一种适用于激光焊接的长效耐热老化玻纤增强尼龙材料的制备方法技术

本发明专利技术属于尼龙材料技术领域，具体涉及一种适用于激光焊接的长效耐热老化玻纤增强尼龙材料的制备方法，所述该玻纤增强尼龙材料的质量配比为：尼龙材料

【技术实现步骤摘要】
一种适用于激光焊接的长效耐热老化玻纤增强尼龙材料的制备方法


[0001]本专利技术属于尼龙材料
，具体涉及一种适用于激光焊接的长效耐热老化玻纤增强尼龙材料的制备方法
。

技术介绍

[0002]尼龙是一种用途广泛的工程塑料，与其他工程塑料相比具有优异的机械性能和较好的热性能，如高强度
、
高模量
、
高硬度；相对较高的热变形温度，本身是半透光粒子，色泽均匀，加入玻璃纤维增强，机械强度等大幅提高，但透光度会随之下降，耐热级别也明显提高，热变形温度可达
205℃(1.8MPa)
；此外还表现出优异的自润滑耐磨性
、
抗疲劳
、
耐蠕变性；良好的耐油和溶剂性
。
但是，在实际使用过程中，玻璃纤维自身含有大量的表面裂纹，在激光焊接中造成光线散射，造成热量损失，同时也造成激光焊接精度下降
。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的问题，本专利技术提供本专利技术解决了现有玻纤尼龙材料脆化严重
、
内含玻璃微裂纹的问题，利用硅氧材料改性玻璃纤维，不仅起到填补玻璃纤维表面凹穴和微裂纹，而且有效的提升了玻璃纤维表面活性与活性分布均匀性，从而提高玻璃纤维与尼龙材料的结合性
。
[0004]为实现以上技术目的，本专利技术的技术方案是：
[0005]一种适用于激光焊接的长效耐热老化玻纤增强尼龙材料的制备方法，所述该玻纤增强尼龙材料的质量配比为：
[0006]尼龙材料
60
‑
70
份
、
改性玻纤材料
20
‑
35
份
、
热稳定剂5‑7份
、
助剂2‑4份
。
[0007]所述尼龙材料采用尼龙
6。
[0008]所述改性玻璃纤维采用硅烷改性玻璃纤维，玻璃纤维表面含有大量的凹穴，该凹穴结构分散不均匀，造成玻璃纤维表面结构稳定性不均匀，从而导致玻璃纤维与尼龙表面粘结力不均匀，在玻璃纤维和尼龙的连接界；于此同时，玻璃纤维表面还存在微裂纹，该裂纹带来玻璃纤维的脆化情况，为解决这一问题，所述玻璃纤维进行改性处理，该改性处理不仅利用硅氧材料将凹穴和微裂纹填补，提高玻璃纤维的机械性能，而且利用硅烷进行表面，提升玻璃纤维表面的活性，配合硅烷自身的柔性长链结构，提高了玻璃纤维在尼龙材料中的稳定性与连接，同时基于硅烷的在玻璃纤维表面的均质分散性，有效的提升了玻璃纤维表面活性的均匀性，具有良好的连接性
。
所述改性玻璃纤维的制备方法，包括如下步骤：
a1
，将玻璃纤维放入乙醇水溶液中超声清洗
2h
，过滤后加入碱溶液并二次超声处理
20min
，然后将玻璃纤维取出，经蒸馏水清洗晾干得到表面预处理的；所述乙醇水溶液中的乙醇体积占比为
80
％，所述改性玻璃在乙醇水溶液中的浓度为
100g/L
，超声清洗的超声频率为
80kHz
，温度为
30℃
；所述碱溶液采用
pH
为8的氢氧化那溶液，二次超声处理的超声频率为
80kHz
，温度为
70℃
；该步骤利用乙醇水溶液进行超声清洗，能够将表面的杂质取出，将大部分的浮尘
和吸附物取出，并在碱溶液中进行恒温超声处理，该环境下的玻璃纤维受到碱性腐蚀，将油脂乳化，并对玻璃纤维表面形成微腐蚀，提高了玻璃纤维表面活性；
a2
，将甲基三氯硅烷加入至乙醚中搅拌均匀，然后加入笼型聚倍半硅氧烷
‑
八羟基，低温超声分散
20min
，得到混合乳浊液，所述三氯甲基硅烷在乙醚中的浓度为
100g/L
，笼型聚倍半硅氧烷
‑
八羟基在混合乳浊液中的浓度为
40g/L
，所述低温超声分散的超声频率为
80kHz
，温度为
5℃
，该步骤利用三氯甲基硅烷在乙醚中的溶解性，形成均质分散液，同时笼型聚倍半硅氧烷
‑
八羟基作为纳米级材料，在均质分散液中形成乳浊液状结构，此时的笼型聚倍半硅氧烷
‑
八羟基作为不溶性小分子材料均质悬浊在乙醚中；
a3
，将玻璃纤维放入混合乳浊液中低温超声
