工程塑料製品的製作方法
2023-06-01 03:57:21 3
專利名稱：工程塑料製品的製作方法
技術領域：
本發明涉及高分子化合物的組合物的製品，其製備及應用領域。
工程塑料製品根據其用途的不同要求，常需進行增強、增韌或填充改性。對於一些既要求增強又要求增韌的製品，近年來發展了通過多組份共聚共混，加入不同添加劑的方法以求得同時具有高的拉伸強度、衝擊強度又具有韌性的性能。
美國專利US4，537，929公開了一種高抗衝尼龍組合物，含有接枝尼龍樹脂及玻璃纖維增強材料，並採用聚乙烯聚合物，α、β-烯基化了的飽合二羧基酸組合物作為添加劑。該高抗衝組合物各成份含量的重量百分比為玻璃纖維0-43%，聚乙烯添加劑2-40%，二羧基酸與聚乙烯的比例為聚乙烯95-99.5%，二羧基酸則為5-0.5%，其餘為基材尼龍66。根據其公開的性能測試結果，成品具有較高的延伸率、彎曲強度及抗拉強度，但衝擊強度不高，並且沒有給出表面硬度測定值。因而對於一些要求彎曲強度高、抗衝擊性好、剛性好、硬度較高的製件，例如圓釘、螺釘、螺母等緊固件就不能滿足其使用性能的要求。
本發明的目的在於提供一種既增強又增韌的工程塑料製品，該製品具有很高的衝擊強度、彎曲強度、硬度及一定的延伸率。採用本發明的配方及工藝成型的產品-機械緊固件的機械性能滿足其工作的要求。
本發明的目的由下述方案實現本發明所公開的工程塑料製品，其材料組成包括
(a)固態下與(a.i)尼龍6或尼龍66接枝的聚乙烯或乙丙橡膠，還含有(a.ii)未接枝的尼龍6或尼龍66，和(b)作為相容劑的與聚乙烯或乙丙橡膠接枝的馬來酸酐、或雙馬來醯亞胺，以及(c)經表面處理的增強玻璃纖維，和(d)作為填料的矽灰石、滑石粉或碳酸鈣。
在其原料組成中尼龍6或尼龍66的重量百分比是50-60%。
玻璃纖維的重量百分比是40-45%聚乙烯或乙丙橡膠的重量百分比是2-4%。
馬來酸酐、或雙馬來醯亞胺的重量百分比是2-4%。
矽灰石、滑石粉或碳酸鈣的重量百分比＜5%。
製品的成型產品為機械緊固件，包括螺釘、螺栓、螺母、圓釘、鉚釘、木螺釘、銷、鍵、墊圈和擋圈。
本發明的優點在於其配方組成既採用了物理改性的方法，以其重量百分比高達40-45%的高填充高增強量的玻璃纖維，使其衝擊強度達到一般增強塑料的2-4倍，其抗拉強度達到一般增強塑料的2-3倍，其硬度達1.2倍，並且同時採用化學改性方法形成接枝聚合體達到增韌的效果，避免了單純增強使製品硬度高而質脆的缺點，其綜合性能優越。加入適量的填料可改進加工性能，降低成本。並且由於本發明的成型產品-工程塑料緊固件與金屬緊固件相比具有防磁、防腐、質輕、防鏽、美觀、價廉、拆卸方便，不易磨損切斷工具的特點，其經濟效益顯著，市場前景廣闊。
對本發明的進一步闡述本發明以尼龍6或尼龍66為基材，用聚烯烴及其彈性體與之摻混，為提高兩者的相容性，採用熱接枝法將馬來酸酐、或雙馬來醯亞胺接枝到聚烯烴及熱塑彈性體上，使彈性體的羧基(-COOH-)與尼龍上的氨基(-NH-)反應，形成接枝聚合體，相容劑的加入量小於10%，用雙螺杆擠出機造粒，於80℃下，乾燥24小時即可備用。本發明與美國專利US4，537，929相比，該專利聚乙烯含量較高，製品韌性好，但硬度不夠，不能滿足緊固件的機械性能要求。
本發明的生產工藝特點是1、用雙螺杆擠出機增強增韌造粒，粒料用塑料注射機注射成型為螺釘、螺母、圓釘、螺栓、墊圈等緊固件製品。
2、設備採用北京泰坦TT120T、TT80T高科技全電腦全自動塑料注射成型機。實行全自動電腦控制及真空排氣注射。
3、注射模具具有自動脫模型結構，實現機電一體全自動操作。其中自攻螺釘模具螺釘頭部有側向抽芯機構。圓釘系列模具中的排釘主要與連發氣動射釘槍配套，通過注塑的優勢，靠加強肋把圓釘連成一排成子彈梭狀，便於連發，整套模具結構緊湊，例如30mm長圓釘注塑模具一模八腔，一腔一排20個圓釘，共計160個圓釘。
實施例1材料組成尼龍6 50-60%，玻璃纖維35-40%，聚乙烯或乙丙橡膠2-4%，馬來酸酐或雙馬來醯亞胺2-4%，矽灰石、滑石粉或碳酸鈣＜5%。
