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从配方到工艺,尼龙填充改性方法一次性大放送

尼龙(聚酰胺)为韧性角质状半透明或乳白色结晶性树脂,产品形态为圆柱状颗粒,塑料制品中分子量为:1.5- 2万。由于主链存在极性基团氨基,易形成氢键相互吸引,尼龙易结晶且可制成强度很高的纤维。

尼龙的优点:机械强度高,很高的表面硬度、拉伸强度、抗冲击能力、耐疲劳、耐折迭、耐磨性、能自润滑、耐热耐寒、耐应力开裂。同时,PA易印刷,易染色,电性能优良。

尼龙的缺点:尺寸精度差,热膨胀和吸水性对它的尺寸影响很大、耐酸性差,不能用酸性染料染色,也不能接触过多的酸性物质、耐光性差,耐污染性差。

针对尼龙的特点,目前其主要改性方向有6种:

降低尼龙吸水性,拓宽尼龙在潮湿环境使用,确保制备尺寸稳定性;

阻燃改性,尼龙制品能够进入电子、高铁、通讯等行业;

增强尼龙机械性能,能够替代金属,实现产品的轻量化;

提高尼龙抗高、低温性能,提高耐候性,制品受环境变化尺寸变化不大,能够应用于高温环境;

提高尼龙耐磨性以及抗静电性;

降低尼龙成本,形成优势竞争,能够进入更为广阔的产品领域。

其中,填充改性是降低材料成本或使塑料制品的力学性能有明显提高的有效方式,今天小编将大家介绍尼龙填充改性以及它们的配方、工艺和性能!

一、滑石粉填充改性PA6

QQ截图20170725103947.jpg 

配方组成/质量份

树脂PA6 100;

偶联剂KH-550  0.8;

填充剂 滑石粉  30;

润滑剂HSt  0.4;

分散剂PE蜡  0.5。

制备工艺

PA6易吸潮,首先进行干燥处理,在温度为100~120℃的烘箱中干燥6h除去水分,填充剂滑石粉也需要进行表面处理,处理的方法是将偶联剂用2~3倍的酒精稀释,喷洒在填充剂上,混合搅拌3~5min。

然后按配方比例将干燥好的PA6、表面处理过的滑石粉、分散剂和润滑剂在高速混合机中充分搅拌,使物料混合均匀,混合好的物料置于双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。双螺杆挤出机的L/D≥25:1;料筒温度200~260℃;螺杆转速40~60r/min。

材料性能

拉伸强度63.5MPa,缺口冲击强度7.5kJ/㎡,马丁耐热温度83℃,布氏硬度30,成型收缩率0.57%。

二、硅灰石填充改性PA66

QQ截图20170725104023.jpg 

配方组成/质量份

树脂 PA66  100;

分散剂PE蜡  1.0;

填充剂 硅灰石  40;

稳定剂 CdSt  0.4;

偶联剂KH-550  0.8;

润滑剂HSt  0.4。

制备工艺

PA66易吸潮,首先进行干燥处理,在温度为110~120℃的烘箱中干燥6h除去水分,而无机填料硅灰石也需要进行表面活化处理,将偶联剂用2~3倍的酒精稀释后,喷洒在硅灰石上,混合搅拌3~5min。

然后按配方比例将干燥后的PA66、表面处理过的硅灰石、分散剂、稳定剂和润滑剂在高速混合机中加温搅拌10~15min,使物料混合均匀,混合好的物料置于双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。挤出机料筒温度180~260℃;螺杆转速60~80 r/min。

材料性能

拉伸强度61.1~63.5MPa,无缺口冲击强度102~110kJ/㎡,缺口冲击强度12~14kJ/㎡,马丁耐热温度60~78℃,成型收缩率0.6%~0.8%。

三、超细碳酸钙填充改性PA66

QQ截图20170725104051.jpg

配方组成/质量份

树脂PA66  82.1;

偶联剂KH-560  1.0;

填充剂 超细碳酸钙(粒径<2μm)  16;

抗氧剂245  0.25;

分散剂 聚酰胺蜡(粒径为6~12μm)  0.4;

抗氧剂168  0.25。

制备工艺

PA66易吸潮,首先进行干燥处理,在温度为100~120℃的烘箱中干燥6h除去水分,然后按配方比例将干燥好的PA66、填充剂、分散剂、偶联剂、抗氧剂在高速混合机中于室温状态下干混3~5min,混合好的物料置于双螺杆挤出机中熔融挤出造粒制得复合材料。挤出机料筒温度一区260~270℃,二区270~280℃,三区260~ 270℃。

材料性能

弯曲强度113MPa,简支梁U缺口冲击强度5.0kJ/㎡,制品表观质量光滑、有光泽。该复合材料具有制备工艺简单、成本低、表面光泽度好,同时其他各项力学性能优异等特点。

四、高岭土高填充PA66复合材料

QQ截图20170725104120.jpg

配方组成/质量份

树脂PA66( EPR32)  55;

增韧剂POE-g-MAH( NMN-493D)  3;

填充剂高岭土( CPM-1)  40;

助剂 铜盐( HS-03)  2。

制备工艺

首先将PA66在温度为110~120℃的烘箱中干燥6h除去水分,然后按配方比例将干燥后的PA66、填充剂、增韧剂和铜盐助剂加入高速混合机中,在室温下混合均匀,混合好的物料置于双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。