30min
，静置
20min
，然后将玻璃纤维取出并放置在反应釜中
1h
，升温烧结得到初步改性玻璃纤维，所述玻璃在混合乳浊液中的浓度为
200g/L
，低温超声的温度为
5℃
，超声频率为
60kHz
，静置温度为
10℃
；所述反应釜氛围为氮气与水蒸气的混合氛围，且水蒸气的体积占比为8％，所述升温烧结的温度为
180℃
；该步骤利用低温超声的方式将玻璃纤维表面的气泡去除，并在该过程中促进三氯甲基硅烷和笼型聚倍半硅氧烷
‑
八羟基沉积在微裂纹和凹穴中，形成吸附性负载，得到表面镀膜，并在后续的静置和升温处理中，三氯甲基硅烷转化为水解产物，得到硅氧结构，将玻璃纤维表面的微裂纹和凹穴；同时三氯甲基硅烷能够有效的提升玻璃纤维表面的羟基活性，即，提高玻璃纤维表面的活性结构；
a4
，将正十二烷基三甲氧基硅烷加入至乙醇中搅拌均匀，然后将初步改性玻璃纤维加入并超声处理
30min
，最后滴加蒸馏水
20mL
并搅拌
5h
，取出乙醇洗涤干燥，得到改性玻璃纤维，所述正十二烷基三甲氧基硅烷在乙醇中的浓度为
50g/L
，初步改性玻璃纤维在乙醇中的浓度为
100g/L
，超声处理的超声频率为
60kHz
，温度为
20℃
；洗涤干燥的温度为
80℃
；该步骤利用玻璃纤维表面的羟基活性与吸附性，将正十二烷基三甲氧基硅烷吸引，并在蒸馏水作用下水解产生羟基，配合玻璃纤维表面的活性羟基，从而达到表面改性的效果，同时十二烷基三甲氧基硅烷含有长链烷基，该烷基位于玻璃纤维外侧，形成长须状结构；因此，该工艺处理后的玻璃纤维不仅利用笼型聚倍半硅氧烷
‑
八羟基作为纳米渗透材料与活性基点，配合三氯甲基硅烷形成填补效果，将凹穴和微裂填补，增加表面活性，而且正二十烷基三甲氧基硅烷作为外偶联剂，在玻璃纤维表面形成侧面柔性长链结构，在与尼龙材料形成结合时，改性后的玻璃纤维表面富含羟基，能够与尼龙形成紧密贴合，提高两者的稳定性，同时玻璃纤维侧面的柔性长链能够作为牵引绳，将玻璃纤维原位固定，减少摩擦疑问，从而整体上提高其机械性能
。
[0009]所述热稳定剂采用布吕格曼
H3336。
[0010]所述助剂采用抗氧化剂，且所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂和亚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适用于激光焊接的长效耐热老化玻纤增强尼龙材料的制备方法，其特征在于：所述该玻纤增强尼龙材料的质量配比为：尼龙材料
60
‑
70
份
、
改性玻纤材料
20
‑
35
份
、
热稳定剂5‑7份
、
助剂2‑4份
。2.
根据权利要求1所述的适用于激光焊接的长效耐热老化玻纤增强尼龙材料的制备方法，其特征在于：所述改性玻璃纤维采用硅烷改性玻璃纤维
。3.
根据权利要求1所述的适用于激光焊接的长效耐热老化玻纤增强尼龙材料的制备方法，其特征在于：所述热稳定剂采用布吕格曼
H3336。4.
根据权利要求1所述的适用于激光焊接的长效耐热老化玻纤增强尼龙材料的制备方法，其特征在于：所述助剂采用抗氧化剂，且所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物
。5.
根据权利要求4所述的适用于激光焊接的长效耐热老化玻纤增强尼龙材料的制备方法，其特征在于：所述受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1‑
2:2。6.
根据权利要求5所述的适用于激光焊接的长效耐热老化玻纤增强尼龙材料的制备方法，其特征在于：所述受阻酚类抗氧剂采用2，6‑
二叔丁基
‑4‑
甲基
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭华，李欣欣，夏浙安，粟山，习志亮，许先军，许旭辉，裴峥，
申请(专利权)人：隆芝耀浙江新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：