【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及尼龙材料，具体为一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物及其制备方法。
技术介绍
1、玄武岩纤维以是玄武岩石料在1450～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，玄武岩纤维具有强度高、模量高、耐高温性佳、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、压缩强度和剪切强度高、适应于各种环境下使用等优异性能，且性价比高，是一种纯天然的无机非金属材料。
2、尼龙66(pa66)具有良好的力学性能、耐磨性、自润滑性、耐腐蚀性、气体阻隔性、电绝缘性和成型加工性能，因而被广泛应用于机械、汽车、电子电气、纺织、化工、航空、冶金等领域，成为许多行业不可缺少的结构材料，但是与金属相比，pa66还存在着强度、刚性较低，因吸水率大而引起的尺寸稳定性差等不足。
3、为此，人们用玻璃纤维、石棉纤维、钛酸钾晶须等增强改性pa66，在很大程度上弥补了pa66性能上的不足，但目前采用玄武岩纤维增强pa66的相关研究报道较少，且随着军工、航海、航空等特殊的应用环境的发展，玻璃纤维增强尼龙材料并不能完全满足使用要求，故而提出一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物及其制备方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物及其制备方法，具备提高使用强度以及适用范围等优点，解决了使用强度以及适用范围不佳的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现上述提高使用强度以及适用
5、优选的，所述玄武岩纤维为cbf9—800型，所述偶联剂为碳酸钙、钛酸丁酯、水合氧化铝中的一种。
6、优选的，所述抗氧剂为聚酯和聚苯乙烯、聚乙烯和醋酸乙酯中的一种，所述增韧剂为体聚硫橡胶、液体丁腈橡胶和聚乙烯醇缩丁醛中的一种。
7、本专利技术要解决的另一技术问题是提供一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物的制备方法，包括以下步骤：
8、s1、要仪器与设备：准备双螺杆挤出机、注塑机、高速混合机：shr—100a型、电子万能试验机、记忆式冲击试验机、固体流变仪、熔体流动速率(mfr)测试仪、扫描电子显微镜，备用；
9、s2、pa66制备：连续玄武岩无捻粗纱经过放线装置及预热分散装置后进入浸渍模头，在牵引力的作用下以一定的速度穿过浸渍模头，纤维丝束在模头内部特殊结构作用下分散被熔融的pa66充分浸渍、包覆，浸渍好的样条冷却后经切粒机切成长11～13mm的pa66粒料，放置备用；
10、s3、试样制备：将步骤s2中pa66粒料在75～85℃烘箱中干燥，取出后与偶联剂、抗氧剂等辅料按一定比例加入到高速混合机中，高速混合1～3min后，用双螺杆挤出机挤出，在挤出时分别加入玄武岩纤维与玻璃纤维，挤出机加热段温度265～280℃，机头温度275～285℃；挤出后水冷、干燥、切粒，将粒料在125～135℃烘箱中干燥4～6h后注塑成pa66/玄武岩纤维复合复合试样以及pa66/玻璃维复合试样；
11、s4、性能测试：
12、1)按照gb/t 1040-1992的标准对步骤s3中制备的试样进行拉伸性能测试；
13、2)按照gb/t 934l-2000的标准对步骤s3中制备的试样进行弯曲性能测试；
14、3)按照gb/t 934l-2000的标准对步骤s3中制备的试样进行缺口冲击性能测试；
15、4)安装gb/t 3682-2000的标准对步骤s3中制备的试样进行mfr测试；
16、5)动态力学性能测试:将注塑试样，在空气气氛下从20℃开始以3℃/min升温至250℃，记录储能模量和损耗模量随温度变化的情况；
17、6)形貌分析:将拉伸断口试样表面喷金，用sem观察并拍照。
18、优选的，所述步骤s2中双螺杆挤出机为ie35型，长径比40，注塑机为htf86xl型，高速混合机为shr—100a型、电子万能试验机为wsm一20kb型、记忆式冲击试验机为jj一20型、固体流变仪为rsaiil8500—0001型、熔体流动速率(mfr)测试仪为srz一400c型、扫描电子显微镜为kyky2800型。
19、优选的，所述步骤s3中烘箱干燥时间为5～7h，所述步骤s3中注塑机料筒温度275～290℃，模具温度为95～105℃。
20、优选的，步骤s4中mfr测试时温度为270～280℃，负荷为2.16kg，所述动态力学性性能测试中注塑试样尺寸为450mmx110mmx20mm。
21、(三)有益效果
22、与现有技术相比，本专利技术提供了一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物及其制备方法，具备以下有益效果：
23、该高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物及其制备方法，采用将长玄武岩纤维融入pa66对pa66的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度有着明显的增强效果，特别是对冲击强度的提高尤为明显，且玄武岩纤维的加入能明显降低复合材料的模量损失，这预示着复合材料的负荷变形温度将有大幅度提高，以及经过对比可知相同纤维含量时，pa66/玄武岩纤维复合材料的力学性能均优于pa66/玻璃纤维复合材料，从而增加了尼龙增强材料的应用范围。
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1.一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：PA6650～60份、玄武岩纤维20～30份、玻璃纤维10～15份、偶联剂3～6份、抗氧剂1～3份、润滑剂0.5～1.5份、增韧剂4～7份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物，其特征在于，所述玄武岩纤维为CBF9—800型，所述偶联剂为碳酸钙、钛酸丁酯、水合氧化铝中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物，其特征在于，所述抗氧剂为聚酯和聚苯乙烯、聚乙烯和醋酸乙酯中的一种，所述增韧剂为体聚硫橡胶、液体丁腈橡胶和聚乙烯醇缩丁醛中的一种。
4.一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中双螺杆挤出机为IE35型，长径比40，注塑机为HTF86Xl型，高速混合机为SHR—100A型、电子万能试验机为WSM一20KB型、记忆式冲击试验机为JJ一20型、固体流变仪为RsAIIl8500—0
6.根据权利要求4所述的一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中烘箱干燥时间为5～7h，所述步骤S3中注塑机料筒温度275～290℃，模具温度为95～105℃。
7.根据权利要求4所述的一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物的制备方法，其特征在于，步骤S4中MFR测试时温度为270～280℃，负荷为2.16kg，所述动态力学性性能测试中注塑试样尺寸为450mmx110mmx20mm。
...【技术特征摘要】
1.一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：pa6650～60份、玄武岩纤维20～30份、玻璃纤维10～15份、偶联剂3～6份、抗氧剂1～3份、润滑剂0.5～1.5份、增韧剂4～7份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物，其特征在于，所述玄武岩纤维为cbf9—800型，所述偶联剂为碳酸钙、钛酸丁酯、水合氧化铝中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物，其特征在于，所述抗氧剂为聚酯和聚苯乙烯、聚乙烯和醋酸乙酯中的一种，所述增韧剂为体聚硫橡胶、液体丁腈橡胶和聚乙烯醇缩丁醛中的一种。
4.一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种高强度玄武岩纤维增强尼龙组合物的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭淑君，姚树兴，
申请(专利权)人：熔石新材料天津有限公司，
类型：发明
国别省市：
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