一種連續(xù)玻璃纖維增強聚酰胺材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種連續(xù)玻璃纖維增強聚酰胺材料及制備方法，材料組分的質量比為：聚酰胺40~70wt%，玻璃纖維30~60wt%，偶聯(lián)劑0.2~0.6wt%，抗氧劑0.3~0.6wt%。其加工工藝：先將聚酰胺樹脂在100℃條件下進行烘干處理，然后將聚酰胺樹脂、偶聯(lián)劑、抗氧劑進行共混；再將共混物加入到雙螺桿擠出機內通過特制模頭進行熔融擠出，加工溫度在230~250℃；將連續(xù)不理纖維進行預熱干燥處理；再將連續(xù)玻璃纖維通過特制模頭，在模頭內與樹脂熔體匯合，在模頭內經(jīng)過一段距離后連續(xù)玻璃纖維束被樹脂熔體完全浸漬，并同時從特制模頭口擠出；最后經(jīng)過冷卻、干燥、切粒，即可得到連續(xù)玻璃纖維增強聚酰胺材料。該方法工藝簡單，生產設備容易操作，產品性能優(yōu)良。
【專利說明】一種連續(xù)玻璃纖維增強聚酰胺材料的制備

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種增強聚酰胺材料，特別是連續(xù)玻璃纖維增強聚酰胺材料及其制備 方法，屬于高分子材料領域。

【背景技術】
[0002] 聚酰胺是一種具有良好的力學性能、電性能和加工性能的材料，其拉伸強度、壓縮 強度、沖擊強度、剛性及耐磨性都比較好。同時，在低溫和干燥條件下具有良好的電絕緣性， 熱導率很低，約為金屬的幾百分之一。聚酰胺具有良好的化學穩(wěn)定性，高的內聚能和結晶 性，不溶于普通的溶劑，對鹽水、細菌和霉菌都很穩(wěn)定。聚酰胺無臭、無味、無毒，多數(shù)具有自 熄性，即使燃燒也很緩慢，且火焰?zhèn)鞑ニ俣群苈?，離火后會慢慢熄滅。
[0003] 聚酰胺優(yōu)異的綜合性能，使其被廣泛應用于汽車領域、機械工業(yè)、電子電器工業(yè)、 通訊、家電等諸多領域。由于聚酰胺材料對缺口敏感性大，使其應用受到一定的限制。通過 加入玻璃纖維對其進行改性，有效的改善了其沖擊韌性，同時使其它力學性能得到大幅提 高，大大擴寬了該材料的應用范圍。