挤出机螺杆L/D为40:1,料筒各区段温度为一区240℃。二区280℃,三区275℃,四区270℃;螺杆转速350 r/min。

材料性能

拉伸强度82.7MPa,断裂伸长率4.0%,弯曲强度87.6MPa,弯曲弹性模量5.02GPa,悬臂梁缺口冲击强度5.0kJ/㎡,悬臂梁无缺口冲击强度86.8kJ/㎡。

(小贴士:该材料不仅性能符合制造汽车风门、转动轴等防翘曲制件的要求,而且制备工艺简单,成本低廉,符合工业化生产要求,具有广阔的市场应用前景。)

五、云母填充改性PA66

QQ截图20170725104208.jpg

配方组成/质量份

树脂PA66  75;

偶联剂KH-560  0.8;

EVA  25;

润滑剂 白油  1.5;

填充剂云母粉(1000目)  40;

分散剂PE蜡  0.5。

制备工艺

首先将PA66在100~110℃温度下干燥处理6h除去水分;云母粉在100~110℃鼓风干燥箱中烘干6h,再与稀释的偶联剂混合,表面活化处理5~6 min取出待用。

然后按配方比例将干燥后的PA66、EVA、表面处理过的云母粉、分散剂和润滑剂在高速混合机中于一定温度下高速混合搅拌10~15min,混合好的物料置于双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。挤出机L/D≥28:1;挤出机料筒温度190~250℃;螺杆转速60~80r/min。

材料性能

拉伸强度70.4MPa,弯曲强度138.9MPa,弯曲弹性模量5.52GPa,断裂伸长率2.1%,缺口冲击强度6.4 kJ/㎡,热变形温度( 1.82MPa) 149℃,成型收缩率0.59%。

六、玻璃微珠填充改性PA6复合材料

QQ截图20170725104251.jpg

配方组成/质量份

树脂PA6( BG-25)  85;

复合偶联剂  0.15;

填充剂 空心玻璃微珠(直径10μm)15。

制备工艺

将复合偶联剂用无水乙醇稀释10倍,加入空心玻璃微珠中,在高速混合机中混合均匀,然后把乙醇蒸发掉,得到表面处理后的空心玻璃微珠;

将经过干燥处理的PA6与表面处理后的空心玻璃微珠混合均匀,投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒,并干燥,即得玻璃微珠填充改性PA6复合材料。

材料性能

拉伸强度64MPa,缺口冲击强度(23℃)17.8kJ/㎡。该材料具有较高的拉伸强度和冲击强度,广泛用于汽车制造、机械设备、电子电器、医疗器械和精密仪器等领域。

(注:①复合偶联剂由2-甲基丙烯酸四氯化铬和二聚磷酸二异辛酯硬脂酸镁按质量比为1:1的比例混合而成。)

七、自润滑耐磨注塑级石墨填充改性PA66

量份

PA66树脂  69.4;

热稳定剂  1.2;

导电石墨粉  25;

硅烷偶联剂  0.5;

高分子量硅油  2.4;

其他助剂  0.5;

抗氧剂  1.0。

制备工艺

先将导电石墨粉与硅烷偶联剂在50℃条件下混合10min后再自然放置6h,PA66在85℃条件下干燥3h后与高分子量硅油在混合机中混合10min,然后与抗氧剂、热稳定剂以及其他助剂按照配方比例称量后在混合机中低速混合10min,原辅料混合效果应是各种粒子和粉末基本均匀,没有明显团块和集聚;

混合好的物料再经积木式平行同向双螺杆挤出机在中等剪切强度的螺杆组合情况下抽真空匀速混炼挤出,采用水冷拉条切粒方式,经筛分脱水制得自润滑耐磨注塑级石墨填充改性PA66材料。挤出机螺杆L/D为40:1。

材料性能

该材料环保无卤,在保持原有填充PA66的综合性能的基础上,还具有较好的自润滑性以及耐磨性,同时在注塑或挤出成品时能自行脱模,不需要使用脱模剂,原辅材料和生产设备均采用国产,生产成本和原材料成本大大降低,提高了产品的综合竞争力。

八、木粉填充改性PA6复合材料

QQ截图20170725104411.jpg

配方组成/质量份

树脂PA6(B3S注塑级)  60;

相容剂PE-g-MAH(Polybond 3009)  1;

填充剂 松木粉(70~80目)  40;

偶联剂KH-550  1;

相容剂PP-g-MAH(Polybond 3200)  3;

润滑剂 硬脂酸酰胺  1。

制备工艺

先将木粉在180~220℃条件下干燥处理,控制干燥后的木粉含水量为0.8%(质量分数)以下,PA6在80~90℃的真空干燥箱中干燥5~6h;

然后按照配方比例将相容剂PP-g-MAH、相容剂PP-g-MAH、偶联剂3-氨基丙基三甲氧基硅烷和润滑剂硬脂酸酰胺在高速混合机中混合搅拌均匀,制得复合偶联相容剂;

将该复合偶联相容剂加入到干燥后的木粉中,在60~90℃条件下混合搅拌均匀,制得改性木粉;

将改性木粉与PA6树脂混合后加入到密炼机中,在180℃下共混10~20min,制得木粉填充改性PA6复合材料。密炼机转速为60~100r/min。

材料性能

弯曲强度38.4MPa,冲击强度5.6kJ/㎡。该材料弯曲强度、冲击强度和弹性率得到大幅度提高,能够满足多种场合的生产工艺和使用性能要求。

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