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一种复合 纤维增强尼龙6再生料及其制备方法

阅读：1发布：2023-01-08

专利汇可以提供一种复合纤维增强尼龙6再生料及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种复合纤维增强尼龙6再生料，包括如下质量含量的组分：玻璃纤维增强尼龙6废料30～70％，尼龙618～40％，玄武岩纤维9～21％，增韧剂0～9％，润滑剂 0.1～0.2％，抗氧剂0.1～0.2％，色母0.5～1％。本发明采用玄武岩纤维对玻璃纤维增强尼龙6废料进行增强，即采用玄武岩纤维和玻璃纤维两种纤维进行复合增强，与其他组分结合，有效提高了玻璃纤维增强尼龙6废料的力学性能，同时还提高了其尺寸稳定性。，下面是一种复合纤维增强尼龙6再生料及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种复合纤维增强尼龙6再生料，包括如下质量含量的组分：玻璃纤维增强尼龙6废料30～70％，尼龙618～40％，玄武岩纤维9～21％，增韧剂0～9％，润滑剂0.1～0.2％，抗氧剂0.1～0.2％，色母0.5～1％。
2.根据权利要求1所述的复合纤维增强尼龙6再生料，其特征在于，包括如下质量含量的组分：玻璃纤维增强尼龙6废料42～60％，尼龙622～30％，玄武岩纤维12～18％，增韧剂3～9％，润滑剂0.1～0.2％，抗氧剂0.1～0.2，色母0.5～1％。
3.根据权利要求1或2所述的复合纤维增强尼龙6再生料，其特征在于，所述玻璃纤维增
3
强尼龙6废料的灰分含量为25～35％，密度为1.30～1.40g/cm。
4.根据权利要求1或2所述的复合纤维增强尼龙6再生料，其特征在于，所述尼龙6的相对粘度为2.5-2.9。
5.根据权利要求1或2所述的复合纤维增强尼龙6再生料，其特征在于，所述玄武岩纤维为连续玄武岩纤维，所述玄武岩纤维的纤维直径为13～15μm，线密度为1900～2100tex。
6.根据权利要求1或2所述的复合纤维增强尼龙6再生料，其特征在于，所述增韧剂为聚乙烯醋酸乙烯酯、三元乙丙橡胶或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
7.根据权利要求1或2所述的复合纤维增强尼龙6再生料，其特征在于，所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂醇、二硬脂酸铅或硬脂酰胺。
8.根据权利要求1或2所述的复合纤维增强尼龙6再生料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168的复配抗氧剂。
9.一种权利要求1～8任一项所述的复合纤维增强尼龙6再生料的制备方法，包括如下步骤：将玻璃纤维增强尼龙6废料、尼龙6、增韧剂、润滑剂、抗氧剂、色母混合后，采用外加玄武岩纤维的方式进行挤出、切粒，得到复合纤维增强尼龙6再生料。
10.根据权利要求9所述的复合纤维增强尼龙6再生料的制备方法，其特征在于，所述挤出的温度为200～245℃。

说明书全文

一种复合纤维增强尼龙6再生料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种复合纤维增强尼龙6再生料及其制备方法。

背景技术

[0002] 尼龙6具有力学性能良好，耐热、耐磨性佳，自润滑性和电绝缘性好，同时还具有自熄性、化学稳定性强等优势，是应用十分广泛的工程塑料之一。经玻璃纤维增强改性的尼龙6 复合材料具有更加优异的力学性能，被广泛应用于汽车、家用电器、电子、建筑材料、体育健身器材等领域。

[0003] 但是随着玻璃纤维增强尼龙6材料用量的增加，产生的废旧塑料数量日益猛增。玻璃纤维增强尼龙6料经注塑成型使用后，其力学性能会有明显的降低，现有技术通常通过再次加入玻璃纤维对回收料进行增强改性，但经再生后，所得再生料的力学性能仍然不够理想，不能满足工业需求。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种复合纤维增强尼龙6再生料，该再生料具有优异的力学性能。