【發(fā)明內容】

[0004] 由于采用傳統(tǒng)加工工藝生產的玻璃纖維增強聚酰胺材料，玻璃纖維在樹脂內的長 徑比偏小，且長度分布范圍較大，導致玻璃纖維在樹脂內的增強效果不能得到充分發(fā)揮，使 其在改性塑料方面的應用受到限制。本發(fā)明提供了一種連續(xù)玻璃纖維增強聚酰胺材料的制 備方法，有效增加了玻璃纖維在樹脂內的長徑比，大大提高了材料的力學性能。
[0005] 本發(fā)明的制備方法包括以下步驟： (1) 、將聚酰胺樹脂在KKTC條件下進行烘干處理； (2) 、將原材料聚酰胺樹脂、偶聯(lián)劑、抗氧劑按配方質量百分比例加入到混合機內，在常 溫下進行均勻混合； (3) 、將上述混合后的物料加入到擠出機料桶內，通過雙螺桿擠出機進行熔融擠出。擠 出機機筒加工溫度設定為23(T250°C，主機螺桿轉速為21(T230r · mirT1，主喂料速度為 11^16r · min-1 ； (4) 、將連續(xù)玻璃纖維束先通過敞開式烘箱進行干燥處理，烘箱溫度為9(T10(TC，然后 把玻璃纖維從特制擠出機模頭穿過，同時擠出機開始進行熔融擠出。在模頭內，連續(xù)玻璃纖 維與完全熔融的樹脂匯合，連續(xù)玻璃纖維在模頭內被強行分散開的同時完全浸漬在熔融樹 脂內。經(jīng)過一段距離后從特制模頭出來后，經(jīng)過噴淋式水冷裝置進行冷卻，再經(jīng)風機對料條 進行干燥處理，在牽引機的牽引下，將料條送入到切粒機內進行切粒，即生成出連續(xù)玻璃纖 維增強聚酰胺材料。
[0006] 下面通過具體的實施例對本發(fā)明專利進行具體描述： 實施例1 : 按照質量百分比，將70份線性聚酰胺6樹脂，0. 5份KH-550偶聯(lián)劑，0. 2份受阻酚類抗 氧劑，0. 4份亞磷酸脂類抗氧劑共同在混合機內進行均勻混合，然后將混合物倒入擠出機料 桶內。把30份連續(xù)玻璃纖維通過烘箱干燥處理，烘箱溫度為KKTC，再把連續(xù)玻璃纖維從 擠出機模頭穿過，同時開啟擠出機。擠出機機筒加工溫度為23(T250°C，擠出機共設八段， 第一段和第二段為230°C，第三段和第四段為235°C，其它幾段為240°C，主機螺桿轉速為 220r ?mirT1，主喂料轉速為12r ?mirT1，熔融樹脂在模頭內將連續(xù)玻璃纖維完全浸漬后從模 頭擠出，再經(jīng)過冷卻、風干、牽引，最后切成長度為5_的顆粒。
[0007] 實施例2 : 按照質量百分比，將70份線性聚酰胺6樹脂，0. 5份KH-550偶聯(lián)劑，0. 2份受阻酚類抗 氧劑，0. 4份亞磷酸脂類抗氧劑共同在混合機內進行均勻混合，然后將混合物倒入擠出機料 桶內。把30份連續(xù)玻璃纖維通過烘箱干燥處理，烘箱溫度為100°C，再把連續(xù)玻璃纖維從擠 出機模頭穿過，同時開啟擠出機。擠出機機筒加工溫度為23(T250°C，擠出機共設八段，第一 段和第二段為230°C，第三段和第四段為235°C，其它幾段為240°C，主機螺桿轉速為 220r IirT1,主喂料速度為12r IirT1,熔融樹脂在模頭內將連續(xù)玻璃纖維完全浸漬后 從模頭擠出，再經(jīng)過冷卻、風干、牽引，最后切成長度為8_的顆粒。
[0008] 實施例3 : 按照質量百分比，將70份線性聚酰胺6樹脂，0. 5份KH-550偶聯(lián)劑，0. 2份受阻酚 類抗氧劑，0. 4份亞磷酸酯類抗氧劑共同在混合機內進行均勻混合，然后將混合物倒入擠出 機料桶內。把30份連續(xù)玻璃纖維通過烘箱干燥處理，烘箱溫度為100°C，再把連續(xù)玻璃纖 維叢擠出機模頭穿過，同時開啟擠出機。擠出機機筒加工溫度為23(T250°C，擠出機共設八 段，第一段和第二段為230°C，第三段和第四段為235°C，其他段為240°C，主機螺桿轉速為 220r · HiirT1，主喂料轉速為12 r · HiirT1，熔融樹脂在模頭內將連續(xù)玻纖完全浸漬后從模頭 擠出，再經(jīng)過冷卻、風干、牽引，最后切成長度為Ilmm的顆粒。
[0009] 實施例4 : 按照質量百分比，將70份線性聚酰胺6樹脂，0. 5份KH-550偶聯(lián)劑，0. 2份受阻酚 類抗氧劑，0. 4份亞磷酸酯類抗氧劑共同在混合機內進行均勻混合，然后將混合物倒入擠出 機料桶內。把30份連續(xù)玻璃纖維通過烘箱干燥處理，烘箱溫度為100°C，再把連續(xù)玻璃纖 維叢擠出機模頭穿過，同時開啟擠出機。擠出機機筒加工溫度為23(T250°C，擠出機共設八 段，第一段和第二段為230°C，第三段和第四段為235°C，其他段為240°C，主機螺桿轉速為 220r · HiirT1，主喂料轉速為12 r · HiirT1，熔融樹脂在模頭內將連續(xù)玻纖完全浸漬后從模頭 擠出，再經(jīng)過冷卻、風干、牽引，最后切成長度為14_的顆粒。
[0010] 實施例5 : 按照質量百分比，將70份線性聚酰胺6樹脂，0. 5份KH-550偶聯(lián)劑，0. 2份受阻酚 類抗氧劑，0. 4份亞磷酸酯類抗氧劑共同在混合機內進行均勻混合，然后將混合物倒入擠出 機料桶內。把30份連續(xù)玻璃纖維通過烘箱干燥處理，烘箱溫度為100°C，再把連續(xù)玻璃纖 維叢擠出機模頭穿過，同時開啟擠出機。擠出機機筒加工溫度為23(T250°C，擠出機共設八 段，第一段和第二段為230°C，第三段和第四段為235°C，其他段為240°C，主機螺桿轉速為 220r · HiirT1，主喂料轉速為12 r · HiirT1，熔融樹脂在模頭內將連續(xù)玻纖完全浸漬后從模頭 擠出，再經(jīng)過冷卻、風干、牽引，最后切成長度為17_的顆粒。
[0011] 實施例6: 按照質量百分比，將70份線性聚酰胺6樹脂，0. 5份KH-550偶聯(lián)劑，0. 2份受阻酚 類抗氧劑，0. 4份亞磷酸酯類抗氧劑共同在混合機內進行均勻混合，然后將混合物倒入擠出 機料桶內。把30份連續(xù)玻璃纖維通過烘箱干燥處理，烘箱溫度為100°C，再把連續(xù)玻璃纖 維叢擠出機模頭穿過，同時開啟擠出機。擠出機機筒加工溫度為23(T250°C，擠出機共設八 段，第一段和第二段為230°C，第三段和第四段為235°C，其他段為240°C，主機螺桿轉速為 220r · HiirT1，主喂料轉速為12 r · HiirT1，熔融樹脂在模頭內將連續(xù)玻纖完全浸漬后從模頭 擠出，再經(jīng)過冷卻、風干、牽引，最后切成長度為20_的顆粒。
[0012] 材料按下列標準進行檢測： 1. 缺口沖擊強度試驗按DIN EN ISO 179-1進行； 2. 拉伸強度試驗按DIN EN ISO 527-2進行； 3. 彎曲強度試驗按DIN EN IS0178進行； 4. 玻纖含量試驗按DIN EN IS01172進行。
[0013] 采用本發(fā)明方法生產的連續(xù)玻璃纖維增強聚酰胺材料性能如下表所示：

