[发明专利]一种尼龙复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备领域，尤其涉及一种尼龙复合材料的制备方法。

背景技术

近年来，越来越多的新材料制备工艺被开发并利用。尼龙PA1010是我国自主研制的工程塑料，其有很多优异的性能而被广泛应用。硅灰石作为来源广泛的无机硅酸盐矿物材料，其吸水率低、刚性大、化学和热稳定性好，无毒且价格低廉易得，在增强填充材料应用方面的发展潜力很大。但是传统制备工艺所制备的方法制备过程较为复杂，且制备的材料容易断裂，耐磨性较差，影响了其进一步的发展。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种尼龙复合材料的制备方法。

一种尼龙复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将硅烷偶联剂KH-550与无水乙醇按体积比1:4配成溶液，再用丙酮稀释成1%的溶液；取硅灰石于三口烧瓶中，将上述配制的处理剂溶液倒入三口烧瓶，封口、摇匀，在室温下机械搅拌，使硅灰石充分浸渍；

（2）之后将硅灰石取出，在真空烘箱内干燥后取出备用；

（3）将PA1010与硅灰石置于高速混合机中高速搅拌混合均匀，置于80℃真空烘箱中烘干至恒重；然后用挤出机挤出造粒；

（4）将制得的粒料在真空烘箱中于80℃下干燥24h，用注塑机制备成型，模具温度为80℃。

本发明所述的一种尼龙复合材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述的机械搅拌的时间为3h。

本发明所述的一种尼龙复合材料的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述的烘干温度为80℃，烘干时间为12h。

本发明所述的一种尼龙复合材料的制备方法，其特征在于步骤（3）中所述的烘干温度为80℃。

本发明所述的一种尼龙复合材料的制备方法，其特征在于步骤（3）中所述的挤出机各段温度分别为220℃，225℃，225℃，225℃，220℃和215℃，螺杆转速设定为170r／min。

本发明所述的一种尼龙复合材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述的注塑机各段温度为225℃，230℃，230℃和225℃。

本发明所述的一种尼龙复合材料的制备方法，通过对制备工艺的改进使得所制备的复合材料具有良好的成型加工性能，使得复合材料的拉伸性能和弯曲性能均有较大幅度提升，且本发明的制备方法简单那易于操作，大幅降低了复合材料的生产成本，具有较大的市场推广价值。

具体实施方式

一种尼龙复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将硅烷偶联剂KH-550与无水乙醇按体积比1:4配成溶液，再用丙酮稀释成1%的溶液；取硅灰石于三口烧瓶中，将上述配制的处理剂溶液倒入三口烧瓶，封口、摇匀，在室温下机械搅拌，使硅灰石充分浸渍；

（2）之后将硅灰石取出，在真空烘箱内干燥后取出备用；

（3）将PA1010与硅灰石置于高速混合机中高速搅拌混合均匀，置于80℃真空烘箱中烘干至恒重；然后用挤出机挤出造粒；

（4）将制得的粒料在真空烘箱中于80℃下干燥24h，用注塑机制备成型，模具温度为80℃。

本发明所述的一种尼龙复合材料的制备方法，步骤（1）中所述的机械搅拌的时间为3h。步骤（2）中所述的烘干温度为80℃，烘干时间为12h。步骤（3）中所述的烘干温度为80℃。步骤（3）中所述的挤出机各段温度分别为220℃，225℃，225℃，225℃，220℃和215℃，螺杆转速设定为170r／min。步骤（1）中所述的注塑机各段温度为225℃，230℃，230℃和225℃。当硅灰石质量分数≤70%时，纯PA1010与复合材料均能在相同温度和压力下顺利成型，成型表面光滑，且无毛边。但当硅灰石填充量再增加时，则挤出时无法顺利出料，造成螺杆旋转困难。因此制备复合材料中硅灰石最大质量分数为70%。硅灰石的加入显著提高了PA1010的拉伸性能和弯曲性能，随着硅灰石填充量的增加，复合材料的拉伸弹性模量、拉伸强度和弯曲弹性模量、弯曲强度均逐渐提高，其中当硅灰石质量分数为70%时，复合材料的拉伸弹性模量与拉伸强度比纯PA1010分别提高了256%和29%，弯曲弹性模量与弯曲强度则分别提高了367%和93%。由此可见，硅灰石短纤维在PA1010基体中起到增强作用，由于硅灰石自身刚性比较大，并限制了基体树脂中大分子链的运动，在受到外力作用时不易产生形变，因而提高了复合材料的拉伸性能和弯曲性能。