[0005] 本发明提供了一种复合纤维增强尼龙6再生料，包括如下质量含量的组分：玻璃纤维增强尼龙6废料30～70％，尼龙618～40％，玄武岩纤维9～21％，增韧剂0～9％，润滑剂0.1～0.2％，抗氧剂0.1～0.2％，色母0.5～1％。

[0006] 优选的，所述的复合纤维增强尼龙6再生料包括如下质量含量的组分：玻璃纤维增强尼龙6废料42～60％，尼龙622～30％，玄武岩纤维12～18％，增韧剂3～9％，润滑剂0.1～0.2％，抗氧剂0.1～0.2，色母0.5～1％。

[0007] 优选的，所述玻璃纤维增强尼龙6废料的灰分含量为25～35％，密度为1.30～1.40/cm3。

[0008] 优选的，所述尼龙6的相对粘度为2.5-2.9。

[0009] 优选的，所述玄武岩纤维为连续玄武岩纤维，所述玄武岩纤维的纤维直径为13～15μm，线密度为1900～2100tex。

[0010] 优选的，所述增韧剂为聚乙烯醋酸乙烯酯、三元乙丙橡胶或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。

[0011] 优选的，所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂醇、二硬脂酸铅或硬脂酰胺。

[0012] 优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168的复配抗氧剂。

[0013] 本发明还提供了上述技术方案所述的复合纤维增强尼龙6再生料的制备方法，包括如下步骤：将玻璃纤维增强尼龙6废料、尼龙6、增韧剂、润滑剂、抗氧剂、色母混合后，采用外加玄武岩纤维的方式进行挤出、切粒，得到复合纤维增强尼龙6再生料。

[0014] 优选的，所述所述挤出的温度为200～245℃。

[0015] 本发明提供了一种复合纤维增强尼龙6再生料，包括如下质量含量的组分：玻璃纤维增强尼龙6废料30～70％，尼龙618～40％，玄武岩纤维9～21％，增韧剂0～9％，润滑剂0.1～0.2％，抗氧剂0.1～0.2％，色母0.5～1％。本发明采用玄武岩纤维对玻璃纤维增强尼龙6废料进行增强，即采用玄武岩纤维和玻璃纤维两种纤维进行复合增强，然后与其他组分结合，有效提高了玻璃纤维增强尼龙6废料的力学性能。实验结果表明，本发明所提供的复合纤维增强尼龙6再生料具有优异的力学性能，其拉伸强度为189～201MPa，弯曲强度为226～254MPa，简支梁缺口冲击强度为12.5～14.8kJ/m2，同时还具有良好的尺寸稳定性，其收缩率仅为0.07～0.11％。

具体实施方式

[0016] 本发明提供了一种复合纤维增强尼龙6再生料，包括如下质量含量的组分：玻璃纤维增强尼龙6废料30～70％，尼龙618～40％，玄武岩纤维9～21％，增韧剂0～9％，润滑剂0.1～0.2％，抗氧剂0.1～0.2％，色母0.5～1％。

[0017] 本发明所提供的复合纤维增强尼龙6再生料包括质量百分含量为30～70％的玻璃纤维增强尼龙6废料，优选为42～60％，更优选为50～55％。

[0018] 在本发明中，所述玻璃纤维增强尼龙6废料是指废旧的由玻璃纤维增强尼龙6制备的产品经选料、清洗、粉碎后得到的破碎物料。本发明对所述玻璃纤维增强尼龙6废料的形状和尺寸没有特殊限定，采用本领域常用的形状和尺寸即可，在本发明实施例中所述玻璃纤维增强尼龙6废料的大小优选为长*宽为1*1cm。在本发明中，所述玻璃纤维增强尼龙6废料的灰分含量(即玻璃纤维含量)优选为25～35％，更优选为28～32％。在本发明中，所述玻璃纤维增强尼龙6废料的密度优选为1.30～1.40g/cm3，本发明对所述玻璃纤维增强尼龙6废料的来源没有特殊限定，可以直接购买。

