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從配方到工藝,尼龍填充改性方法一次性大放送

尼龍(聚酰胺)為韌性角質狀半透明或乳白色結晶性樹脂,產品形態為圓柱狀顆粒,塑料制品中分子量為:1.5- 2萬。由于主鏈存在極性基團氨基,易形成氫鍵相互吸引,尼龍易結晶且可制成強度很高的纖維。

尼龍的優點:機械強度高,很高的表面硬度、拉伸強度、抗沖擊能力、耐疲勞、耐折迭、耐磨性、能自潤滑、耐熱耐寒、耐應力開裂。同時,PA易印刷,易染色,電性能優良。

尼龍的缺點:尺寸精度差,熱膨脹和吸水性對它的尺寸影響很大、耐酸性差,不能用酸性染料染色,也不能接觸過多的酸性物質、耐光性差,耐污染性差。

針對尼龍的特點,目前其主要改性方向有6種:

降低尼龍吸水性,拓寬尼龍在潮濕環境使用,確保制備尺寸穩定性;

阻燃改性,尼龍制品能夠進入電子、高鐵、通訊等行業;

增強尼龍機械性能,能夠替代金屬,實現產品的輕量化;

提高尼龍抗高、低溫性能,提高耐候性,制品受環境變化尺寸變化不大,能夠應用于高溫環境;

提高尼龍耐磨性以及抗靜電性;

降低尼龍成本,形成優勢競爭,能夠進入更為廣闊的產品領域。

其中,填充改性是降低材料成本或使塑料制品的力學性能有明顯提高的有效方式,今天小編將大家介紹尼龍填充改性以及它們的配方、工藝和性能!

一、滑石粉填充改性PA6

QQ截圖20170725103947.jpg 

配方組成/質量份

樹脂PA6 100;

偶聯劑KH-550  0.8;

填充劑 滑石粉  30;

潤滑劑HSt  0.4;

分散劑PE蠟  0.5。

制備工藝

PA6易吸潮,首先進行干燥處理,在溫度為100~120℃的烘箱中干燥6h除去水分,填充劑滑石粉也需要進行表面處理,處理的方法是將偶聯劑用2~3倍的酒精稀釋,噴灑在填充劑上,混合攪拌3~5min。

然后按配方比例將干燥好的PA6、表面處理過的滑石粉、分散劑和潤滑劑在高速混合機中充分攪拌,使物料混合均勻,混合好的物料置于雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒。雙螺桿擠出機的L/D≥25:1;料筒溫度200~260℃;螺桿轉速40~60r/min。

材料性能

拉伸強度63.5MPa,缺口沖擊強度7.5kJ/㎡,馬丁耐熱溫度83℃,布氏硬度30,成型收縮率0.57%。

二、硅灰石填充改性PA66

QQ截圖20170725104023.jpg 

配方組成/質量份

樹脂 PA66  100;

分散劑PE蠟  1.0;

填充劑 硅灰石  40;

穩定劑 CdSt  0.4;

偶聯劑KH-550  0.8;

潤滑劑HSt  0.4。

制備工藝

PA66易吸潮,首先進行干燥處理,在溫度為110~120℃的烘箱中干燥6h除去水分,而無機填料硅灰石也需要進行表面活化處理,將偶聯劑用2~3倍的酒精稀釋后,噴灑在硅灰石上,混合攪拌3~5min。

然后按配方比例將干燥后的PA66、表面處理過的硅灰石、分散劑、穩定劑和潤滑劑在高速混合機中加溫攪拌10~15min,使物料混合均勻,混合好的物料置于雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒。擠出機料筒溫度180~260℃;螺桿轉速60~80 r/min。

材料性能

拉伸強度61.1~63.5MPa,無缺口沖擊強度102~110kJ/㎡,缺口沖擊強度12~14kJ/㎡,馬丁耐熱溫度60~78℃,成型收縮率0.6%~0.8%。

三、超細碳酸鈣填充改性PA66

QQ截圖20170725104051.jpg

配方組成/質量份

樹脂PA66  82.1;

偶聯劑KH-560  1.0;

填充劑 超細碳酸鈣(粒徑<2μm)  16;

抗氧劑245  0.25;

分散劑 聚酰胺蠟(粒徑為6~12μm)  0.4;

抗氧劑168  0.25。

制備工藝

PA66易吸潮,首先進行干燥處理,在溫度為100~120℃的烘箱中干燥6h除去水分,然后按配方比例將干燥好的PA66、填充劑、分散劑、偶聯劑、抗氧劑在高速混合機中于室溫狀態下干混3~5min,混合好的物料置于雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒制得復合材料。擠出機料筒溫度一區260~270℃,二區270~280℃,三區260~ 270℃。

材料性能

彎曲強度113MPa,簡支梁U缺口沖擊強度5.0kJ/㎡,制品表觀質量光滑、有光澤。該復合材料具有制備工藝簡單、成本低、表面光澤度好,同時其他各項力學性能優異等特點。

四、高嶺土高填充PA66復合材料

QQ截圖20170725104120.jpg

配方組成/質量份

樹脂PA66( EPR32)  55;

增韌劑POE-g-MAH( NMN-493D)  3;

填充劑高嶺土( CPM-1)  40;

助劑 銅鹽( HS-03)  2。

制備工藝

首先將PA66在溫度為110~120℃的烘箱中干燥6h除去水分,然后按配方比例將干燥后的PA66、填充劑、增韌劑和銅鹽助劑加入高速混合機中,在室溫下混合均勻,混合好的物料置于雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒。

