一種耐水解耐醇解玻纖增強ppa材料及其製備方法
2023-04-29 22:05:56
專利名稱：一種耐水解耐醇解玻纖增強ppa材料及其製備方法
CN 102311638 A
說明書
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一種耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料及其製備方法 本發明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料及其製備方法。PPA(聚鄰苯二甲醯胺)樹脂是以鄰苯二甲酸為原料的半芳香族聚醯胺，在高溫高溼狀態下，PPA的抗拉強度比尼龍6高20%，比尼龍66更高；PPA材料的彎曲模量比尼龍高 20%，硬度更大，能抗長時間的拉伸蠕變；且PPA的耐汽油、耐油脂和冷卻劑的能力也比PA強。隨著汽車工業的迅速發展，以塑代鋼成為汽車材料發展的潮流和方向，玻璃纖維增強PPA材料以其優異的耐熱性，機械性能等，廣泛應用於汽車的水室部件，例如恆溫器殼體，水箱接頭等。這些製件不僅要求材料具有優異的機械性能，還需要材料具有良好的耐水解，耐醇解特性，能夠在熱水和防凍液乙二醇混合溶液中長期使用，性能不下降。普通的玻纖增強PPA材料，具有良好的耐熱性和機械性能，但是用來製作這些水室部件時，由於長期浸泡在熱水和乙二醇溶液中，極易被侵蝕，機械性能大幅降低，達不到客戶的使用要求。本發明要解決的技術問題是提供一種耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料，使所得的材料具不僅具有良好的機械性能，還要有較強的耐水解，耐醇解性能本發明要另一個解決的技術問題是提供一種上述耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料的製備方法。為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是，一種耐水解耐醇解玻纖增強 PPA材料，按重量百分比由以下組分組成
聚鄰苯二甲醯胺樹脂玻璃纖維熱穩定劑耐醇解保護劑耐水解保護劑極性OP蠟成核劑黑色母
46-76% ； 20-50% ； 0. 3-0. 6% ； 0. 2-0. 4% ； 0. 1-0. 3% ； 0. 4-0. 8% ；
0.1-0. 3% ；
1.0-2. 0%。
所述的聚鄰苯二甲醯胺樹脂為半結晶態切片樹脂。 所述的玻璃纖維為短切E玻璃纖維，單絲直徑10-13微米。 所述的熱穩定劑為空間受阻酚抗氧劑和磷酸鹽的混合物。 所述的耐醇解保護劑為CuI和KBr的復配物，按重量百分比，復配比率為1 0. 5-1. 5。所述的耐水解保護劑為脂肪酸鹽類。所述的極性OP蠟為淡黃色片狀蒙旦酯蠟。所述的成核劑為長碳鏈成份為主的羧酸鈣鹽。所述的黑色母為尼龍載體的苯胺類 黒色母。以上所述的耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料，按重量百分比由以下組分組成聚鄰苯ニ甲醯胺樹脂46-48% ；玻璃纖維48-50% ；熱穩定劑0.3-0.6%;耐醇解保護劑0.3-0.4%;耐水解保護劑0.2-0.3%;極性OP 蠟0.4-0.8%;成核劑0.1-0.3%;黑色母1.0-2.0%。一種上述的耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料製備方法的技術方案，包括以上步 驟a:按上述重量配比稱取好聚鄰苯ニ甲醯胺樹脂、熱穩定劑、耐醇解保護劑，耐水解 保護劑，極性OP蠟，成核劑，黒色母倒入攪拌設備，混合均勻；b 將步驟a中混合好的原料投入到雙螺杆擠出機的加料鬥，按上述重量配比稱取 好的玻璃纖維通過側餵料加入到擠出機中，經熔融擠出，造粒；加工エ藝如下雙螺杆擠出 機一區溫度260-280°C，ニ區溫度280-300°C，三區溫度300_320°C，四區溫度300-310°C，機 頭310-320°C，停留時間2 3min，壓カ為12_18MPa。