[0019] 本发明所提供的玻璃纤维增强尼龙6再生料包括质量百分含量为18～40％的尼龙6，优选为22～30％。

[0020] 在本发明中，所述尼龙6的相对粘度优选为2.5-2.9。本发明对尼龙6的来源没有特殊限定，可以直接使用市售尼龙6。

[0021] 本发明所提供的复合纤维增强尼龙6再生料包括质量百分含量为9～21％的玄武岩纤维，优选为12～18％，更优选为15～16％。在本发明中，所述玄武岩纤维作为增强材料，具有强度高、耐高温、抗腐蚀、剪切强度高的优势，与其他组分结合，能够有效提高玻璃纤维增强尼龙6废料的力学性能。

[0022] 在本发明中，所述玄武岩纤维优选为连续玄武岩纤维；所述玄武岩纤维的纤维直径优选为13～15μm；所述玄武岩纤维的线密度优选为1900～2100tex，更优选为2000tex。本发明对玄武岩纤维的来源没有特殊限定，可以直接采用市售产品，本发明实施例中的玄武岩纤维为江苏天龙玄武岩纤维股份有限公司的BCS7-22型号的玄武岩纤维。

[0023] 本发明所提供的复合纤维增强尼龙6再生料包括质量百分含量为0～9％的增韧剂，优选为3～9％，更优选为5～7％。

[0024] 在本发明中，所述增韧剂优选为聚乙烯醋酸乙烯酯、三元乙丙橡胶或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，更优选为聚乙烯醋酸乙烯酯。

[0025] 本发明所提供的复合纤维增强尼龙6再生料包括质量百分含量为0.1～0.2％的润滑剂。在本发明中，所述润滑剂具有内外润滑的作用，能够改善物料的均匀性。

[0026] 在本发明中，所述润滑剂优选为乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂醇、二硬脂酸铅或硬脂酰胺，更优选为乙撑双硬脂酸酰胺。

[0027] 本发明所提供的复合纤维增强尼龙6再生料包括质量百分含量为0.1～0.2％的抗氧剂。在本发明中，所述抗氧剂优选为抗氧剂1098和抗氧剂168的复配抗氧剂；所述抗氧剂1098与抗氧剂168的质量比优选为1:1。

[0028] 本发明所提供的复合纤维增强尼龙6再生料包括质量百分含量为0.5～1％的色母，优选为0.6～0.8％。在本发明中，所述色母能够防止玻璃纤维增强尼龙6再生料出现颜色不统一的问题。在本发明中，本领域技术人员可以根据需要选择色母的颜色和种类。在本发明实施例中，所述色母优选为长春博彩公司提供的型号为EO-0110的黑色母。

[0029] 本发明还提供了上述技术方案所述的复合纤维增强尼龙6再生料的制备方法，包括如下步骤：将玻璃纤维增强尼龙6废料、尼龙6、增韧剂、润滑剂、抗氧剂、色母混合后，采用外加玄武岩纤维的方式进行挤出、切粒，得到复合纤维增强尼龙6再生料。。

[0030] 在本发明中，所述玻璃纤维增强尼龙6废料和尼龙6的水分含量独立地优选为≤0.2％。当所述玻璃纤维增强尼龙6废料或尼龙6的水分含量大于0.2％时，本发明优选对玻璃纤维增强尼龙6废料或尼龙6进行干燥，以控制水分含量为≤0.2％；所述干燥的温度优选为90～110℃，更优选为100℃；本发明对所述干燥的方式没有特殊限定，可以采用本领域常用的干燥方式，如鼓风干燥、真空干燥。

[0031] 本发明对所述混合的设备和方式没有特殊限定，能够将原料混合均匀即可；本发明实施例优选采用高速混合机进行混合，所述混合的时间优选为3～5min，所述混合的转速优选为700～800rpm，更优选为750rpm。

