一种玻纤增强聚酰胺材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种玻纤增强聚酰胺材料及其制备方法和应用。所述玻纤增强聚酰胺材料按重量份计包括50‑95份聚酰胺、5‑50份改性玻璃纤维、1‑10份相容剂和0.1‑10份改性超支化聚醚胺。玻璃纤维经过改性后加入至聚酰胺基体中，既提高了玻璃纤维在聚酰胺基体的分散性，又增强了玻璃纤维同聚酰胺基体相互作用，避免了材料在产品成型时形成“玻纤外露”等外观缺陷，也提高了材料的冲击韧性和拉伸强度。同时，通过在聚酰胺基体中添加相容剂和改性超支化聚醚胺，所得材料具有较高的强韧性，提高了玻璃纤维同基体间的相互作用，降低了玻纤生产过程中因剪切导致的“断裂”现象。

A glass fiber reinforced polyamide material and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种玻纤增强聚酰胺材料及其制备方法和应用
本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种玻纤增强聚酰胺材料及其制备方法和应用，尤其涉及一种低粘度高强韧玻纤增强聚酰胺材料及其制备方法和应用。
技术介绍
聚酰胺(Polyamide，PA)，俗称尼龙，是一种分子内具有重复单元酰胺键(-CONH-)的线性高分子，可以由二元酸和二元胺缩聚而成，也可由氨基酸己内酰胺开环聚合而成。聚酰胺材料是性能优异的工程塑料，具有高强度、高韧性、耐磨和自润滑等一系列的优点，被广泛应用于机械、汽车、电器等行业。聚酰胺材料具有良好的使用性能，但在干态和低温状态下存在冲击强度低，韧性不足以及容易吸水，尺寸稳定性差等问题，无法满足使用要求。其过低的冲击强度和过高的材料吸水率，都会严重影响塑料制品的尺寸稳定性。大大限制了其应用范围。为了适应性能要求的不断提高，添加纤维和填料使树脂强度得到改善是最常用的方法。玻璃纤维，简称玻纤，是一种无机纤维材料，具有优越的比强度和良好的耐热性、耐腐蚀性和吸湿性，是一种优良的功能材料，是发展现代农业、国防及尖端科学的理想基础材料。玻纤在复合材料中作为增强基材，改善树脂基体的性能，树脂经玻纤改性增强后，强度、模量、抗冲击性能等均可大幅度提高。但玻纤增强聚酰胺材料性能由玻纤、PA基体及两者界面结合好坏共同决定，在实际生产过程中往往由于玻纤和聚酰胺基体界面结合不好，玻纤在树脂中的保留长度过小，玻纤的添加导致材料的加工性能变差，导致材料的力学性能和表观质量变差，限制了其应用的范围。CN101191012A公开了一种高光泽、高流动长玻璃纤维增强聚酰胺复合材料，其组成为：包括30-60(重量)与颗粒长度平行的方式排列的长玻璃纤维和70-40(重量)改性星型聚酰胺树脂；所述改性星型聚酰胺树脂是对己有的商品化的线性聚酰胺树脂通过双螺杆等熔融捏合设备进行反应挤出制备；此专利技术不需要预先单独生产或购买具有高流动性的改性星型聚酰胺树脂，简化了生产工艺；表观性能好，无玻璃纤维外露，无翘曲，耐热性能优良，易加工；此专利技术的制品具有良好的机械性能，如良好的拉伸、弯曲强度及抗冲性能；同时还具有良好的表面外观和良好的模塑性能。CN104356642A公开一种负载成核剂的玻璃纤维增强聚酰胺复合材料的制备方法。该方法利用玻璃纤维和有机或无机成核剂正负电荷的静电吸附作用，在玻璃纤维表面吸附有机成核剂或无机成核剂，得到表面改性的玻璃纤维增强体；将聚酰胺树脂与改性的玻璃纤维增强体通过熔融共混的方法复合后，可以诱导聚合物在玻璃纤维表面结晶，既提高了聚合物的结晶性能又可以改善玻璃纤维和聚合物基体的界面结合。CN106366656A公开了属于高分子材料
的一种高强度高表观高玻纤增强尼龙材料及其制备方法。它包括如下重量份数的组分物质：尼龙25-60份，玻璃纤维40-65份，表面改性剂1-25份，添加剂1-10份。此专利技术提供的高强度高表观高玻纤增强尼龙材料，克服了传统玻纤增强尼龙材料表观差，强度低的特点，具有高强度，高表观质量，可应用于需求高表观、高强度玻纤增强的PA66材料，如需要以塑代钢、表观要求高的零件。然而，以上复合材料中所用的玻璃纤维的质量较大，都未考虑材料的配比对最终制品质量的影响，所得材料的玻璃纤维和聚合物基体界面结合不稳定，导致其表观性能和力学性能都有待提高。因此，在本领域期望得到一种具有低粘度、高强韧性的玻纤增强聚酰胺材料。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种低粘度高强韧玻纤增强聚酰胺材料及其制备方法和应用。