0.l-5wt%。
[00巧]本發(fā)明第一個(gè)方面的一個(gè)更優(yōu)選實(shí)施例中，所述玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料組合物組 分重量配比如下：
[0026] Μ化 20-35wt%，也化選為 25-35wt%，|山化選灰 28-33wt%;
[0027] 玻璃纖維 60-75wi%，更優(yōu)選為巧-75wt%，更優(yōu)選為65-72wt%; 硅烷偶聯(lián)劑 0.1-1.5wt%，更優(yōu)選為0.1-1wt〇/〇，更優(yōu)選為0.2-0.6wt%; 巧拉山劑 0.1-1.5wt%:I山化選為0.2-1.0wt%，I山化選為0.3-0.7wt%; 滴滑分散劑 0.5-2wt%，更優(yōu)選為0.5-1.5wt%，更優(yōu)選為0.5-1.2wt%。
[0028] 其中，所述尼龍可W是選自尼龍6、尼龍66、尼龍610、尼龍1010中的任意一種或幾 種，并優(yōu)選為尼龍6。
[0029] 其中，所述尼龍粘度優(yōu)選為2-3.OdL/g，更優(yōu)選為2-2. 8dL/g，更優(yōu)選為 2. 2-2. 8dL/g，更優(yōu)選為 2. 4-2. 6dL/g。
[0030] 其中，在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述玻璃纖維優(yōu)選為短纖維；在本發(fā)明的另 一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述玻璃纖維優(yōu)選為扁平纖維。在本發(fā)明的更優(yōu)選實(shí)施例中，所述玻璃 纖維優(yōu)選為扁平短纖維。
[0031] 其中，所述扁平纖維或者扁平短纖維的尺寸優(yōu)選為 (5-15μm)X(10-20μm)X(l-5mm)，更優(yōu)選為（6-10μm)X(10-15μm)X(2-4. 5mm)，更優(yōu) 選為（7-8μm)X(10-15μm)X(3-4. 5mm)。
[0032] 其中，本發(fā)明上述的玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料中，所述熱穩(wěn)定劑可W是已經(jīng)商業(yè)化 的可用于尼龍的熱穩(wěn)定劑，如P創(chuàng)yAd?!服系列、BruggoI.en翻Η系列等。
[0033] 其中，本發(fā)明上述的玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料中，所述娃焼偶聯(lián)劑可W是已經(jīng)商業(yè) 化的可用于尼龍的娃焼偶聯(lián)劑，如氨基娃焼偶聯(lián)劑、環(huán)氧基娃焼偶聯(lián)劑、硫基娃焼偶聯(lián)劑、 己帰基娃焼偶聯(lián)劑、甲基丙帰醜氧基娃焼偶聯(lián)劑、脈基娃焼偶聯(lián)劑、異氯酸醋基娃焼偶聯(lián)劑 等，具體舉例包括；氨丙基Η己氧基娃焼、氨丙基Η甲氧基娃焼、2-氨己基-氨丙基Η甲氧 基娃焼、二己帰二氨基丙基二甲氧基娃焼、二（二甲氧基甲娃烷基丙基）胺、氨己基氨丙基 甲基二甲氧基娃焼、3, 4-環(huán)氧環(huán)己基Η甲氧基娃焼、縮水甘油離氧丙基Η甲氧基娃焼、硫基 丙基二甲氧基娃焼、雙-巧-(二己氧基娃基）-丙基]-四硫化物、己帰基-二（2-甲氧基己 氧基）娃焼、己帰基己氧基娃焼、己帰基Η甲氧基娃焼、己帰基甲基二甲氧基娃焼、甲基丙 帰醜氧基丙基二甲氧基娃焼、脈基丙基二己氧基娃焼、脈基丙基二甲氧基娃焼、異氛酸醋丙 基Η己氧基娃焼、辛基Η己氧基娃焼、甲基Η己氧基娃焼、甲基Η甲氧基娃焼中國濃度任意 一種或幾種。
[0034] 其中，本發(fā)明上述的玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料中，所述潤滑分散劑可W是已經(jīng)商業(yè) 化的可用于尼龍的分散劑，如OCEANPOWER?Ρ系列分散劑。
[0035] 其中，本發(fā)明上述的玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料組分中，還可W包括額外助劑，所述額 夕誠劑，可W是阻燃劑、抗氧劑、相容劑、流平劑、光穩(wěn)定劑、顏料、抗靜電劑中的任意一種或 幾種。
[0036] 其中，在本發(fā)明第二個(gè)方面的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述方法的步驟包括：
[0037]步驟1，將尼龍與娃焼偶聯(lián)劑混合；
[003引步驟2,向步驟1所得混合物中加入除玻璃纖維之外的其它組合物組分，混合后送 入擠出機(jī)進(jìn)行混煉；
[0039] 步驟3,步驟2的物料混煉完成后，將玻璃纖維在擠出機(jī)側(cè)向喂料，共擠出制得玻 璃纖維增強(qiáng)尼龍材料；其中，所述擠出機(jī)的螺桿輸送段設(shè)置有銀齒形螺旋溝槽。
[0040] 其中，所述擠出機(jī)優(yōu)選為雙螺桿擠出機(jī)。
[0041] 其中，所述銀齒形螺旋溝槽優(yōu)選為如下結(jié)構(gòu)；一邊與鉛垂線夾角為0-10° (優(yōu) 選為1-8°，如2-5° )，相對一邊與鉛垂線夾角為30-75° (優(yōu)選為35-60°，更優(yōu)選為 40-55。，如 45-55。）。
[0042] 其中，螺桿設(shè)置銀齒形螺旋溝槽的區(qū)域長度優(yōu)選為5-20畑1，更優(yōu)選為5-15畑1，更 優(yōu)選為 6-12畑1，如 7cm、8cm、10cm。
[0043] 其中，所述擠出機(jī)的擠出孔包括相連的近端四方錐形孔、四方形錐孔下游連接的 圓錐孔，其中：所述四方錐形孔的側(cè)面與軸線的夾角優(yōu)選為30-45° ;所述圓錐孔的側(cè)面與 軸線夾角優(yōu)選為5-10°。其中，更優(yōu)選地，所述四方錐形孔與所述圓錐孔之間平滑過渡并形 成一體。
[0044] 其中，所述圓錐孔最小直徑優(yōu)選為2-5mm，更優(yōu)選為2-4. 5cm，更優(yōu)選為2. 5-4mm， 更優(yōu)選為3-3. 5mm。
[0045] 其中，在所述圓錐孔下游還可W連接有圓筒形孔。
[0046] 本發(fā)明第Η個(gè)方面是提供本發(fā)明第一個(gè)方面任意方法生產(chǎn)的玻璃纖維增強(qiáng)尼龍 材料。
[0047] 在本發(fā)明第Η個(gè)方面的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料中，玻璃 纖維的重量比例> 50wt%，更優(yōu)選為> 60wt%，更優(yōu)選為> 65wt%，更優(yōu)選為> 70wt%，女口 70wt%。
[0048] 本發(fā)明第四個(gè)方面是提供一種生產(chǎn)所述玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料的設(shè)備，包括擠出 機(jī)，所述擠出機(jī)包括螺桿、機(jī)筒和動(dòng)力設(shè)備。
[0049] 其中，所述機(jī)筒在擠出機(jī)中段設(shè)有玻璃纖維進(jìn)料口。
[0050] 其中，所述螺桿輸送段設(shè)置有銀齒形螺旋溝槽。
[0051] 其中，所述擠出機(jī)優(yōu)選為雙螺