專利名稱：耐高溫納米阻燃增強(qiáng)pa6復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料技術(shù)領(lǐng)域的復(fù)合材料及其制備方法，尤其是涉及一種耐高溫納米阻燃增強(qiáng)PA6復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚酰胺具有很好的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，耐磨損特性也非常好，這些優(yōu)點(diǎn)使得聚酰胺被廣泛用于汽車部件，機(jī)械部件，電子電氣等諸多領(lǐng)域，其用量為五大工程塑料用量之首， 在很多應(yīng)用上代替了傳統(tǒng)的金屬材料。但由于聚酰胺的耐熱性和耐酸性較差，且吸水率大，由其制備的產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性差，耐低溫沖擊性能較差，這些缺點(diǎn)都限制了聚酰胺的應(yīng)用。由于納米聚合物復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)了納米相的均勻分散，強(qiáng)界面結(jié)合和自組裝使得材料具有力學(xué)，熱學(xué)性能，氣體阻隔性上的諸多優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)是普通聚合物和填料不具備的。1987年，日本首次報道了用插層聚合法制備尼龍6/蒙脫土復(fù)合材料，納米材料的應(yīng)用是目前全球研究的一個熱點(diǎn)。以往的尼龍阻燃增強(qiáng)產(chǎn)品采用傳統(tǒng)的阻燃體系，阻燃劑添加比例較大，材料的耐沖擊性能下降；在一些特殊場合，需要力學(xué)性能優(yōu)良的，能夠在較高溫度下使用的阻燃產(chǎn)品；但是目前，耐高溫納米阻燃增強(qiáng)材料非常少，不能滿足實(shí)踐的需要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了改善現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種耐高溫納米阻燃增強(qiáng) PA6復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的復(fù)合材料的熱變形溫度大于210°C (1. 82MPa)，材料的抗沖擊性能得到增強(qiáng)，吸水性能降低到傳統(tǒng)材料的30%左右，材料的抗氧化性能，加工流動性，環(huán)保性能較高。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
第一方面，本發(fā)明涉及一種耐高溫納米阻燃增強(qiáng)PA6復(fù)合材料，其特征在于，該復(fù)合材料包括如下重量百分?jǐn)?shù)的各組分
尼龍30-70主阻燃劑10-25輔助阻燃劑3-12納米蒙脫土0. 5-5玻璃纖維10-30接枝型增韌改性劑2-12抗氧劑0. 2-1潤滑分散劑0.2-1。優(yōu)選地，所述尼龍為尼龍6，特性粘度為2. 4。優(yōu)選地，所述主阻燃劑為以下組合中的一種或多種的混合十溴二苯乙烷、溴化苯
乙烯、三聚氰尿酸鹽。
優(yōu)選地，所述輔助阻燃劑為以下組合中的一種或多種的混合SId203、ZnO和F%03。優(yōu)選地，所述的納米蒙脫土為純度90%_98%蒙脫土硅鋁酸鹽，粒徑200-500目，層間距 >1. 9nm。優(yōu)選地，所述納米蒙脫土分散相尺度為lO-lOOnm，陽離子交換容量 60_200meq/100go優(yōu)選地，所述玻璃纖維為無堿玻璃纖維，該玻璃纖維的表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑浸泡處理。優(yōu)選地，所述的硅烷偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三過氧化叔丁基硅烷或者Y _(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。優(yōu)選地，所述接枝型增韌改性劑為乙烯與辛烯接枝共聚物。優(yōu)選地，所述抗氧劑為168與HD98按重量比為1 1比例混合而得。優(yōu)選地，所述潤滑分散劑為硅酮。第二方面，本發(fā)明還涉及前述耐高溫納米阻燃增強(qiáng)PA6復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟
步驟一，按重量百分含量取各組分；
步驟二，將各組分放入高混機(jī)中混合3-5min后出料，得到混合物，然后控制雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度220-240°C，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)180-600轉(zhuǎn)/分，將混合物置于雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得產(chǎn)品。本發(fā)明具有如下的有益效果本發(fā)明的復(fù)合材料的熱變形溫度大于210°C (1.82MPa)，材料的抗沖擊性能得到增強(qiáng)，吸水性能降低到傳統(tǒng)材料的30%左右，材料的抗氧化性能，加工流動性，環(huán)保性能較高。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。實(shí)施例1-9 以下實(shí)施例中，
尼龍為尼龍6，特性粘度為2.4;
主阻燃劑為十溴二苯乙烷、三聚氰尿酸鹽，二者質(zhì)量比為4:1 ； 輔阻燃劑為Sb2O3 ；
納米蒙脫土為純度90%-98%蒙脫土硅鋁酸鹽，粒徑200-500目，層間距>1. 9nm ；所述納米蒙脫土分散相尺度為10-100歷，陽離子交換容量60-200meq/100g ；
玻璃纖維為無堿玻璃纖維，表面經(jīng)Y-氨丙基三乙氧基硅烷浸泡處理； 接枝型增韌改性劑為乙烯-辛烯接枝共聚物； 抗氧劑為HD98與168按重量比1 1復(fù)配而成； 潤滑分散劑為硅酮。實(shí)施例1-9中復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟
步驟一，按表1中各實(shí)施例復(fù)合材料的組分重量百分含量取原料；步驟二，將各組分放入高混機(jī)中混合3-5min后出料，得到混合物，然后控制雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度220-240°C，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)180-600轉(zhuǎn)/分，將混合物置于雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得產(chǎn)品。
表 1
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取實(shí)施例1-6制備的復(fù)合材料進(jìn)行性能測試對比，采用ASTM標(biāo)準(zhǔn)，測試性能如表2所不。表 2
項(xiàng)&實(shí)施倒1...實(shí)施例2<實(shí)鎮(zhèn)_3.+實(shí)施艦.實(shí)_5..實(shí)撫《&.強(qiáng)度條.SS-y120·106.·腿..彎_強(qiáng)度著腎12CV141,152-..145-136+12.3,.鎮(zhèn)口腦Sft/ j/膨110,.150..+130-!3&,+135·128..飄燃徹L 34) /1.6 .VO..YO-VO-VO.V0,VO-mmmm d.mwn).21ι>215 215-220·2 ·.220·.Iif^St21. I-20. 3,20. 5‘30. 3.31. 2.30. 5.
