一种基于再生尼龙的高强度复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于再生尼龙的高强度复合材料及其制备方法，属于环保型尼龙复合材料技术领域。该复合材料按照重量份计包括再生尼龙切片40

【技术实现步骤摘要】
一种基于再生尼龙的高强度复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于环保型尼龙复合材料
，具体地，涉及一种基于再生尼龙的高强度复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰胺俗称尼龙，由于其独特的低比重、高抗拉强度、耐磨、自润滑性好、冲击韧性优异、具有刚柔兼备的性能而赢得人们的重视，加之其加工简便、效率高、比重轻(只有金属的1/7)、可以加工成各种制品来代替金属，广泛用于汽车及交通运输业，尼龙的回收具有较高的经济效益。
[0003]现有技术中对于尼龙的再利用方法是将废旧的尼龙熔融后掺杂在纯净的尼龙中制备产品，通常废尼龙中混有碎屑、颜料等杂质，并且废尼龙经过多次高温密炼后氧化程度严重，一般仅仅用在低强度要求的产品中，使得尼龙的回收利用受到很大的局限。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于再生尼龙的高强度复合材料及其制备方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种基于再生尼龙的高强度复合材料，按照重量份计包括：再生尼龙切片40
‑
50份、基体颗粒30
‑
40份、聚烯烃15
‑
25份、强化填料5
‑
10份、玻璃纤维5
‑
20份和助剂1
‑
5份；
[0007]所述再生尼龙切片由以下步骤制备：
[0008]步骤A1：将回收尼龙废料粉碎后加入搅拌釜中，取三氟乙醇加入磷钨酸混合制成溶解液，再将溶解液倒入搅拌釜中，搅拌并升温至50
‑
60℃，将回收尼龙全部溶解，对溶解液过滤，去除回收尼龙中的不溶性杂质，滤液使用脱色柱进行脱色，制成除杂溶解液；
[0009]溶解液中以三氟乙醇作为溶剂，复配少量磷钨酸作为解聚催化剂，将尼龙轻微解聚，使得回收尼龙在较低的温度下即可被溶解为粘度较低的溶解液，有利于过滤杂质和吸附杂色处理，相较于现有的热解工艺，更加节能，同时避免回收的尼龙长时间在高温环境下老化。
[0010]进一步地，三氟乙醇和磷钨酸的用量比为0.65
‑
0.72g/L。
[0011]步骤A2：将除杂溶解液导入反应釜中，向反应釜中加入抗氧化剂，先在75
‑
80℃搅拌至反应体系粘度达到4000cP，再取N
‑
乙酰基己内酰胺和氢氧化钠溶于乙醇后加入反应釜中，之后升温至145
‑
160℃搅拌2
‑
3h，轻微解聚的除杂溶解液在N
‑
乙酰基己内酰胺和氢氧化钠的催化下重新聚合成纯度较高的尼龙树脂，实现尼龙的高品质回收，冷却后干燥、粉碎，制成再生尼龙切片。
[0012]进一步地，抗氧化剂为亚磷酸酯抗氧剂。
[0013]进一步地，N
‑
乙酰基己内酰胺和氢氧化钠的总量为回收尼龙废料的0.25
‑
0.3wt％。
[0014]所述强化填料由以下步骤制备：
[0015]步骤B1：分别取马来酸酐、苯乙烯和乙烯基三乙氧基硅烷溶解于甲苯，得到各自的甲苯溶解液，甲苯使用前进行干燥处理，取偶氮二异丁腈溶解于无水乙醇后加入马来酸酐的甲苯溶解液搅拌混合，再加入苯乙烯的甲苯溶解液搅拌混合并升温至90
‑
100℃聚合反应28
‑
35min，降温至60
‑
70℃时，加入乙烯基三乙氧基硅烷的甲苯溶解液，保温搅拌40
‑
60min，得到包覆料；
[0016]步骤B2：取纳米二氧化硅加入乙醇溶液中搅拌混合并静置24h，之后将混合液离心，去除乙醇溶液，得到预处理纳米二氧化硅；
[0017]步骤B3：将预处理纳米二氧化硅超声分散于丙酮中，再将分散液加入包覆料中搅拌混合，之后减压旋蒸，去除甲苯、丙酮和乙醇，再真空干燥至恒重，最后使用粉碎机对干燥的产物进行粉碎，得到强化填料；包覆料为马来酸酐、苯乙烯和乙烯基三乙氧基硅烷的共聚物，侧链上有硅氧键，其与预处理纳米二氧化硅表面的羟基可以形成氢键，使得包覆料可以与纳米二氧化硅表面紧密贴合。
[0018]进一步地，马来酸酐、苯乙烯和乙烯基三乙氧基硅烷的用量摩尔比为2:2:1。
[0019]进一步地，预处理纳米二氧化硅与马来酸酐、苯乙烯和乙烯基三乙氧基硅烷总量的用量质量比为1:0.08
‑
0.12。
[0020]一种基于再生尼龙的高强度复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0021]步骤S1：将再生尼龙切片、基体颗粒、聚烯烃和助剂按照重量份配比混合后密炼成胶料，之后加入强化填料和玻璃纤维混合，得到混合料；
