[发明专利]一种长纤维增强PA6改性粒料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及尼龙粒料及其制备方法，特别涉及一种长纤维增强PA6改性粒料及其制备方法。

背景技术

尼龙是一种机械强度大、耐腐蚀性好，成型加工性好、自润滑性佳的工程塑料，被广泛应用于汽车、电子和机械设备等行业。由于其强极性的特点，吸湿性强，尺寸稳定性差，通常采用纤维增强来改善上述缺点，但是纤维增强材料在制造过程中，挤出机螺杆与机筒之间的剪切使纤维受到损伤，在粒料中纤维长度一般在700μm以下，而增强材料的性能与纤维长度密切相关，从而限制了其在结构件中的应用范围。

在长纤维增强PA6制备过程中，由于尼龙树脂的粘度较大，流动性差，使玻璃纤维的浸渍性差，一般采用在浸渍过程中聚合的方法，例如专利200410015624.7中，先将尼龙及尼龙盐溶解于溶剂中，再在浸渍过程中发生聚合反应。这样可以达到良好的浸渍效果，但是溶剂的使用对于环境的污染较大，而且对操作工人的身体危害也较大。专利200610118565.5中，先在挤出机中将星形小分子与普通PA共混反应得到改性星型PA树脂，然后星型PA树脂熔体浸渍连续长纤维，采用拉挤工艺制备长玻纤增强PA改性料。由于在挤出机中小分子与PA大分子进行在线反应，控制相对复杂，且操作时间较长，生产工艺复杂，使这种技术的使用受到限制。专利CN1777633采用星形多官能团化合物首先制备得到星形PA基质，再以星形PA基质为浸渍基体来制备长纤增强PA复合材料，这种方法中低粘度PA树脂的获得只局限于星形结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种具有流动性高、力学性能好且所获得制品表观性能优异的长纤维增强尼龙6改性粒料。

本发明另一个要解决的技术问题在于提供上述长纤维增强尼龙6改性粒料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种长纤维增强PA6改性粒料，按重量份数由以下组分组成：

PA6尼龙树脂：20-90

长纤维：10-80

抗氧剂：0.2-1.5

PA6尼龙树脂为具有支化结构的高流动性PA6，或其与普通线性PA6的共混物，支化结构PA6与普通线性PA6可以任意比例共混；支化PA6尼龙树脂为支化单元与己内酰胺通过水解聚合制备得到，支化单元结构为树枝状支化结构、星形支化结构或超支化结构中的一种或其组合；支化单元分子类型为脂肪族、芳香族或杂环类分子中的一种或其组合。

PA6尼龙树脂的粘度为1.0-3.0，熔融指数(235 ^oC，0.325kg)在2-80g/10min之间，运动粘度(230 ^oC，500s^-1)在10Pa.s-1000Pa.s之间。

长纤维为无碱玻璃纤维、麻纤维、芳纶纤维或碳纤维中的一种或其意组合，纤维直径在5-30μm之间。

抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、丙烯酸酯类抗氧剂或芳香胺类抗氧剂的中的一种或其组合，受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1098，亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168，丙烯酸酯类抗氧剂为GM，芳香胺类抗氧剂为Naugard 445等。

本发明还提供了一种长纤维增强PA6改性粒料的制备方法，在于该制备方法包括以下工艺步骤：

(1) 将各组分按比例称量好后将PA6尼龙树脂与抗氧剂加入到混合机中使之充分混合均匀；

(2) 将步骤(1)得到的混合物通过螺杆挤出机熔融挤出，进入与机头连接的预先升温至225-280 ^oC的浸渍模头，继而长纤维在牵引力作用下通过浸渍模头，在浸渍模头中纤维完全被PA6熔体所浸润与包覆，最后经牵引、冷却、切粒，得到平均长度为0.3-30mm的长纤维增强尼龙改性粒料。

制得的长纤维的长度为粒料长度的90-100%，长度优选为2-15mm。

本发明制得的长纤维增强PA6改性粒料具有缺口冲击强度高，低温性能好，抗蠕变性佳的特点，尤其是熔体流动性高、力学性能好；所获得的制品具有优异的表面外观。

可选用以下设备生产成形各种制品：模塑设备、注射设备、气体注射设备、注射模塑设备、挤出设备和挤出-吹塑设备，工艺简单；长纤维增强PA6改性粒料可用于汽车引擎盖板、后备箱盖板、顶板、门外板、发动机底板、备胎托架、座椅骨架、车辆轮毂、后视镜等部件；经熔融成形后，可应用于航空航天、军工、车辆、建筑、家具等领域，如：

(1) 用于卡车箱体，驾驶主顶板，门外板材料；

(2) 用于铁路货运车辆箱体、客运车辆车体内饰板材及顶板材料；