本发明专利技术公开了一种高阻水型聚酰胺6复合材料及其制备方法，属于聚合物材料改性技术领域。按重量分数计，该复合材料的原料为：聚酰胺6为60‑70份、POE‑g‑MAH为2‑8份、无碱短玻纤4‑20份、滑石粉2‑10份、硅烷偶联剂KH550为0.03‑0.15份、聚乙烯蜡0.34‑0.51份、抗氧剂0.34‑0.65份；该复合材料采用熔融共混制备。本发明专利技术提供的滑石粉、无碱短玻纤和马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚体(POE‑g‑MAH)等填料，在共同作用下不仅能降低聚酰胺6复合材料的吸水率，而且对聚酰胺6复合材料的尺寸稳定性以及吸水后力学性能的保持率都有所改善。
A high water resistance polyamide 6 composite and its preparation
【技术实现步骤摘要】
一种高阻水型聚酰胺6复合材料及其制备方法
本专利技术涉及聚合物材料改性
，具体涉及一种高阻水型聚酰胺6复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚酰胺6是由己内酰胺聚合而成的半结晶性聚合物，具有优异的力学性能、耐热性、耐磨性和高硬度，被广泛应用在工程塑料和化学纤维领域。然而聚酰胺6因非晶区部分的强极性酰胺基、端氨基和端羧基易与水形成氢键，所以聚酰胺6存在着吸水率大、尺寸稳定性差等缺点，这极大的限制了聚酰胺6的应用范围。层状硅酸盐是一种具有特殊层状结构的材料，层与层之间的距离一般为几纳米，且为平面取向，所以液体、气体小分子在层状材料中扩散时，必须要绕过片层而在片层的间隙中扩散，这大大增加了气体、液体分子的扩散路径和扩散时间。滑石粉(Talc)作为一种典型的层状硅酸盐，具有绝缘、耐热的特性，片层状的滑石粉填充的改性材料表现出好的尺寸稳定性、高强度，已经在很多的聚合物改性增强中应用。玻璃纤维常用于尼龙材料的增强改性中，可大大改善其力学性能，但它同样也具有吸水率极低、不容易吸水变潮、对气体和液体有良好的阻隔作用等优点。马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚体(POE-g-MAH)在尼龙改性中常作为增韧剂使用，用来改善聚酰胺6的缺口冲击强度，而且还能改善滑石粉、无碱短玻纤等无机物与聚酰胺6的界面相容性。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的上述不足之处，本专利技术的目的在于提供一种高阻水型聚酰胺6复合材料及其制备方法，采用熔融共混制备的聚酰胺6复合材料显著降低了聚酰胺6吸水率，提高其尺寸稳定性的同时，还能使吸水后的聚酰胺6复合材料的力学性能保持率提高。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种高阻水型聚酰胺6复合材料，按重量份数计，该高阻水型聚酰胺6复合材料的制备原料包括如下组分：所述无碱短玻纤的单丝直径为10-14μm。所述POE-g-MAH(马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚体)为增容剂与增韧剂。所述滑石粉的粒径为60-400目。所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，净含量≥97％。所述抗氧剂是由抗氧剂1098{N,N'-双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]己二胺}和抗氧剂168[三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯]按照1：2的重量比例混合而成。所述高阻水型聚酰胺6复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将硅烷偶联剂溶解于无水乙醇中得到偶联剂的乙醇溶液；所述偶联剂的乙醇溶液中，硅烷偶联剂与无水乙醇的体积比例为1：(5-15)；(2)将步骤(1)所得偶联剂的乙醇溶液喷洒于无碱短玻纤和滑石粉表面，然后在高速混合机中混合改性10分钟，再置于120℃的烘箱中干燥2小时，得到改性后的无碱短玻纤和滑石粉的混合物料；(3)将改性后的无碱短玻纤和滑石粉的混合物料、步骤(1)中干燥后的聚酰胺6、POE-g-MAH(马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚体)、聚乙烯蜡和抗氧剂按比例在双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒后将所得母粒置于120℃的烘箱中干燥4小时，最后将干燥后的母粒在双螺杆注塑机中注塑成型，即得到所述高阻水型聚酰胺6复合材料。所述聚酰胺6和无碱短玻纤在使用前进行干燥处理，干燥处理过程为：放置于100℃的烘箱中干燥8小时后，备用。上述步骤(3)挤出造粒过程中，所述双螺杆挤出机从进料口到挤出机头的温度依次分别为：220℃、250℃、250℃、240℃、240℃、240℃、235℃和235℃；双螺杆挤出机的主机转速250r/min，喂料转速20r/min。上述步骤(3)注塑成型过程中，所述双螺杆注塑机从料斗至口模温度依次分别为：220℃、250℃、250℃、250℃、240℃、240℃、235℃和235℃，模具温度为常温。