一种汽车底盘用高强度高韧性PA6复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车底盘用高强度高韧性PA6复合材料，按质量百分比，包括如下成分：59

【技术实现步骤摘要】
一种汽车底盘用高强度高韧性PA6复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及改性塑料
，具体涉及一种汽车底盘用高强度高韧性PA6复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着汽车高速化和轻量化水平的不断提高，汽车制造业已成为尼龙工程塑料的一大消费市场。尼龙工程塑料可用于汽车的所有部位，在用于汽车底盘时，需要其具有高韧性、高强度、耐冲击且成品表面光滑度高等性能。目前，为了提高汽车底盘的强度、韧性一般采用添加玻璃纤维对PA6材料进行增强，但是，随着PA6中的玻璃纤维的高比例的添加，对玻璃纤维与PA6的粘合度、相容性具有一定的影响，造成制得的塑料粒制品中部分玻璃纤维与PA6树脂脱粘，从而大大降低了后期汽车底盘成品的力学性能，同时，还使得成品的表面光滑度下降，影响产品的美观度。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种高比例玻璃纤维添加的情况下，组分之间相容性好的汽车底盘用高强度高韧性PA6复合材料以及该复合材料的制备方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是设计一种汽车底盘用高强度高韧性PA6复合材料，按质量百分比，包括如下成分：59-60％的预处理玻璃纤维、37-38％的PA6、0.2-1％的炭黑、0.2-1％的抗氧剂、0.2-1％的润滑剂、0.1-0.5％的流动改性剂；其中，所述预处理玻璃纤维的制备方法为：将短切玻璃纤维置于相容剂中进行共混预处理，得到预处理玻璃纤维。优选的是，所述短切玻璃纤维的直径为10-12μm，纤维长度为3-3.5mm。本专利技术对短纤玻璃纤维通过相容剂的预处理，改变预处理玻璃纤维表面外形，使其出现明显的褶皱，从而增大玻璃纤维与PA6树脂的接触面积，提高玻璃纤维和PA6树脂的粘接强度，从而提高最终成品的拉伸强度和冲击强度等力学性能；加入流动改性剂，改善PA6复合材料的加工流动性，；添加润滑剂和抗氧化剂，增强复合材料综合力学性能，提升了复合材料的适用范围，使得该复合材料制成的成品具备优异的刚性、韧性和表面光滑度。
[0005]优选的技术方案为，所述相容剂由环氧树脂和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶组成，所述环氧树脂和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶的重量比例为1：(1-1.5)。由环氧树脂和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶组成的相容剂，两者的共同作用，提高对玻璃纤维表面的处理效果。
[0006]进一步优选的技术方案为，所述抗氧剂包括抗氧剂A和抗氧剂B；所述抗氧剂A为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1024、抗氧剂264、抗氧剂3125、抗氧剂3114和抗氧剂KY-586中的一种或两种以上；所述的抗氧剂B为三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，2-甲基-4，6-(1,1
’-
二甲基乙基)苯酚]磷酸乙基酯、四(2,4-二叔丁基八烷氧基-4，4-联苯基)磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、(2,4,6-三叔丁基苯基，2-丁基-2-乙基)-1，3-丙二醇亚磷酸酯、二(2,4-二对异丙基苯基)季戊四醇双亚磷酸酯、2,2
’-
亚乙基双(4,6-二叔丁
基苯基)氟代亚磷酸酯和四(2,4-二叔丁基苯基-4,4-联苯基)双磷酸酯中的一种或两种以上。采用抗氧化剂A和抗氧化剂B两种抗氧化剂进行混合使用，进一步提升了复合材料的稳定性，兼顾抗氧效果和抗氧成本。
[0007]进一步优选的技术方案为，所述抗氧化剂A与抗氧化剂B的质量比为1：(6-8)。
[0008]进一步优选的技术方案为，所述润滑剂为为KJ硅酮类润滑剂，所述流动改性剂为流动改性剂CYD 701C。硅酮类润滑剂与表面处理后的玻璃纤维联合使用，进一步增强了PA6复合材料的韧性；流动改性剂CYD 701C可以有效提高树脂流动性，改善加工性能，并提高制品的厚度均匀性和尺寸精确性。
