一种尼龙复合材料及其制备方法和应用技术

技术编号:45235330 阅读:5 留言:0更新日期:2025-05-13 18:37
本发明专利技术公开了一种尼龙复合材料及其制备方法和应用,属于高分子材料技术领域;本发明专利技术提供的尼龙复合材料包括以下质量份的组分:38‑68份尼龙、18‑42份玻璃纤维、13‑25份无卤阻燃剂、1‑6份增韧剂;所述尼龙包括PA6、PA66中的至少一种,所述尼龙的相对粘度为≥2.3;所述玻璃纤维中,氧化钙的质量百分数≤11.5%;所述增韧剂包括乙烯‑甲基丙烯酸‑丙烯酸酯三元共聚物、乙烯‑丙烯酸共聚物中的至少一种。本发明专利技术提供的尼龙复合材料具有优异的阻燃性能、挠度和低温韧性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料,尤其涉及一种尼龙复合材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、目前市场上常用尼龙增韧剂多为烯烃类材料,以pe、poe、epdm居多,此类增韧剂添加在无卤阻燃尼龙体系中会导致尼龙复合材料阻燃性能大幅下降,而且韧性提升非常有限,起不到良好的阻燃作用和韧性间的平衡。并且,现有技术中提供的尼龙复合材料无法实现低温下良好的韧性,导致应用范围不广。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种具有优异的无卤阻燃性能、优异的挠度以及低温韧性的尼龙复合材料及其制备方法和应用。

2、为实现上述目的,在本专利技术的第一方面,本专利技术提供了一种尼龙复合材料,所述尼龙复合材料包括以下质量份的组分:

3、38-68份尼龙、18-42份玻璃纤维、13-25份无卤阻燃剂、1-6份增韧剂;

4、所述尼龙包括pa6、pa66中的至少一种,所述尼龙的相对粘度≥2.3;

5、所述玻璃纤维中,氧化钙的质量百分数≤11.5%;

6、所述增韧剂包括乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸酯三元共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的至少一种。

7、本专利技术提供的一种尼龙复合材料通过选择添加氧化钙的质量百分数在特定范围内的玻璃纤维和特定种类的增韧剂复配,能够在不损害尼龙复合材料无卤阻燃效果的基础上,实现尼龙复合材料优异的挠度和良好的低温韧性。

8、具体地,特定氧化钙质量百分数范围内的玻璃纤维本身具有较高的模量,在玻璃纤维加工过程中,氧化钙的加入主要起到助熔剂的作用,可以优化生产工艺,同时钙离子可以与玻璃纤维表面的羟基等活性基团发生反应,形成一种致密的保护层,起到阻隔水分、氧气的作用,延长玻璃纤维使用耐久性,是玻璃纤维制造过程中必不可少的原料,选择合适的氧化钙含量的玻璃纤维,将其和特定相对粘度范围内的pa6和/或pa66复配,能够有效的帮助提升尼龙复合材料的挠度和低温韧性,并且该玻璃纤维的添加不会对无卤阻燃剂的阻燃效果带来不利影响。选择乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸酯三元共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的至少一种作为增韧剂,一方面,上述两种增韧剂中的乙烯链段的引入为体系提供的柔度和极性,丙烯酸和/或甲基丙烯酸链段的引入能够和尼龙分子链上的端氨基反应,起到一定的界面结合作用,从而能够协助玻璃纤维进一步提升尼龙复合材料的力学性能,尤其是低温韧性。另一方面,上述两种增韧剂中的丙烯酸和/或甲基丙烯酸链段还可以和无卤阻燃剂中的金属离子反应,起到一定的交联作用,在提高韧性的同时在燃烧过程中发挥一定的抗滴落效果;另外,增韧剂中的原子c还能促进燃烧成炭,即达到阻燃协效作用;因此,选择本专利技术的增韧剂不仅可以实现不损害阻燃效果,反而能够帮助提升尼龙复合材料的无卤阻燃效果。

9、示例性地,所述尼龙可为38-68份之间的任意点值或任意两点范围值,比如可为40-65份,或者可为38份、40份、42份、45份、48份、50份、52份、55份、58份、60份、62份、65份、68份等;所述玻璃纤维可为18-42份之间的任意点值或任意两点范围值,比如可为20-40份,或者可为18份、20份、22份、25份、28份、30份、32份、35份、38份、40份、42份等;所述无卤阻燃剂可为13-25份之间的任意点值或任意两点范围值,比如可为15-23份,或者可为13份、15份、17份、19份、21份、23份、25份等;所述增韧剂可为1-6份之间的任意点值或任意两点范围值,比如可为2-5份,或者可为1份、2份、3份、4份、5份、6份等。

10、所述尼龙复合材料中,尼龙的质量百分数≥33%。

11、优选地,所述尼龙复合材料中,尼龙的质量百分数为45-55%。

12、需要说明的是,所述尼龙的相对粘度为参照iso 307:2007测试得到。

13、示例性地,所述尼龙的相对粘度可为≥2.3的任意点值或任意两点范围值,比如可为2.3-2.8、2.3-3.2、2.3-2.7等,或者可为2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2等。