本發明具有以下有益效果1 使用的原材料都是環保衛生級的，製備的材料與人體接觸不會造成任何對人體 有害的物質。2:在保證了材料具有高機械性能，高耐熱的同吋，還擁有優異的耐水解，耐醇解特性。3 本發明提出的耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料製備工藝簡單。本發明提供的耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料，其組成按重量配比為(％ )聚鄰苯二甲醯胺46-76% ；玻璃纖維20-50% ；熱穩定劑0. 3-0.6% ；耐醇解保護劑0. 2-0. 4% ； 耐水解保護劑0. 1-0. 3% ；極性OP蠟0. 4-0. 8% ；成核劑0. 1-0. 3% ；黑色母1-2%。其中，聚鄰苯二甲醯胺樹脂，為半結晶態切片樹脂；玻璃纖維為短切E玻璃纖維， 單絲直徑10-13微米，浸潤劑系統具有突出的耐水解耐醇解特性；熱穩定劑為空間受阻酚抗氧劑和磷酸鹽的增效混合物；耐醇解保護劑為CuI和KBr的復配物，復配比率為1 1; 耐水解保護劑為脂肪酸鹽類；極性OP蠟為淡黃色片狀蒙旦酯蠟；成核劑為長碳鏈成份為主的羧酸鈣鹽；黑色母為尼龍載體的苯胺類黑色母。在本發明中，按重量百分比稱取好的PPA樹脂、熱穩定劑、耐醇解保護劑，耐水解保護劑，極性OP蠟，成核劑，黑色母倒入攪拌設備，混合均勻；然後將所有混合好的原料投入到雙螺杆擠出機的加料鬥，按重量百分比稱取好的比玻璃纖維通過側餵料加入到擠出機中，經熔融擠出，造粒；加工工藝如下雙螺杆擠出機一區溫度260-280°C，二區溫度280-300°C，三區溫度300-320°C，四區溫度300-310°C，機頭310_320°C，停留時間2 3min，壓力為 12_18MPa。為便於對本發明進一步理解，現結合具體實施例對本發明進行詳細描述在下列實施例的複合材料配方中，聚鄰苯二甲醯胺樹脂選用半結晶態切片樹脂， 如蘇威公司生產的，商品牌號PPA A-1000 ；玻璃纖維選用單絲直徑為10微米的短切E玻璃纖維，如PPG公司生產的，商品牌號HP 3610 ；熱穩定劑選用空間受阻酚抗氧劑和磷酸鹽的增效混合物，如布呂格曼公司生產的，商品牌號為H161 ；耐醇解保護劑為CuI和KBr的復配物，按重量百分比，復配比率為1 1，選用分析純級CuI和KBr ；耐水解保護劑選用脂肪酸鈣鹽如布呂格曼公司生產的，商品牌號為H33 ；極性OP蠟選用淡黃色片狀蒙旦酯蠟，如科萊恩公司生產的，商品牌號為Licowax OP ；成核劑選用長碳鏈成份為主的羧酸鈣鹽，如科萊恩公司生產的，商品牌號為Licomont CAV102 ；黑色母選用尼龍66為載體的苯胺類黑色母，如高萊公司生產的，商品牌號為N54。實施例1 將PPA按重量百分比為76.8% (以下均為重量百分比)，熱穩定劑H1610. 4 %， 耐醇解保護劑0. 3 %，耐水解保護劑0. 2 %，OP蠟0. 6 %，成核劑0. 2 %，黑色母N541. 5 % 稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，玻璃纖維 HP361020%通過側餵料加入到擠出機中，經熔融共混，擠出造粒成複合材料。其中，螺杆各加溫區溫度設置分別為一區溫度270°C ；二區溫度290°C ；三區溫度310°C ；四區溫度300°C ； 機頭310°C ；停留時間2 3min，壓力為16MPa。實施例2 將PPA按重量百分比為61. 8% (以下均為重量百分比)，熱穩定劑H1610. 4%，耐醇解保護劑0.3%,耐水解保護劑0. 2 %，OP蠟0. 6 %，成核劑0.2%,黑色母N541. 5 %稱好， 倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，玻璃纖維HP3610 35%通過側餵料加入到擠出機中，經熔融共混，擠出造粒成複合材料。其中，螺杆各加溫區溫度設置分別為一區溫度270°C ；二區溫度290°C ；三區溫度310°C ；四區溫度300°C ；機頭:310°C ；停留時間2 3min，壓力為16MPa。