本专利技术的设计机理及有益效果如下：1、本专利技术引入滑石粉、无碱短玻纤、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚体(POE-g-MAH)等填料复配聚酰胺6，利用滑石粉、无碱短玻纤、POE-g-MAH等填料自身的优异的性能以及复配后的各组分的协同作用，既显著降低了聚酰胺6复合材料的吸水率，提高其尺寸稳定性，还使聚酰胺6复合材料在吸水后保持较好的力学性能，拓展了了材料的使用范围。2、本专利技术得到的复合材料的吸水率显著降低，聚酰胺6的吸水率为4.15％，而本专利技术制备的复合材料的吸水率为2.09％，相较于聚酰胺6的吸水降低了49.6％，吸水率的降低使复合材料的尺寸稳定性得以改善。3、本专利技术得到的复合材料吸水后的力学性能保持率较高，聚酰胺6吸水后拉伸强度下降了43.8％，而本专利技术制备的复合材料吸水后拉伸强度下降了31.2％，相较于聚酰胺6的43.8％，提升了12.6％；聚酰胺6吸水后弯曲强度下降了65.2％，而本专利技术制备的复合材料吸水后弯曲强度下降了53.6％，相较于聚酰胺6的65.2％，提升了11.6％。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，以下结合实施例对本专利技术进行描述，但实施例仅为对本专利技术的特点和优点做进一步阐述，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术采用无碱短玻纤、滑石粉、POE-g-MAH、硅烷偶联剂KH550、聚乙烯蜡、抗氧剂与聚酰胺6熔融共混制备高阻水型聚酰胺6复合材料，所得复合材料吸水率低，从而提高其尺寸稳定性，还使吸水后的聚酰胺6复合材料力学稳定性保持较好。以下实施例1-5及对比例1-5中制备复合材料的原料组成如表1所示。表1实施例和对比例的原料配比(重量份数)以质量份数计，实施例1-5和对比例1-5按表1所示称取原料。马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚体(POE-g-MAH)为相容剂，聚乙烯蜡为润滑剂，抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168按1：2的重量比例配置而成。实施例1-5和对比例1-5制备聚酰胺6复合材料的过程包括如下步骤：(1)将聚酰胺6和无碱短玻纤一同置于100℃的烘箱中干燥8小时，备用。(2)硅烷偶联剂溶于其10倍体积的无水乙醇中制成偶联剂的乙醇溶液，将其喷洒于无碱短玻纤和滑石粉(325目)表面，在高速混合机中混合改性10分钟，置于120℃的烘箱中干燥2小时，制得表面改性的无碱短玻纤和滑石粉。(3)按表1的配比，将表面改性的无碱短玻纤和滑石粉与聚酰胺6、POE-g-MAH、聚乙烯蜡、抗氧剂按比例混合后置于高速混合机中混合，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机从进料口到机头分为固体输送区、固熔混合区到熔体输送区，共八段的温度依次分别为220℃、250℃、250℃、240℃、240℃、240℃、235℃和235℃，主机转速250r/min，喂料转速20r/min。造粒后将母粒置于120℃的烘箱中干燥4小时，最后将干燥好的母粒在双螺杆注塑机中注塑，双螺杆注塑机从料斗至口模温度依次分别为220℃、250℃、250℃、240℃、240℃、240℃、235℃和235℃，模具温度为50℃。制备出标准样条用于测试。对实施例1-5和对比例1-5制备的聚酰胺6复合材料样条进行性能测试，其中：<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高阻水型聚酰胺6复合材料，其特征在于：按重量份数计，该高阻水型聚酰胺6复合材料的制备原料包括如下组分：/n
【技术特征摘要】
1.一种高阻水型聚酰胺6复合材料，其特征在于：按重量份数计，该高阻水型聚酰胺6复合材料的制备原料包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的高阻水型聚酰胺6复合材料，其特征在于：所述无碱短玻纤的单丝直径为10-14μm。
3.根据权利要求1所述的高阻水型聚酰胺6复合材料，其特征在于：所述滑石粉的粒径为60-400目。
4.根据权利要求1所述的高阻水型聚酰胺6复合材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，净含量≥97％。
5.根据权利要求1所述的高阻水型聚酰胺6复合材料，其特征在于：所述抗氧剂是由抗氧剂1098和抗氧剂168按照1：2的重量比例混合而成。
6.根据权利要求1-5任一所述的高阻水型聚酰胺6复合材料的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
(1)将硅烷偶联剂溶解于无水乙醇中得到偶联剂的乙醇溶液；所述偶联剂的乙醇溶液中，硅烷偶联剂与无水乙醇的体积比例为1：(5～15)；
(2)将步骤(1)所得偶联剂的乙醇溶液喷洒于无碱短玻纤和滑石粉表面，然后在高速混合机中混合改性10分钟，再置于120℃的烘箱中干燥2小时，得...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴正环，郭俊鑫，范其香，杜开辉，
申请(专利权)人：天津职业技术师范大学中国职业培训指导教师进修中心，
类型：发明
国别省市：天津;12
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