一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料及其制备方法，其特征在于由以下成分按重量比组成，尼龙6为50-70％，有机长玻纤母粒为20-40％，抗浮纤母粒为2-5％，纳米碳酸钙为1-10％，色母粒2-4％；所述的有机长玻璃纤维母粒为经过有机化包覆处理的无碱长玻纤，包覆物包括偶联剂、高流动性尼龙和聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，所述长玻纤的长径比为100-300。本发明专利技术采用有机长玻纤母粒、抗浮纤母粒、纳米碳酸钙等改性增强尼龙材料，通过将长玻璃纤维进行偶联化改性，尼龙和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂膜的反应包覆，有效降低玻纤表面极性，提高玻纤与尼龙的相容性；同时表面包覆的在机膜与抗浮纤母粒协同作用，从而降低玻纤在复合材料表面的浮纤和翘曲现象，光洁度，并增强材料的强度和增韧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有机高分子纳米复合材料，更具体的说，涉及一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料及其制备方法。
技术介绍
尼龙6是目前应用最多的几种工程塑料之一，具有很好的物理力学性能和耐磨性以及自润滑性，但是纯尼龙6的热变形温度较低，吸水性大，吸水前冲击强度偏低，吸水后刚性又大幅下降，同时尺寸不稳定等缺点，从而限制了尼龙6的应用，进而又缩小了下游行业设计工程师的选材余地。玻纤增强改性尼龙，是一种较常规的对尼龙改性增强的方式，该复合材料具有优良的力学性能、耐热性和耐化学性，扩展了尼龙产品的应用。但是，尼龙和玻纤的两相界面相容性不良好，玻纤会由于PA的包覆不良而暴露在复合材料的表面，导致材料制品产品大量的浮纤，使产品表面粗糙和发花，从而影响产品的光洁度和美观。另外，由于玻纤在流动方向上的定向性会限制树脂的收缩性，导致尼龙在玻纤周围的纵向收缩(玻纤流动方向)小于横向收缩，这样就会造成制品由于收缩不均匀而导致的翘曲，从而严重影响制品的外观和产品尺寸，限制其在外观要求较高的的制品中的使用。同时，由于玻纤与尼龙的相容性不佳，当玻纤填料含量较大(＞20％)时，虽然还能一定程度的提高复合材料的强度，但在加工过程中玻纤将易形成相分离或应力集中(玻纤团聚)现象，会使得复合材料极易发生形变或冲击断裂，这也进一步限制玻纤尼龙复合材料的长效应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的是现有技术存在的上述问题，旨在提供一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料及其制备方法。为解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料及其制备方法，其特征在于由以下成分按重量比组成，尼龙6为50-70％，有机长玻纤母粒为20-40％，抗浮纤母粒为2-5％，纳米碳酸钙为1-10％，色母粒2-4％；所述的有机长玻璃纤维母粒为经过有机化包覆处理的无碱长玻纤，包覆物包括偶联剂、高流动性尼龙高流动性尼龙和聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，所述长玻纤的长径比为100-300。本专利技术的一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料及其制备方法，采用有机长玻纤母粒、抗浮纤母粒、纳米碳酸钙等改性增强尼龙材料，通过将长玻璃纤维进行偶联化改性，有效的降低玻纤表面极性，提高玻纤与尼龙的相容性；另外，将偶联化改性处理的有机长玻纤与高流动性尼龙高流动性尼龙、PET共混造粒制得的有机长玻纤母粒，通过尼龙与硅烷中环氧的反应有效地在玻纤表面包覆一层PET和尼龙膜，这层膜可与抗浮纤母粒协同作用。本专利技术抗浮纤母粒的作用有两方面，一方面降低玻纤在复合材料表面的浮纤现象，改变体系因收缩不均匀而导致的翘曲现象，从而提高复合材料表面的光洁度，另一方面是对复合材料起到增强增韧的作用。本专利技术的一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料，有机长玻璃纤维母粒与尼龙具有良好的相容性，使得复合材料具备优异的力学性能、强度；同时，抗浮纤母粒和纳米碳酸钙的加入，有效的降低玻纤在尼龙表面的翘曲，减少复合材料表面不良现象，从而使得该复合材料具有表面高光洁度等优点，特别适用于中高端的家具、办公用品和其他对产品综合性能及美观要求较高的产品上。作为本专利技术的改进，所述的偶联剂为3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。作为本专利技术的进一步改进，所述的抗浮纤母粒为PET、马来酸酐接枝聚乙烯、聚酯蜡酯蜡和滑石粉熔融共混而成。由于尼龙材料的结晶速度较快，而PET材料结晶速度较慢，因此抗浮纤母粒中的PET纤维将与长玻纤母粒中的PET协同作用，进一步完成对玻纤纤维的包覆，从而减轻围绕玻纤结晶的尼龙所引起的不均匀收缩现象。本专利技术还要提供一种有机长玻纤母粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将偶联剂3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、无碱长玻纤、水按照质量比1:15:2的比例置于容器中，恒温35℃搅拌反应2h；(2)将步骤(1)所得共混物充分烘干，然后依次加入质量比为10:1的高流动性尼龙高流动性尼龙，质量比为20:1的(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维，搅拌均匀；(3)将步骤(2)的共混物置于单螺杆挤出机熔融共混，最终挤出造粒，即得有机长玻璃纤维母粒。