實施例3 將PPA按重量百分比為46.8% (以下均為重量百分比)，熱穩定劑H1610. 4%， 耐醇解保護劑0. 3 %，耐水解保護劑0. 2 %，OP蠟0. 6 %，成核劑0. 2 %，黑色母N541. 5 % 稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，玻璃纖維 HP361050%通過側餵料加入到擠出機中，經熔融共混，擠出造粒成複合材料。其中，螺杆各加溫區溫度設置分別為一區溫度270°C ；二區溫度290°C ；三區溫度310°C ；四區溫度300°C ； 機頭310°C ；停留時間2 3min，壓力為16MPa。對比例1 將PPA按重量百分比為62% (以下均為重量百分比)，熱穩定劑H1610.4%，耐醇解保護劑0. 3 %，OP蠟0. 6 %，成核劑0.2%，黑色母N541. 5 %稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，玻璃纖維HP3610 35%通過側餵料加入到擠出機中，經熔融共混，擠出造粒成複合材料。其中，螺杆各加溫區溫度設置分別為一區溫度270°C ；二區溫度290°C ；三區溫度310°C ；四區溫度300°C ；機頭310°C ；停留時間2 3min，壓力為 l6MPa。對比例2:將PPA按重量百分比為62. (以下均為重量百分比)，熱穩定劑H161 0.4%, 耐水解保護劑0. 2%，OP蠟0. 6%，成核劑0. 2%，黑色母N541. 5%稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，玻璃纖維HP3610 35 %通過側餵料加入到擠出機中，經熔融共混，擠出造粒成複合材料。其中，螺杆各加溫區溫度設置分別為一區溫度270°C ；二區溫度290°C ；三區溫度310°C ；四區溫度300°C ；機頭310°C ；停留時間2 3min，壓力為 l6MPa。對比例3:將PPA按重量百分比為61.8% (以下均為重量百分比)，熱穩定劑H161 0.4%, 耐醇解保護劑0. 3 %，耐水解保護劑0. 2 %，OP蠟0. 6 %，成核劑0. 2 %，黑色母N54 1. 5 %稱好，倒入攪拌器攪拌均勻。將混合好的物料加入到雙螺杆擠出機的料鬥中，玻璃纖維HP3540 35%通過側餵料加入到擠出機中，經熔融共混，擠出造粒成複合材料。其中，螺杆各加溫區溫度設置分別為一區溫度270°C ；二區溫度290°C ；三區溫度310°C ；四區溫度300°C ；機頭:310°C ；停留時間2 3min，壓力為16MPa。性能測試拉伸強度按GB/T 1040標準進行測試，試樣類型為II型試樣，樣條尺寸(mm) 115(長)X (6 士 0. 04)(中間平行部分寬度)X2(厚度)，拉伸速度為50mm/min ；彎曲強度和彎曲模量按GB 9341/T標準進行檢驗。試樣類型為試樣尺寸(mm) (80 士0. 4) X (10 士0. 1) X (4士0. 02)，彎曲速度為 20mm/min ；耐水解醇解試驗在乙二醇的水溶液中進行，乙二醇和水按質量比1 1配成混合溶液，測試條件為135°C，144小時，每48小時取一組樣條進行測試。實施例和對比例的配比及材料性能表
組成實施例1實施例2實施例3對比例1對比例2對比例3PPA (% )76. 861. 846. 86262. 161. 8玻璃纖維HP3610(% )2035503535/玻璃纖維HP;3540(% )/////35熱穩定劑H161(% )0. 40. 40. 40. 40. 40. 4耐醇解保護劑(％ )0. 30. 30. 30. 3/0. 3耐水解保護劑(％ )0. 20. 20. 2/0. 20. 2
權利要求
1.一種耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料，其特徵在於，按重量百分比由以下組分組成聚鄰苯ニ甲醯胺樹脂 46-76% ；玻璃纖維20-50% ；熱穩定劑0.3-0.6%;耐醇解保護劑0.2-0.4%;耐水解保護劑0.1-0.3%;極性 OP 蠟0.4-0.8%;成核劑0.1-0.3%;黑色母1.0-2.0%。
