技术领域
[0001] 本
发明涉及塑料改性技术领域，尤其涉及一种高熔融指数长玻纤增强PA6塑料及其制备方法。
背景技术
[0002] 目前，玻璃
纤维增强PA6(尼龙6)塑料以其低成本和良好的成型性能及较高的
力学性能广泛运用于
汽车零部件、
电子器件等领域。
注塑成型工艺是此种
复合材料主要生产方法之一，该方法所用粒料多为短玻纤粒料，由于玻璃纤维表面容易
吸附各种气体、
水蒸气、尘埃等，这会影响其表面
张力，引起与
树脂基体间粘合力的改变，同时短玻纤粒料经
注塑机螺杆塑化和注塑成型后，纤维进一步变短而起不到增强作用，产品力学性能不高。长玻纤增强PA6具有更好的增强效果和尺寸
稳定性，所制造的产品刚性、抗拉、抗弯、耐冲击性及耐疲劳性能更好，使用寿命更长，可应用于结构部件。
[0003] 但在实际生产中，长玻纤增强PA6材料注塑成型工艺却不如短玻纤工艺成熟。其主要原因是短玻纤增强PA6粒料熔体流动性较好，工艺参数范围更宽，易于控制，制品外观
质量较好。长玻纤增强PA6粒料由于纤维长度较长，熔体流动性较差，注塑成型工艺难以控制。采用长玻纤增强PA6粒料代替短玻纤粒料进行注塑成型时，熔体流动性变差，长玻纤在型腔内容易折断，注塑成型过程中容易出现浮纤、分层等现象，制得的产品表面质量差、产品容易
变形。
[0004] 很多研究已证明玻璃纤维在100-200摄氏度的
温度下会发生
水解反应而使结构遭到破坏。玻璃纤维的吸水性及化学组成与空气的
相对湿度有关。纤维的吸水性随
碱金属的含量和空气相对湿度的增加而增加。在玻璃纤维表面生成的
硅羟基不但吸附水分子及灰尘，而且相互之间生成氢键或化学键。另一方面，玻璃纤维和树脂基体的
热膨胀系数的差异大；玻璃纤维的表面能高，促进亲水，所以树脂对玻璃纤维的浸润性差，界面粘接得不好，容易形成破坏
应力，玻璃纤维增强塑料容易分层，从而影响制品的性能，即导致制品在强度、耐
腐蚀和耐候性方面均不能达到较为理想的效果。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种高熔融指数长玻纤增强PA6塑料及其制备方法。
[0006] 为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
[0007] 一种高熔融指数长玻纤增强PA6塑料，包括下述原料：PA6、硅灰石、长玻纤、抗
氧剂、
润滑剂、阻燃剂。
[0008] 一种高熔融指数长玻纤增强PA6塑料，包括下述原料：PA6、硅灰石、长玻纤、抗氧剂、润滑剂、阻燃剂、
偶联剂。
[0009] 一种高熔融指数长玻纤增强PA6塑料，由下述重量份的原料制备而成：PA6 55-65份、硅灰石20-30份、长玻纤10-20份、抗氧剂1425 0.1-0.5份、润滑剂0.1-0.5份、阻燃剂2-8份、双(二辛基焦
磷酸酰氧基)乙撑
钛酸酯0.3-0.9份。
[0010] 优选地，所述阻燃剂为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、卤-磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、
铝镁系阻燃剂中的至少一种，所述卤系阻燃剂可以选自十溴二苯醚、六溴环十二烷，所述磷系阻燃剂可以选自磷酸三异丙基苯酯、磷酸三苯酯，所述卤-磷系阻燃剂可以为二溴辛戊二醇磷酸酯，所述氮系阻燃剂可以为三(2,4,6-三溴苯基)氰尿酸酯，所述铝镁系阻燃剂可以选自甲基丙酸基次膦酸铝、二乙基磷酸铝、氢氧化镁。
[0011] 进一步优选地，所述阻燃剂为铝镁系阻燃剂。
[0012] 进一步优选地，所述阻燃剂为甲基丙酸基次膦酸铝。
[0013] 优选地，所述润滑剂选自
硬脂酸镁、硬脂酸钡、硬脂酸
钙、硬脂酸锌、十八烷基芥酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、乙撑双油酸酰胺、肉豆蔻酸二
乙醇酰胺、N,N’-(1,2-亚乙基)双十六烷-1-酰胺中的一种或多种。