[0022]步骤S2：将混合料挤出、冷却、造粒，制成高强度复合材料。
[0023]进一步地，聚烯烃选自聚乙烯和聚苯乙烯中的一种。
[0024]进一步地，助剂包括抗氧剂和消泡剂。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]1.本专利技术提供了一种尼龙基复合材料，其强度指标与尼龙66相近，原料中添加有30％左右的再生尼龙，实现了尼龙的强化再生。
[0027]2.本专利技术提供了一种废尼龙材料的再生方法，该方法以三氟乙醇作为溶剂，复配少量磷钨酸作为解聚催化剂，将尼龙轻微解聚，使得回收尼龙在较低的温度下即可被溶解为粘度较低的溶解液，有利于去除废尼龙中的杂质以及脱色，提高回收尼龙的纯净度，相较于现有的热解工艺，更加节能，同时避免回收的尼龙长时间在高温环境下老化，之后再用N
‑
乙酰基己内酰胺和氢氧化钠催化聚合，经过后处理得到再生尼龙切片。
[0028]3.本专利技术提供一种强化填料，该强化填料是以纳米二氧化硅为核心，以马来酸酐、苯乙烯和乙烯基三乙氧基硅烷的共聚物为包覆层，在尼龙基体中有良好的分散性，侧链上引入硅氧键，其与预处理纳米二氧化硅表面的羟基结合，使得包覆料附着在纳米二氧化硅的表面并具有良好的结合强度，在工作时不易从基材中剥离。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都
属于本专利技术保护的范围。
[0030]实施例1
[0031]本实施例制备一种再生尼龙切片，具体实施过程如下：
[0032]步骤A1：取6kg回收尼龙6废料，将废料放入粉碎机中先粉碎为粒径不超过5mm的颗粒，取20L三氟乙醇并加入13g磷钨酸搅拌溶解制成溶解液，将废料和溶解液加入搅拌釜中，开启搅拌和加热，升温至50℃保温搅拌将废料完全溶解，溶解液中以三氟乙醇作为溶剂，复配少量磷钨酸作为解聚催化剂，将尼龙轻微解聚，使得回收尼龙在较低的温度下即可被溶解为粘度较低的溶解液，将溶解液采用30目的滤网进行过滤，滤除不溶性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于再生尼龙的高强度复合材料，其特征在于，按照重量份计包括：再生尼龙切片40
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50份、基体颗粒30
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40份、聚烯烃15
‑
25份、强化填料5
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10份、玻璃纤维5
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20份和助剂1
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5份；所述再生尼龙切片由以下步骤制备：步骤A1：回收尼龙废料粉碎后加入三氟乙醇和磷钨酸制成的溶解液，搅拌并升温至50
‑
60℃将回收尼龙溶解，之后过滤、脱色，得到除杂溶解液；步骤A2：将除杂溶解液和抗氧化剂混合，先在75
‑
80℃搅拌至反应体系粘度达到4000cP，再取N
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乙酰基己内酰胺和氢氧化钠溶于乙醇后加入反应体系中，之后升温至145
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160℃搅拌2
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3h，之后冷却、干燥、粉碎，制成再生尼龙切片。2.根据权利要求1所述的一种基于再生尼龙的高强度复合材料，其特征在于，三氟乙醇和磷钨酸的用量比为0.65
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0.72g/L。3.根据权利要求1所述的一种基于再生尼龙的高强度复合材料，其特征在于，N
‑
乙酰基己内酰胺和氢氧化钠的总量为回收尼龙废料的0.25
‑
0.3wt％。4.根据权利要求1所述的一种基于再生尼龙的高强度复...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜俊杰，张玉勇，张哲，姜浩，刘磊，
申请(专利权)人：安徽超星新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：