[0032] 在本发明中，所述挤出使用的设备优选采用双螺杆挤出机；具体为：得到混合料后，将所述混合料转运至双螺杆挤出机中，同时将玄武岩纤维从挤出机的进料口处加入，在挤出过程中通过调节喂料速度和纤维股数控制纤维含量。在本发明中，所述挤出机的转速优选为10～40HZ；所述挤出机的频率优选为39～41HZ；所述挤出机的主机电流优选为180～200A；所述挤出的温度优选为200～245℃，具体到挤出机的各区温度则优选为：一区200～
220℃，二区210～230℃，三区220～240℃，四区225～245℃，五区225～245℃，六区225～
245℃，七区225～245℃，八区225～245℃，九区225～245℃，十区225～245℃，机头225～
245℃。

[0033] 所述挤出完成后，本发明优选将玻璃纤维增强尼龙6再生料挤出条冷却，然后进行切粒，得到玻璃纤维增强尼龙6再生料。

[0034] 在本发明中，所述冷却的方式优选为水冷；所述水冷的温度优选为30～50℃；经水冷复合纤维增强尼龙6再生料挤出条的温度降至室温。

[0035] 在本发明中，所述复合纤维增强尼龙6再生料的大小优选为长*宽为3*4mm。

[0036] 切粒完成后，本发明优选对所述切粒所得物料进行干燥，得到玻璃纤维增强尼龙6再生料。在本发明中所述干燥的温度优选为90～110℃；本发明对所述干燥的方式和时间无特殊要求，采用本领域常用的干燥方式将物料干燥至水分≤0.2％即可。

[0037] 下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0038] 实施例1

[0039] 按照如下质量百分含量称取原料：70％的玻璃纤维增强尼龙6废料，20％的尼龙6，10％的连续玄武岩纤维，0.2％的乙撑双硬脂酸酰胺，0.1％的抗氧剂，1％的色母；所述抗氧剂为抗氧剂1098与抗氧剂168以质量比1:1复配得到；

[0040] 将玻璃纤维增强尼龙6废料、尼龙6、增韧剂、润滑剂、抗氧剂、色母在高速混合机中以750转/分钟的转速混合3min，得到混合料；

[0041] 将所述混合料转运至双螺杆挤出机中，同时将玄武岩纤维从挤出机的进料口处加入，在挤出过程中通过调节喂料速度和纤维股数控制玄武岩纤维含量为10％，设定挤出机的转速为10～40HZ，挤出机的频率为39～41HZ，挤出机的主机电流为180～200A，挤出机的各区温度为：一区210℃，二区220℃，三区230℃，四区235℃，五区235℃，六区235℃，七区235℃，八区235℃，九区235℃，十区235℃，机头235℃；挤出得到复合纤维增强尼龙6再生料挤条，经水冷、切粒、干燥，得到粒径为3*4mm的复合纤维增强尼龙6再生料。

[0042] 实施例2

[0043] 按照如下质量百分含量称取原料：50％的玻璃纤维增强尼龙6废料，30％的尼龙6，15％的连续玄武岩纤维，5％的聚乙烯醋酸乙烯酯，0.2％的乙撑双硬脂酸酰胺，0.2％的抗氧剂，0.5％的色母；所述抗氧剂为抗氧剂1098与抗氧剂168以质量比1:1复配得到；

[0044] 将玻璃纤维增强尼龙6废料、尼龙6、增韧剂、润滑剂、抗氧剂、色母在高速混合机中以750转/分钟的转速混合3min，得到混合料；

[0045] 将所述混合料转运至双螺杆挤出机中，同时将玄武岩纤维从挤出机的进料口处加入，在挤出过程中通过调节喂料速度和纤维股数控制玄武岩纤维含量为15％，设定挤出机的转速为10～40HZ，挤出机的频率为39～41HZ，挤出机的主机电流为180～200A，挤出机的各区温度为：一区210℃，二区220℃，三区230℃，四区235℃，五区235℃，六区235℃，七区235℃，八区235℃，九区235℃，十区235℃，机头235℃；挤出得到复合纤维增强尼龙6再生料挤条，经水冷、切粒、干燥，得到粒径为3*4mm的复合纤维增强尼龙6再生料。