2.如權利要求1所述的耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料，其特徵在於，所述的聚鄰苯二甲醯胺樹脂為半結晶態切片樹脂。
3.如權利要求1所述的耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料，其特徵在於，所述的玻璃纖維為短切E玻璃纖維，單絲直徑10-13微米。
4.如權利要求1所述的耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料，其特徵在於，所述的熱穩定劑為空間受阻酚抗氧劑和磷酸鹽的混合物。
5.如權利要求1所述的耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料，其特徵在於，所述的耐醇解保護劑為CuI和KBr的復配物，按重量百分比，復配比率為1 0.5-1.5。
6.如權利要求1所述的耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料，其特徵在於，所述的耐水解保護劑為脂肪酸鹽類。
7.如權利要求1所述的耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料，其特徵在於，所述的極性OP 蠟為淡黃色片狀蒙旦酯蠟。
8.如權利要求1所述的耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料，其特徵在於，所述的成核劑為長碳鏈成份為主的羧酸鈣鹽；所述的黑色母為尼龍載體的苯胺類黑色母。
9.如權利要求1所述的耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料，其特徵在於，按重量百分比由以下組分組成聚鄰苯ニ甲醯胺樹脂 46-48% ；玻璃纖維48-50% ；熱穩定劑0.3-0.6%;耐醇解保護劑0.3-0.4%;耐水解保護劑0.2-0.3%;極性 OP 蠟0.4-0.8%;成核劑0.1-0.3%;黑色母1.0-2.0%。
10. 一種如權利要求1所述的耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料的製備方法，其特徵在於，包括以上步驟a 按權利要求1的重量配比稱取好聚鄰苯二甲醯胺樹脂、熱穩定劑、耐醇解保護劑，耐水解保護劑，極性OP蠟，成核劑，黑色母倒入攪拌設備，混合均勻；b 將步驟a中混合好的原料投入到雙螺杆擠出機的加料鬥，按權利要求1的重量配比稱取好的玻璃纖維通過側餵料加入到擠出機中，經熔融擠出，造粒；加工工藝如下雙螺杆擠出機一區溫度260-280°C，二區溫度^0-300°C，三區溫度300-320°C，四區溫度 300-310°C，機頭 310-320°C，停留時間 2 3min，壓力為 12_18MPa。
全文摘要
本發明公開了一種耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料及其製備方法。耐水解耐醇解玻纖增強PPA材料按重量百分比由以下組分組成聚鄰苯二甲醯胺樹脂46-76％；玻璃纖維20-50％；熱穩定劑0.3-0.6％；耐醇解保護劑0.2-0.4％；耐水解保護劑0.1-0.3％；極性OP蠟0.4-0.8％；成核劑0.1-0.3％；黑色母1.0-2.0％。本發明增強PPA材料不僅具有良好的機械性能，還具有優異的耐水解耐醇解特性，長期浸泡在熱水和乙二醇溶液中，能夠保持80％以上的機械性能，可廣泛用於汽車工業和其它領域，用來製造那些與水及防凍液長期接觸的部件，不僅能降低這些部件的製造成本，還能大幅降低製件的重量。
文檔編號C08L77/00GK102311638SQ20101059858
公開日2012年1月11日 申請日期2010年12月21日 優先權日2010年12月21日
發明者周兵, 徐東, 徐永 申請人:深圳市科聚新材料有限公司