加工工藝a、將尼龍6、聚乙烯或乙丙橡膠、馬來酸酐或雙馬來醯亞胺依次加入高速捏合機中混料，在常溫下，壓力1000RPM下，混合5分鐘出料，b、加入經過表面處理的璃璃纖維，擠出條料，加熱溫度範圍220℃-280℃，c、水冷，熱風乾燥後切粒，粒料直徑0.3cm，長度0.6-1.2cm，d、粒料烘乾，溫度100℃，6小時，e、注射成型機筒溫度220-280℃機具溫度25℃注射壓力5-8MPa注射時間3秒保壓時間16秒實施例2材料組成，尼龍6 50-60%，玻璃纖維40-45%，其它組份含量與實施例1相同，加工工藝與實施例1相同。
實施例3材料組成尼龍66 50-60%，玻璃纖維35-40%，其它組份與實施例1相同，加工工藝擠出加熱溫度範圍230-300℃注射機筒溫度範圍230-300℃其餘工藝與實施例1相同。
實施例4材料組成尼龍66 50-60%玻璃纖維40-45%，其它組份與實施例1相同加工工藝與實施例3相同。
從性能測試對比可見，當玻璃纖維含量增至40%時，與玻璃纖維含量15%的材質相比，其抗拉強度從400kg/cm2增至1700kg/cm2，彎曲強度從450kg/cm2增至2000kg/cm2，彎曲彈性模量從65kg/cm2增至124000kg/cm2缺口衝擊強度從8kg/cm2增至19.7kg/cm2，洛氏硬度從R88增至R121。
本發明的工程塑料製品的成型產品主要是機械緊固件，包括螺釘、自攻螺絲、螺母、墊圈、螺栓、鉚釘、擋圈、鍵、銷等。
製成的產品經試用，機械性能極佳，例如圓釘可釘入硬木，不彎不折，螺釘螺母耐磨、剛性好。
本發明提供的工程塑料緊固件系列產品與傳統的鋼鐵製品相比，具有防腐、防磁、衛生、質輕、(重量僅為鋼鐵製件的1/6-1/5)，美觀(可製成各種顏色)、便於攜帶、運輸方便、不彎曲、折卸簡便，不損壞切斷工具(如鋸、鑿等)的特點，用途十分廣泛，可應用於化工、醫藥、輕工、食品、裝璜及電子行業，且價格較鋼鐵製品便宜，因而市場極其廣闊，經濟效益不可估量。
附表1不同玻纖含量增強尼龍6性能比較表;
附表2不同玻纖含量增強尼龍66性能比較表;
附表3性能測試報告(2頁);
附表4本申請人即將推出的緊固件產品名細表。
權利要求
1.一種工程塑料製品，其材料組成包括(a)固態下與(a·ⅰ)尼龍6或尼龍66接枝的聚乙烯或乙丙橡膠，還含有(a·ⅱ)未接枝的尼龍6或尼龍66，和(b)作為相容劑的與聚乙烯或乙丙橡膠接枝的馬來酸酐、或雙馬來醯亞胺，以及(c)經表面處理的增強玻璃纖維，和(d)作為填料的矽灰石、滑石粉或碳酸鈣。
2.根據權利要求1所述的製品，其特徵在於在其原料組成中的尼龍6或尼龍66的重量百分比是50-60%。
3.根據權利要求1所述的製品，其特徵在於玻璃纖維的重量百分比是40-45%。
4.根據權利要求1所述的製品，其特徵在於在其原料組成中，聚乙烯或乙丙橡膠的重量百分比是2-4%。
5.根據權利要求1所述的製品，其特徵在於馬來酸酐、或雙馬來醯亞胺的重量百分比是2-4%。
6.根據權利要求1所述的製品，其特徵在於矽灰石、滑石粉或碳酸鈣的重量百分比＜5%。
7.根據權利要求1所述的製品，其特徵在於製品的成型產品為機械緊固件。
8.根據權利要求1或7所述的製品，其特徵在於所述緊固件包括螺釘、螺母、圓釘、鉚釘、木螺釘、銷、鍵、墊圈和擋圈。
全文摘要
一種工程塑料製品，其材料組成包括(1)固態下與尼龍6或尼龍66接枝的聚乙烯或乙丙橡膠，還含有未接枝的尼龍6或尼龍66以及(2)作為相容劑的馬來酸酐或雙馬來醯亞胺。(3)增強玻璃纖維，並含有(4)少量矽灰石、滑石粉或碳酸鈣填料。具有既增強又增韌的效果，其抗彎強度抗衝強度及硬度均很高，又不致硬脆。其成型產品機械緊固件具有優良的機械性能及防磁、防腐、美觀、質輕的特點，可應用於電子、醫藥、輕工、化工、裝璜、食品等領域。
文檔編號B29D99/00GK1109001SQ94113469
公開日1995年9月27日 申請日期1994年12月30日 優先權日1994年12月30日
發明者李建華, 陳永來, 劉迪堯 申請人:北京雲港特種塑料製品公司