14、需要说明的是,所述玻璃纤维中,氧化钙的质量百分数为通过x射线荧光光谱法测试得到。

15、示例性地,所述高性能玻璃纤维中氧化钙的质量百分数可为≤11.5%的任意点值或任意两点范围值,比如可为1-11.0%、4-11%、8-11%、8-10%等,或者可为11.5%、11.4%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%等。

16、优选地,所述玻璃纤维的长度为3.0-4.5mm,平均直径为8-10μm。

17、需要说明的是,所述玻璃纤维的长度为通过二次元测量技术测试得到,平均直径为通过金相显微镜测试得到。

18、本专利技术对玻璃纤维的长度和平均直径无特别要求,在本专利技术给出的范围内都能实现本专利技术效果。

19、需要说明的是,所述玻璃纤维中氧化硅的质量百分数为50-60%,氧化铝的质量百分数为2-3%。

20、本专利技术对玻璃纤维中氧化硅和氧化铝等物质的质量百分数含量无特别要求,只要在本专利技术给出的范围内都能实现本专利技术的效果。

21、作为本专利技术所述尼龙复合材料的优选实施方式,所述尼龙的相对粘度为2.5-2.8。

22、本专利技术研究发现,尼龙的相对粘度会影响其和玻璃纤维以及增韧剂的相容性,当进一步选择尼龙的相对粘度为2.5-2.8时,玻璃纤维和增韧剂能够更好的分散于尼龙基体中,从而能够更好的为体系提供支撑、柔性以及极性,并且也能够充分的与无卤阻燃剂和尼龙分子中的端氨基相互作用,从而实现尼龙复合材料更为优异的综合效果。

23、作为本专利技术所述尼龙复合材料的优选实施方式,所述尼龙复合材料包括以下质量份的组分:45-60份尼龙、25-30份玻璃纤维、15-20份无卤阻燃剂、3-4份增韧剂。

24、本专利技术研究发现,尼龙复合材料中尼龙、玻璃纤维、无卤阻燃燃剂和增韧剂的份数会影响组分之间的相互作用,当进一步选择尼龙、玻璃纤维、无卤阻燃剂和增韧剂的份数在上述范围内时,得到的尼龙复合材料的挠度和低温韧性都更优。

25、作为本专利技术所述尼龙复合材料的优选实施方式,所述尼龙包括pa6和pa66,所述pa6和pa66的质量比为1:(0.1-1.2)。

26、示例性地,所述pa6和pa66的质量比可为1:(0.1-1.2)之间的任意点值或任意两点范围值,比如可为1:0.1、1:0.3、1:0.5、1:0.7、1:0.9、1:1.2等。

27、优选地,所述pa6和pa66的质量比为1:(0.3-0.4)。

28、本专利技术研究发现,当尼龙中含有pa66时,通入引入一定量的pa6能够有效的提升产品的综合性能;具体地,尼龙中pa6和pa66的占比会影响尼龙复合材料的强度和韧性,也会影响其和增韧剂、玻璃纤维以及无卤阻燃剂的相互作用,当进一步选择pa6和pa66本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种尼龙复合材料,其特征在于,所述尼龙复合材料包括以下质量份的组分:

2.根据权利要求1所述的尼龙复合材料,其特征在于,所述尼龙的相对粘度为2.5-2.8。

3.根据权利要求1所述的尼龙复合材料,其特征在于,所述尼龙复合材料包括以下质量份的组分:45-60份尼龙、25-30份玻璃纤维、15-20份无卤阻燃剂、3-4份增韧剂。

4.根据权利要求1所述的尼龙复合材料,其特征在于,所述尼龙包括PA6和PA66,所述PA6和PA66的质量比为1:(0.1-1.2)。

5.根据权利要求1所述的尼龙复合材料,其特征在于,所述无卤阻燃剂包括二乙基次磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、硼酸锌、亚磷酸铝中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的尼龙复合材料,其特征在于,所述无卤阻燃剂包括二乙基次磷酸盐和三聚氰胺聚磷酸盐,所述二乙基次磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐的质量比为(5-7):(1.2-1.8);

7.根据权利要求1所述的尼龙复合材料,其特征在于,所述尼龙复合材料还包括以下质量份的组分:0.1-2份抗氧剂、0.1-2份润滑剂。

8.如权利要求1-7任一项所述的尼龙复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:将组分混合熔融挤出,得尼龙复合材料。

9.如权利要求1-7任一项所述的尼龙复合材料在制备新能源、低压电气领域装置上的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种尼龙复合材料,其特征在于,所述尼龙复合材料包括以下质量份的组分:

2.根据权利要求1所述的尼龙复合材料,其特征在于,所述尼龙的相对粘度为2.5-2.8。

3.根据权利要求1所述的尼龙复合材料,其特征在于,所述尼龙复合材料包括以下质量份的组分:45-60份尼龙、25-30份玻璃纤维、15-20份无卤阻燃剂、3-4份增韧剂。

4.根据权利要求1所述的尼龙复合材料,其特征在于,所述尼龙包括pa6和pa66,所述pa6和pa66的质量比为1:(0.1-1.2)。

5.根据权利要求1所述的尼龙复合材料,其特征在于,所述无卤阻燃剂包括二乙基次磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴振亚陈平绪叶南飚张永吴长波易新欧阳齐
申请(专利权)人:上海金发科技发展有限公司
类型:发明
国别省市:

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