[0014] 进一步优选地，所述润滑剂为十八烷基芥酸酰胺和/或N,N’-(1,2-亚乙基)双十六烷-1-酰胺。
[0015] 本发明还提供了上述高熔融指数长玻纤增强PA6塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0016] 将PA6、硅灰石、抗氧剂1425、润滑剂、阻燃剂、双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯按所述重量份在混合器中混合3-5min，然后通过
挤出机混炼，塑料混练后通过一个具有玻纤分散和树脂能够充分浸入玻纤的浸渍模头，模头温度为250-350℃，长玻纤通过定型和张力装置也进入浸渍模头，在模头中长玻纤在张力和压力作用下分散和被树脂充分浸润，再通
过冷却装置和切粒装置，得到高熔融指数长玻纤增强PA6塑料。
[0017] 优选地，所述挤出机混炼的条件为挤出机前段加工温度为210-230℃，中段加工温度为220-250℃，后段加工温度为210-230℃。
[0018] 塑料的性能和用途是由其组分及配比所决定的，且塑料中的不同组分会相互影响，组分及其配比会决定塑料的最终性能，如果组分及其配比不相互协调，单个组分所带来的有益效果，会被其他组分消减甚至消除，严重的时候，不同组分相互抵触，起不到整体综合作用，产生负作用和次品。
[0019] 本发明高熔融指数长玻纤增强PA6塑料及其制备方法，通过大量创造性劳动、反复验证，得到最优组分及配比，使得多个组分综合在一起、相互协调、并产生正向综合效应；由此制成的塑料，具有良好的成型加工性能，可通过注塑、模压、挤出等多种工艺成型，成型时模塑料的成模流动性好，可在较低的压力下成型，可成型形状复杂的制品。
具体实施方式
[0020] 高熔融指数长玻纤增强PA6塑料性能测试方法：
[0021] 拉伸强度：在50mm/min的条件下由ASTM D638测量拉伸强度，且单位为Kg/cm2。
[0022] 熔融指数：在220℃以10kg重量由ASTM D1238测量熔融指数，且单位为g/10min。
[0023] 耐候性能测试：按SAE J1885-2005进行测试，ΔE为经过601KJ/m2
能量照射后的数据。
[0024]
阻燃性：按照标准GB/T2406.1-2008进行氧指数测试。
[0026] PA6，采用日本宇部兴产株式会社生产的牌号为1013B的注塑级透明纯树脂PA6(尼龙6)。
[0027] 甲基丙酸基次膦酸铝，参照陈佳等《甲基丙酸基次膦酸铝的合成及性能研究》1.3.1节中所示方法制备，粒径20μm。
[0028] 硅灰石，采用江西奥特精细粉体有限公司提供的1250目超细硅灰石粉。
[0029] 长玻纤，采用中国巨石股份有限公司生产的牌号为352B的LFT用无碱玻璃纤维直接无捻粗纱，单纤维直径为17μm。
[0030] 实施例1-7
[0031] 高熔融指数长玻纤增强PA6塑料，由下述重量份的原料制备而成：PA6 60份、硅灰石25份、长玻纤15份、抗氧剂1425 0.3份、十八烷基芥酸酰胺0.4份、阻燃剂(阻燃剂种类见表1)4份、双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯0.6份。
[0032] 上述高熔融指数长玻纤增强PA6塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0033] 将PA6、硅灰石、抗氧剂1425、十八烷基芥酸酰胺、阻燃剂、双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯按所述重量份在混合器中混合4min，然后通过挤出机混炼，挤出机前段加工温度为220℃，中段加工温度为240℃，后段加工温度为210℃，塑料混练后通过一个具有玻纤分散和树脂能够充分浸入玻纤的浸渍模头，模头温度为260℃，长玻纤通过定型和张力装置也进入浸渍模头，在模头中长玻纤在张力和压力作用下分散和被树脂充分浸润，再通过冷却装置和切粒装置，制成直径为8mm的颗粒，得到高熔融指数长玻纤增强PA6塑料。