擠出機螺桿L/D為40:1,料筒各區段溫度為一區240℃。二區280℃,三區275℃,四區270℃;螺桿轉速350 r/min。

材料性能

拉伸強度82.7MPa,斷裂伸長率4.0%,彎曲強度87.6MPa,彎曲彈性模量5.02GPa,懸臂梁缺口沖擊強度5.0kJ/㎡,懸臂梁無缺口沖擊強度86.8kJ/㎡。

(小貼士:該材料不僅性能符合制造汽車風門、轉動軸等防翹曲制件的要求,而且制備工藝簡單,成本低廉,符合工業化生產要求,具有廣闊的市場應用前景。)

五、云母填充改性PA66

QQ截圖20170725104208.jpg

配方組成/質量份

樹脂PA66  75;

偶聯劑KH-560  0.8;

EVA  25;

潤滑劑 白油  1.5;

填充劑云母粉(1000目)  40;

分散劑PE蠟  0.5。

制備工藝

首先將PA66在100~110℃溫度下干燥處理6h除去水分;云母粉在100~110℃鼓風干燥箱中烘干6h,再與稀釋的偶聯劑混合,表面活化處理5~6 min取出待用。

然后按配方比例將干燥后的PA66、EVA、表面處理過的云母粉、分散劑和潤滑劑在高速混合機中于一定溫度下高速混合攪拌10~15min,混合好的物料置于雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒。擠出機L/D≥28:1;擠出機料筒溫度190~250℃;螺桿轉速60~80r/min。

材料性能

拉伸強度70.4MPa,彎曲強度138.9MPa,彎曲彈性模量5.52GPa,斷裂伸長率2.1%,缺口沖擊強度6.4 kJ/㎡,熱變形溫度( 1.82MPa) 149℃,成型收縮率0.59%。

六、玻璃微珠填充改性PA6復合材料

QQ截圖20170725104251.jpg

配方組成/質量份

樹脂PA6( BG-25)  85;

復合偶聯劑  0.15;

填充劑 空心玻璃微珠(直徑10μm)15。

制備工藝

將復合偶聯劑用無水乙醇稀釋10倍,加入空心玻璃微珠中,在高速混合機中混合均勻,然后把乙醇蒸發掉,得到表面處理后的空心玻璃微珠;

將經過干燥處理的PA6與表面處理后的空心玻璃微珠混合均勻,投入雙螺桿擠出機中進行擠出造粒,并干燥,即得玻璃微珠填充改性PA6復合材料。

材料性能

拉伸強度64MPa,缺口沖擊強度(23℃)17.8kJ/㎡。該材料具有較高的拉伸強度和沖擊強度,廣泛用于汽車制造、機械設備、電子電器、醫療器械和精密儀器等領域。

(注:①復合偶聯劑由2-甲基丙烯酸四氯化鉻和二聚磷酸二異辛酯硬脂酸鎂按質量比為1:1的比例混合而成。)

七、自潤滑耐磨注塑級石墨填充改性PA66

量份

PA66樹脂  69.4;

熱穩定劑  1.2;

導電石墨粉  25;

硅烷偶聯劑  0.5;

高分子量硅油  2.4;

其他助劑  0.5;

抗氧劑  1.0。

制備工藝

先將導電石墨粉與硅烷偶聯劑在50℃條件下混合10min后再自然放置6h,PA66在85℃條件下干燥3h后與高分子量硅油在混合機中混合10min,然后與抗氧劑、熱穩定劑以及其他助劑按照配方比例稱量后在混合機中低速混合10min,原輔料混合效果應是各種粒子和粉末基本均勻,沒有明顯團塊和集聚;

混合好的物料再經積木式平行同向雙螺桿擠出機在中等剪切強度的螺桿組合情況下抽真空勻速混煉擠出,采用水冷拉條切粒方式,經篩分脫水制得自潤滑耐磨注塑級石墨填充改性PA66材料。擠出機螺桿L/D為40:1。

材料性能

該材料環保無鹵,在保持原有填充PA66的綜合性能的基礎上,還具有較好的自潤滑性以及耐磨性,同時在注塑或擠出成品時能自行脫模,不需要使用脫模劑,原輔材料和生產設備均采用國產,生產成本和原材料成本大大降低,提高了產品的綜合競爭力。

八、木粉填充改性PA6復合材料

QQ截圖20170725104411.jpg

配方組成/質量份

樹脂PA6(B3S注塑級)  60;

相容劑PE-g-MAH(Polybond 3009)  1;

填充劑 松木粉(70~80目)  40;

偶聯劑KH-550  1;

相容劑PP-g-MAH(Polybond 3200)  3;

潤滑劑 硬脂酸酰胺  1。

制備工藝

先將木粉在180~220℃條件下干燥處理,控制干燥后的木粉含水量為0.8%(質量分數)以下,PA6在80~90℃的真空干燥箱中干燥5~6h;

然后按照配方比例將相容劑PP-g-MAH、相容劑PP-g-MAH、偶聯劑3-氨基丙基三甲氧基硅烷和潤滑劑硬脂酸酰胺在高速混合機中混合攪拌均勻,制得復合偶聯相容劑;

將該復合偶聯相容劑加入到干燥后的木粉中,在60~90℃條件下混合攪拌均勻,制得改性木粉;

將改性木粉與PA6樹脂混合后加入到密煉機中,在180℃下共混10~20min,制得木粉填充改性PA6復合材料。密煉機轉速為60~100r/min。

材料性能

彎曲強度38.4MPa,沖擊強度5.6kJ/㎡。該材料彎曲強度、沖擊強度和彈性率得到大幅度提高,能夠滿足多種場合的生產工藝和使用性能要求。

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