【權利要求】
1. 一種連續(xù)玻璃纖維增強聚酰胺材料，其主要特征在于配方體系中各組分的質量百分 含量為：聚酰胺40?70wt%，玻璃纖維30?60wt%，偶聯(lián)劑0. 2?0. 6wt%，抗氧劑0. 3? 0· 6wt%，潤滑劑 0· 3 ?0· 6wt%。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種連續(xù)玻璃纖維增強聚酰胺材料，其特征在于：制備此種 材料的設備為本公司自主設計的特殊結構的浸潤式擠出機模頭，該模頭設有加熱裝置，可 防止由于模頭溫度低而降低熔融樹脂流動性，有效提高了纖維浸潤效果，解決了纖維浸潤 不完全的現(xiàn)象，纖維走向與擠出料條方向一致。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種連續(xù)玻璃纖維增強聚酰胺材料，其特征在于：所述的連 續(xù)玻璃纖維直徑為10?15 μ m，造粒后，玻璃纖維與料粒等長，長度為5?20mm，纖維有效 長徑比可達到300?2000,纖維沿軸線方向平行排列。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種連續(xù)玻璃纖維增強聚酰胺材料，其特征在于：用此方法 生產的連續(xù)玻璃纖維增強聚酰胺材料與常規(guī)短切玻纖增強材料相比，其材料力學性能可提 聞 35%。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種連續(xù)玻璃纖維增強聚酰胺材料，其特征在于：所述的聚 酰胺為現(xiàn)有的商品化的線性聚酰胺樹脂。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種連續(xù)玻璃纖維增強聚酰胺材料，其特征在于：所述的偶 聯(lián)劑為單一硅烷類偶聯(lián)劑；抗氧劑為受阻酚類、亞磷酸酯類、硫代類中的一種或多種的組 合。
【文檔編號】B29C70/52GK104227865SQ201310250967
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月24日 優(yōu)先權日:2013年6月24日
【發(fā)明者】王海波, 史玉龍, 代汝軍 申請人:黑龍江鑫達企業(yè)集團有限公司