[0034] 表1：阻燃剂种类及高熔融指数长玻纤增强PA6塑料性能测试结果表[0035]
[0036]
[0037] 由表1看出，
发明人意外发现阻燃剂采用铝镁系阻燃剂时在具有良好阻燃性能的同时具备良好的耐候性及力学性能，其原因在于甲基丙酸基次膦酸铝不仅具有阻燃性能，还有良好的抗氧性能，对于尼龙
颜色的保持和抗黄变有一定功效。
[0038] 实施例8-12
[0039] 高熔融指数长玻纤增强PA6塑料，由下述重量份的原料制备而成：PA6 60份、硅灰石25份、长玻纤15份、抗氧剂1425 0.3份、润滑剂(润滑剂种类见表2)0.4份、甲基丙酸基次膦酸铝4份、双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯0.6份。
[0040] 上述高熔融指数长玻纤增强PA6塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0041] 将PA6、硅灰石、抗氧剂1425、润滑剂、甲基丙酸基次膦酸铝、双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯按所述重量份在混合器中混合4min，然后通过挤出机混炼，挤出机前段加工温度为220℃，中段加工温度为240℃，后段加工温度为210℃，塑料混练后通过一个具有玻纤分散和树脂能够充分浸入玻纤的浸渍模头，模头温度为260℃，长玻纤通过定型和张力装置也进入浸渍模头，在模头中长玻纤在张力和压力作用下分散和被树脂充分浸润，再通过冷却装置和切粒装置，制成直径为8mm的颗粒，得到高熔融指数长玻纤增强PA6塑料。
[0042] 表2：润滑剂种类及高熔融指数长玻纤增强PA6塑料性能测试结果表[0043]
[0044]
[0045] 由表2看出，润滑剂采用十八烷基芥酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、乙撑双油酸酰胺、肉豆蔻酸二乙醇酰胺、N,N’-(1,2-亚乙基)双十六烷-1-酰胺熔融指数较高，高熔融指数长玻纤增强PA6塑料流动性好。
[0046] 实施例13
[0047] 更优选地，所述润滑剂为十八烷基芥酸酰胺和N,N’-(1,2-亚乙基)双十六烷-1-酰胺质量比(1-3)：(1-3)的混合物
[0048] 高熔融指数长玻纤增强PA6塑料，由下述重量份的原料制备而成：PA6 60份、硅灰石25份、长玻纤15份、抗氧剂1425 0.3份、十八烷基芥酸酰胺0.2份、N,N’-(1,2-亚乙基)双十六烷-1-酰胺0.2份、甲基丙酸基次膦酸铝4份、双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯0.6份。
[0049] 上述高熔融指数长玻纤增强PA6塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0050] 将PA6、硅灰石、抗氧剂1425、十八烷基芥酸酰胺、N,N’-(1,2-亚乙基)双十六烷-1-酰胺、甲基丙酸基次膦酸铝、双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯按所述重量份在混合器中混合4min，然后通过挤出机混炼，挤出机前段加工温度为220℃，中段加工温度为240℃，后段加工温度为210℃，塑料混练后通过一个具有玻纤分散和树脂能够充分浸入玻纤的浸渍模头，模头温度为260℃，长玻纤通过定型和张力装置也进入浸渍模头，在模头中长玻纤在张力和压力作用下分散和被树脂充分浸润，再通过冷却装置和切粒装置，制成直径为8mm的颗粒，得到高熔融指数长玻纤增强PA6塑料。性能测试结果为：拉伸强度为188Kg/cm2，熔融指数为51.4g/10min，ΔE为1.8，氧指数为40％。