由表2可以看出，實(shí)施例1-6制備的復(fù)合材料的熱變形溫度大于210°C(1. 82MPa)，復(fù)合材料的沖擊性能較好，吸水性能降低為傳統(tǒng)復(fù)合材料的30%左右，復(fù)合材料的抗氧化性能， 加工流動性，環(huán)保性能較高；經(jīng)過相同的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)施例7-9制備的復(fù)合材料也具有與實(shí)施例1-6所得復(fù)合材料接近的良好性能。 綜上所述，本發(fā)明的復(fù)合材料的熱變形溫度大于210°C (1. 82MPa)，材料的抗沖擊性能得到增強(qiáng)，吸水性能降低到傳統(tǒng)材料的30%左右，材料的抗氧化性能，加工流動性，環(huán)保性能較高。
權(quán)利要求
1.一種耐高溫納米阻燃增強(qiáng)PA6復(fù)合材料，其特征在于，該復(fù)合材料包括如下重量百分?jǐn)?shù)的各組分尼龍30-70主阻燃劑10-25輔助阻燃劑3-12納米蒙脫土0. 5-5玻璃纖維10-30接枝型增韌改性劑 2-12 抗氧劑0. 2-1潤滑分散劑0.2-1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫納米阻燃增強(qiáng)PA6復(fù)合材料，其特征在于，所述尼龍為尼龍6，特性粘度為2.4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫納米阻燃增強(qiáng)PA6復(fù)合材料，其特征在于，所述主阻燃劑為以下組合中的一種或多種的混合十溴二苯乙烷、溴化苯乙烯、三聚氰尿酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫納米阻燃增強(qiáng)PA6復(fù)合材料，其特征在于，所述輔助阻燃劑為以下組合中的一種或多種的混合Sb203、ZnO和狗203。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫納米阻燃增強(qiáng)PA6復(fù)合材料，其特征在于，所述的納米蒙脫土為純度90%-98%蒙脫土硅鋁酸鹽，粒徑200-500目，層間距> 1. 9nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的耐高溫納米阻燃增強(qiáng)PA6復(fù)合材料，其特征在于，所述納米蒙脫土分散相尺度為10-100歷，陽離子交換容量60-200meq/100g。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫納米阻燃增強(qiáng)PA6復(fù)合材料，其特征在于，所述玻璃纖維為無堿玻璃纖維，該玻璃纖維的表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑浸泡處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耐高溫納米阻燃增強(qiáng)PA6復(fù)合材料，其特征在于，所述的硅烷偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三過氧化叔丁基硅烷或者Y _(2，3-環(huán)氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫納米阻燃增強(qiáng)PA6復(fù)合材料，其特征在于，所述接枝型增韌改性劑為乙烯與辛烯接枝共聚物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫納米阻燃增強(qiáng)PA6復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧劑為168與HD98按重量比為1:1比例混合而得。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫納米阻燃增強(qiáng)PA6復(fù)合材料，其特征在于，所述潤滑分散劑為硅酮。
12.—種制備權(quán)利要求所述的耐高溫納米阻燃增強(qiáng)PA6復(fù)合材料的方法，其特征在于， 包括以下步驟步驟一，按重量百分含量取各組分；步驟二，將各組分放入高混機(jī)中混合3-5min后出料，得到混合物，然后控制雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度220-240°C，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)180-600轉(zhuǎn)/分，將混合物置于雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種材料技術(shù)領(lǐng)域的耐高溫納米阻燃增強(qiáng)PA6復(fù)合材料及其制備方法，所述復(fù)合材料包括如下重量百分?jǐn)?shù)的各組分尼龍30～70、主阻燃劑10-25、輔助阻燃劑3-12、納米蒙脫土0.5-5、玻璃纖維10-30、接枝型增韌改性劑2-12、抗氧劑0.2-1、潤滑分散劑0.2-1。所述復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟步驟一，按重量百分含量取各組分；步驟二，將各組分放入高混機(jī)中混合3-5min后出料，得到混合物，然后控制雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度220-240℃，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)180-600轉(zhuǎn)/分，將混合物置于雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得產(chǎn)品。本發(fā)明具有如下的有益效果本發(fā)明的復(fù)合材料的熱變形溫度大于210℃(1.82MPa)，材料的抗沖擊性能得到增強(qiáng)，吸水性能降低到傳統(tǒng)材料的30%左右，材料的抗氧化性能，加工流動性，環(huán)保性能較高。
文檔編號C08L51/06GK102391643SQ20111026357
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者張強(qiáng), 才勇, 楊濤 申請人:上海日之升新技術(shù)發(fā)展有限公司