[0009]本专利技术还提供了一种汽车底盘用高强度高韧性PA6复合材料的制备方法，包括以下步骤：首先，室温下将短切玻璃纤维和相容剂加入高速混料机中搅拌13-15min后静置20-30min，随后进行冲洗、干燥；接着将干燥后的玻璃纤维和PA6置于40-60wt％的硅烷偶联剂水醇溶液中进行水解缩合反应；然后将处理的PA6、玻璃纤维、炭黑、抗氧剂、润滑剂、流动改性剂由加料口加入双螺杆挤出机共混、熔融、挤出、牵条、切粒、烘干后得到汽车底盘用高强度高韧性PA6复合材料，其中，双螺杆挤出机是同向双螺杆挤出机，长径比为40，螺纹杆的进料段、啮合段和输出段的长度比例为1:(2-5):(5-10)。目前，一般还是通过原料的配伍来提高复合材料的强度、韧性和表面光滑度，因此，需要在PA材料中增加各种各样的无机填料，这些填料或多或少会影响PA材料的物理性状，甚至影响材料原有的应用，本专利技术一方面只采用单一的玻璃纤维作为无机填料，并提高玻璃纤维的添加量，达到60％的比例，然后对高比例的玻璃纤维先采用相容剂处理，使玻璃纤维的表面先出现褶皱，然后采用硅烷偶联剂进行表面处理，玻璃纤维的表面具有由硅烷偶联剂水解缩合而成的网状poss结构，网状poss结构一端与具有褶皱表面的玻璃纤维结合，另一端的有机官能团与PA相结合，同时，玻璃纤维表面的褶皱，也提高了整体的微观网状结构的稳定性；通过对玻璃纤维表面褶皱和微观成网的两步处理，增加高比例玻璃纤维与PA6之间的相容性，同时，对双螺杆挤出机的螺杆的进料段、啮合段和输出段的长度比例进行调整，减小螺杆之间的剪切力，尽量减少对PA6和玻璃纤维之间形成的网状结构的破坏，二者相结合，使得通过该方法和配比制备的PA6复合材料制成的汽车底盘成品具有高强度、高韧性、表面光滑度高的特性。
[0010]优选的技术方案为，所述硅烷偶联剂为KH系列硅烷偶联剂，所述水解缩合反应的时间为10-15h，反应温度为55-60℃，优选的反应时间为12h，反应温度为60℃。
[0011]进一步优选的技术方案为，所述K系列硅烷偶联剂为KH-560，KH-570，KH580，KH590和KH602中的至少一种。
[0012]进一步优选的技术方案为，所述双螺杆挤出机的转速为250-300r/min，挤出温度为210℃-260℃。
[0013]本专利技术的优点和有益效果在于：该汽车底盘用高强度高韧性PA6复合材料通过高比例的预处理玻璃纤维的添加，具有高强度、高韧性，组分之间相容性好，成品表面光滑度高的优点。本专利技术一方面只采用单一的玻璃纤维作为无机填料，并提高玻璃纤维的添加量，达到59-60％的比例，然后对高比例的玻璃纤维先采用相容剂处理，使玻璃纤维的表面先出现褶皱，然后采用硅烷偶联剂进行表面处理，玻璃纤维的表面具有由硅烷偶联剂水解缩合而成的网状poss结构，网状poss结构一端与具有褶皱表面的玻璃纤维结合，另一端的有机官能团与PA6相结合，同时，玻璃纤维表面的褶皱，也提高了整体的微观网状结构的稳定性；
通过对玻璃纤维表面褶皱和微观成网的两步处理，增加高比例玻璃纤维与PA6之间的相容性，同时，对双螺杆挤出机的螺杆的进料段、啮合段和输出段的长度比例进行调整，减小螺杆之间的剪切本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车底盘用高强度高韧性PA6复合材料，其特征在于，按质量百分比，包括如下成分：59-60％的预处理玻璃纤维、37-38％的PA6、0.2-1％的炭黑、0.2-1％的抗氧剂、0.2-1％的润滑剂、0.1-0.5％的流动改性剂；其中，所述预处理玻璃纤维的制备方法为：将短切玻璃纤维置于相容剂中进行共混预处理，得到预处理玻璃纤维。2.根据权利要求1所述的汽车底盘用高强度高韧性PA6复合材料，其特征在于，所述相容剂由环氧树脂和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶组成，所述环氧树脂和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶的重量比例为1：(1-1.5)。3.根据权利要求2所述的汽车底盘用高强度高韧性PA6复合材料，其特征在于，所述抗氧剂包括抗氧剂A和抗氧剂B；所述抗氧剂A为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1024、抗氧剂264、抗氧剂3125、抗氧剂3114和抗氧剂KY-586中的一种或两种以上；所述的抗氧剂B为三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，2-甲基-4，6-(1,1
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二甲基乙基)苯酚]磷酸乙基酯、四(2,4-二叔丁基八烷氧基-4，4-联苯基)磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、(2,4,6-三叔丁基苯基，2-丁基-2-乙基)-1，3-丙二醇亚磷酸酯、二(2,4-二对异丙基苯基)季戊四醇双亚磷酸酯、2,2
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亚乙基双(4,6-二叔丁基苯基)氟代亚磷酸酯和四(2,4-二叔丁基苯基-4,4-联苯基)双磷酸酯中的一种或两种以上。4.根据权利要求3所述的汽车底盘用高强度高韧性PA6复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏青峰，
申请(专利权)人：江阴市一诺工程塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：