[0046] 实施例3

[0047] 按照如下质量百分含量称取原料：30％的玻璃纤维增强尼龙6废料，40％的尼龙6，21％的连续玄武岩纤维，9％的聚乙烯醋酸乙烯酯，0.2％的乙撑双硬脂酸酰胺，0.2％的抗氧剂，0.5％的色母；所述抗氧剂为抗氧剂1098与抗氧剂168以质量比1:1复配得到；

[0048] 将玻璃纤维增强尼龙6废料、尼龙6、增韧剂、润滑剂、抗氧剂、色母在高速混合机中以750转/分钟的转速混合3min，得到混合料；

[0049] 将所述混合料转运至双螺杆挤出机中，同时将玄武岩纤维从挤出机的进料口处加入，在挤出过程中通过调节喂料速度和纤维股数控制玄武岩纤维含量为21％，设定挤出机的转速为10～40HZ，挤出机的频率为39～41HZ，挤出机的主机电流为180～200A，挤出机的各区温度为：一区210℃，二区220℃，三区230℃，四区235℃，五区235℃，六区235℃，七区235℃，八区235℃，九区235℃，十区235℃，机头235℃；挤出得到复合纤维增强尼龙6再生料挤条，经水冷、切粒、干燥，得到粒径为3*4mm的复合纤维增强尼龙6再生料。

[0050] 对比例1

[0051] 按照如下质量百分含量称取原料：70％的玻璃纤维增强尼龙6废料，20％的尼龙6，10％的连续玻璃纤维，0.2％的乙撑双硬脂酸酰胺，0.1％的抗氧剂，1％的色母；所述抗氧剂为抗氧剂1098与抗氧剂168以质量比1:1复配得到；

[0052] 将玻璃纤维增强尼龙6废料、尼龙6、增韧剂、润滑剂、抗氧剂、色母在高速混合机中以750转/分钟的转速混合3min，得到混合料；

[0053] 将所述混合料转运至双螺杆挤出机中，同时将玻璃纤维从挤出机的进料口处加入，在挤出过程中通过调节喂料速度和纤维股数控制纤维含量为10％，设定挤出机的转速为10～40HZ，挤出机的频率为39～41HZ，挤出机的主机电流为180～200A，挤出机的各区温度为：一区210℃，二区220℃，三区230℃，四区235℃，五区235℃，六区235℃，七区235℃，八区235℃，九区235℃，十区235℃，机头235℃；挤出得到复合纤维增强尼龙6再生料挤条，经水冷、切粒、干燥，得到长*宽为3*4mm的玻璃纤维增强尼龙6再生料。

[0054] 将实施例1～3所得复合纤维增强尼龙6再生料、对比例1所得玻璃纤维增强尼龙6再生料、尼龙6、玻璃纤维增强尼龙6废料分别注塑成型为标准样条，所述注塑成型的温度为230～250℃，按照如下方法测试样品的各性能，结果如表1所示：

[0055] 拉伸强度：根据ISO527标准，采用微机控制电子万能试验机测试；

[0056] 弯曲强度：根据ISO178标准，采用微机控制电子万能试验机测试；

[0057] 简支梁缺口冲击强度：根据ISO179标准，采用摆锤式冲击试验机测试；

[0058] 灰分：根据ISO3451标准，采用箱式电阻炉和分析天平测试；

[0059] 收缩率：根据ISO294标准，采用卡尺测试；

[0060] 密度：根据ISO1133标准，使用密度仪测试。

[0061] 表1实施例1～3所得玻璃纤维增强尼龙6再生料、对比例1所得玻璃纤维增强尼龙6再生料、尼龙6、玻璃纤维增强尼龙6废料的性能测试结果

[0062]

[0063] 根据表1的结果可知，采用本发明以玄武岩纤维为增强体增强玻纤增强尼龙6废料，与其他组分结合所得到的复合纤维增强尼龙6再生料具有良好的力学性能，其拉伸强度、弯曲强度和冲击强度相对于对比例1、尼龙6和玻璃纤维增强尼龙6废料均有显著提高，同时其成型收缩率也得到显著改善，仅仅是玻璃纤维增强尼龙6废料的收缩率的1/5。

[0064] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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