本专利技术提供的玻纤增强聚酰胺材料，流动性较好，具有较高的常低温冲击韧性和拉伸强度，避免了材料在生产过程中因剪切导致的“断裂”现象，也避免了成型过程中出现“玻纤外露”等外观缺陷。为达此目的，本专利技术采用如下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种玻纤增强聚酰胺材料，所述玻纤增强聚酰胺材料按重量份计包括以下组分：通过在聚酰胺基体中添加改性玻璃纤维、改性超支化聚醚胺和相容剂，使得材料具有较好的流动性和较高的强韧性，降低了玻纤生产过程中因剪切导致的“断裂”现象；同时，玻璃纤维在经过改性剂处理中加入聚酰胺基体中，既提高了玻璃纤维在聚酰胺基体的分散性，又增强了玻璃纤维同聚酰胺基体相互作用，避免了材料在产品成型时形成“玻纤外露”等外观缺陷，也一定程度上提高了材料的冲击韧性和拉伸强度。本专利技术中，所述聚酰胺的重量份为50-95份，例如可以是50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份或95份等。所述改性玻璃纤维的重量份为5-50份，例如可以是5份、10份、15份、20份、22份、25份、30份、35份、40份、45份或50份等。所述相容剂的重量份为1-10份，例如可以是1份、2份、3份、5份、7份、8份、9份或10份等。所述改性超支化聚醚胺的重量份为0.1-10份，例如可以是0.2份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、1份、3份、5份、7份或10份等。作为本专利技术优选的技术方案，所述聚酰胺选自PA6、PA46、PA66、PA610、PA612、PA613、PA11、PA12、PA1010、PA1313、PA6T、PA9T、PA10T、PA6I或PA6I/6T任意一种或两种以上组合。优选地，所述改性玻璃纤维为改性剂改性的玻璃纤维。优选地，所述玻璃纤维为的长度为3-20mm，例如可以是3mm、5mm、8mm、10mm、12mm、15mm、18mm、19mm或20mm等。本专利技术中使用的玻璃纤维截面为扁平形或圆形，半径为7μm～15μm，例如可以是E玻纤、C玻纤或E-CR玻纤等。优选地，所述改性剂包括相容剂、偶联剂和稀土离子。优选地，所述改性超支化聚醚胺为相容剂改性的超支化聚醚胺。优选的，所述玻璃纤维与超支化聚醚胺改性使用的相容剂相同或不同，所述改性剂中使用的改性相容剂为POE-g-MAH(马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚弹性体)、SBS-g-MAH(苯乙烯丁二烯苯乙烯共聚物接枝马来酸酐)、SEBS-g-MAH(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐)、EPDM-g-MAH(三元乙丙橡胶接枝马来酸酐)、ABS-g-MAH(马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、ASA-g-MAH(马来酸酐接枝丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物)、LDPE-g-MAH(低密度聚乙烯接枝马来酸酐)、LLDPE-g-MAH(线型低密度聚乙烯接枝马来酸酐)、UHMWPE-g-MAH(超高分子量聚乙烯接枝马来酸酐)、SMA(苯乙烯-马来酸酐共聚物)、SAN-g-MAH(丙烯腈-苯乙烯接枝马来酸酐)、POE-g-GMA(乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯)、EPDM-g-GMA(三元乙丙橡胶接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯)、PE-g-GMA(聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯)、MB-g-GMA(聚丁二烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯)、MGE(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸乙酯三元聚合物)或I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻纤增强聚酰胺材料，其特征在于，所述玻纤增强聚酰胺材料按重量份计包括以下组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种玻纤增强聚酰胺材料，其特征在于，所述玻纤增强聚酰胺材料按重量份计包括以下组分：