本专利技术还要提供一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将尼龙6，有机长玻纤母粒，抗浮纤母粒，纳米碳酸钙和色母粒在110℃烘干2h，按照重量比将50-70％尼龙6、1-10％纳米碳酸钙和2-4％色母粒从主喂料口加入双螺杆挤出机，将20-40％有机长玻纤母粒和2-5％抗浮纤母粒从侧喂料口加入双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机各区段温度255-265℃、主机转速在140-200r/min下挤出共混，最后共混物经挤出机机头拉出、冷却、吹干、切粒即得高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料；其中，所述的有机长玻纤母粒按以下方法制备：(1)将偶联剂3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、无碱长玻纤、水按照质量比1:15:2的比例置于容器中，恒温35℃搅拌反应2h；(2)将步骤(1)所得共混物充分烘干，然后依次加入质量比为10:1的高流动性尼龙高流动性尼龙，质量比为20:1的(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维，搅拌均匀；(3)将步骤(2)的共混物置于单螺杆挤出机熔融共混，最终挤出造粒，即得有机长玻璃纤维母粒。本专利技术的优点在于：1)通过具有环氧基团的硅烷对长玻纤进行处理，与高流动性尼龙和PET共混时，树脂与长玻纤通过化学反应形成牢固的树脂层，提高了玻纤的分散性，减轻了浮纤现象；2)有机长玻纤母粒和抗浮纤母粒能够产生协同作用，减轻玻纤周围尼龙结晶引起的收缩现象，有利于形成高光洁表面；3)长玻纤母粒的树脂膜包覆提高了尼龙与玻纤的结合强度，大大提高了增强性能；具体实施方式下面结合具体实施例对专利技术进一步说明，但专利技术的保护范围不限于此。本专利技术实施例一一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料，由以下成分按重量比组成，尼龙6为50％，有机长玻纤母粒为40％，抗浮纤母粒为3％，纳米碳酸钙为4％，色母粒3％。有机长玻璃纤维母粒为经过有机化包覆处理的无碱长玻纤，有机化方法为熔融包覆，长玻纤的长径比为100-300，有机长玻璃纤维母粒的制备方法依次包括以下步骤：步骤1：将偶联剂3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、无碱长玻纤、水按照质量比1:15:2的比例置于容器中，恒温35℃搅拌反应2h；步骤2：将步骤1所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料及其制备方法，其特征在于由以下成分按重量比组成，尼龙6为50‑70％，有机长玻纤母粒为20‑40％，抗浮纤母粒为2‑5％，纳米碳酸钙为1‑10％，色母粒2‑4％；所述的有机长玻璃纤维母粒为经过有机化包覆处理的无碱长玻纤，包覆物包括偶联剂、聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，所述长玻纤的长径比为100‑300。

【技术特征摘要】
1.一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料及其制备方法，其特征在于由
以下成分按重量比组成，尼龙6为50-70％，有机长玻纤母粒为20-40％，抗浮纤
母粒为2-5％，纳米碳酸钙为1-10％，色母粒2-4％；所述的有机长玻璃纤维母粒
为经过有机化包覆处理的无碱长玻纤，包覆物包括偶联剂、聚丙烯和聚对苯二甲
酸乙二醇酯纤维，所述长玻纤的长径比为100-300。
2.如权利要求1所述的一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料及其制备
方法，其特征在于所述的偶联剂为3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
3.如权利要求1所述的一种高光洁高强尼龙/有机长玻纤复合材料及其制备
方法，其特征在于所述的抗浮纤母粒为PET、马来酸酐接枝聚乙烯、聚酯蜡和滑
石粉熔融共混而成。
4.一种有机长玻纤母粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将偶联剂3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、无碱长玻纤、水
按照质量比1:15:2的比例置于容器中，恒温35℃搅拌反应2h；
(2)将步骤(1)所得共混物充分烘干，然后依次加入质量比为10:1的高
流动性尼龙，质量比为20:1的(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维，搅拌均匀；
(3)将步骤(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡森川，杨晋涛，罗万象，
申请(专利权)人：浙江森川家具有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33