2.根据权利要求1所述的玻纤增强聚酰胺材料，其特征在于，所述聚酰胺为PA6、PA46、PA66、PA610、PA612、PA613、PA11、PA12、PA1010、PA1313、PA6T、PA9T、PA10T、PA6I或PA6I/6T任意一种或两种以上组合；
优选地，所述改性玻璃纤维为改性剂改性的玻璃纤维；
优选地，所述玻璃纤维的长度为3-20mm；
优选地，所述改性剂包括相容剂、偶联剂和稀土离子；
优选地，所述改性超支化聚醚胺为相容剂改性的超支化聚醚胺；
优选地，所述玻璃纤维与超支化聚醚胺改性使用的相容剂相同或不同，所述相容剂选自POE-g-MAH、SBS-g-MAH、SEBS-g-MAH、EPDM-g-MAH、ABS-g-MAH、ASA-g-MAH、LDPE-g-MAH、LLDPE-g-MAH、UHMWPE-g-MAH、SMA、SAN-g-MAH、POE-g-GMA、EPDM-g-GMA、PE-g-GMA、MB-g-GMA、MGE或IA中的任意一种或两种以上的组合，优选为UHMWPE-g-MAH；
优选地，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、酞酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或锆酸酯偶联剂中任意一种或两种以上的组合；
优选地，所述偶联剂选自γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、N-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、多氨基烷基三烷氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯、三异硬脂酸钛酸异丙酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、二硬脂酰氧异丙基铝酸酯、异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯、铝酸三甲酯、铝酸三异丙酯、铝酸三苄酯、烷氧基三(乙烯基-乙氧基)锆酸酯、烷氧基三(对氨基苯氧基)锆酸酯、双(柠檬酸二乙酯)二丙氧基锆螯合物或四(三乙醇胺)锆酸酯中的任意一种或两种以上的组合；
优选地，所述稀土离子选自锆离子、钴离子、镧离子、镨离子、钐离子、铕离子、钆离子、钬离子、铒离子、镱离子、镥离子、钪离子、铟离子、钕离子、铈离子、钇离子、铥离子、镝离子或铽离子中任意一种或两种以上的组合。


3.根据权利要求1或2所述的玻纤增强聚酰胺材料，其特征在于，所述玻纤增强聚酰胺材料中添加的相容剂选自POE-g-MAH、SBS-g-MAH、SEBS-g-MAH、EPDM-g-MAH、ABS-g-MAH、ASA-g-MAH、LDPE-g-MAH、LLDPE-g-MAH、UHMWPE-g-MAH、SMA、SAN-g-MAH、POE-g-GMA、EPDM-g-GMA、PE-g-GMA、MB-g-GMA、MGE或IA中的任意一种或两种以上的组合，优选为LLDPE-g-MAH。


4.根据权利要求1-3任一项所述的玻纤增强聚酰胺材料，其特征在于，所述玻纤增强聚酰胺材料按重量份计还包括0.1-1.0份的抗氧化剂；
优选地，所述玻纤增强聚酰胺材料按重量份计还包括0.1-1.0份的紫外吸收剂；
优选地，所述玻纤增强聚酰胺材料按重量份计还包括0.1-1.0份的光稳定剂；
优选地，所述玻纤增强聚酰胺材料按重量份计还包括0.1-1.0份的热稳定剂；
优选地，所述玻纤增强聚酰胺材料按重量份计还包括0.1-1.0份的润滑剂。


5.根据权利要求1-4任一项所述的玻纤增强聚酰胺材料，其特征在于，所述抗氧化剂选自三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、亚...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春艳，
申请(专利权)人：上海中镭新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31