一種高熔接痕強度增強的聚酰胺材料及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子材料技術領域，特別涉及一種高熔接痕強度增強的聚酰胺材料 及其制備方法與應用。
【背景技術】
[0002] 聚酰胺材料是工程塑料材料中應用最廣泛的，使用量最大的通用工程塑料。廣泛 應用于汽車、建筑、電子電器和家電等行業。聚酰胺樹脂經玻纖增強后，能顯著提高其強度、 剛性和沖擊強度，拓寬使用范圍。但是，在應用過程中，經常發現增強聚酰胺成型制件的熔 接痕位置常常成為制件的破壞引發點。對于許多大型或者復雜結構制件，熔接痕的產生難 以避免，雖然這些熔接痕有些甚至難以辨別，但它卻是制品強度上最薄弱的環節，考慮到熔 接痕處制件強度遠遠低于材料本體的強度，制件的破壞或者失效常常由熔接痕導致。為 了進一步擴展玻纖增強聚酰胺材料的應用，迫切需要改善玻纖增強聚酰胺材料的熔接痕強 度。
[0003] 從材料角度改善熔接痕的方法有已經公開的專利申請CN101735577A(-種高熔 接痕強度增強聚對苯二甲酸丁二醇酯材料及其制備方法）和CN101735508A(-種高熔接 痕強度增強聚丙烯材料及其制備方法）。這兩份專利申請從材料角度出發，進行配方的優 化，獲得了非常好的高熔接痕強度增強材料。
[0004] CN102153860A公開了一種高熔接痕強度改性尼龍材料及其制備方法。該專利申 請對所用樹脂霧度值有高要求50μg/g)可能會導致樹脂選材困難，此外加入過多的低 分子量助劑對提高熔接痕強度有不良影響。
[0005] 以上專利申請讓人們了解高熔接痕強度對改性塑料在實際應用中的重大意義，但 是在實際應用中仍然存在熔接痕強度偏低的情況，導致材料的應用受到限制。

【發明內容】

[0006] 本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種高熔接痕強度增強 的聚酰胺材料。
[0007] 本發明的另一目的在于提供所述高熔接痕強度增強的聚酰胺材料的制備方法。
[0008] 本發明的再一目的在于提供所述高熔接痕強度增強的聚酰胺材料的應用。
[0009] 本發明的目的通過下述技術方案實現：一種高熔接痕強度增強的聚酰胺材料，由 如下按質量百分比計的成分組成：聚酰胺樹脂40~82%、玻璃纖維10~50%、聚酰胺共聚 物2~8 %、成核劑0. 3~0. 5 %、抗氧劑0. 1~0. 2 %;優選由如下按質量百分比計的成分組 成：聚酰胺樹脂58. 4~81. 4 %、玻璃纖維15~35 %、聚酰胺共聚物3~6 %、成核劑0. 4 %、 抗氧劑0.2%;更優選由如下按質量百分比計的成分組成：聚酰胺樹脂58. 4~61. 4%、玻璃 纖維35 %、聚酰胺共聚物3~6 %、成核劑0. 4 %、抗氧劑0. 2 %。
[0010] 所述的聚酰胺樹脂為在質量百分比95%的濃硫酸中測定得到的相對粘度為 2.4~2. 8的聚酰胺樹脂。如果樹脂粘度高，流動性差，不利于熔接痕處分子鏈之間的纏結， 熔接痕強度較低；如果樹脂粘度太低的話，樹脂的分子量太低，力學性能特別是韌性較差， 而且熔接痕強度也不能得到進一步提高。
[0011] 所述的聚酰胺樹脂優選為PA6和PA66中的一種或兩種。
[0012] 所述的玻璃纖維優選為經表面處理劑處理的玻璃纖維。經表面處理劑處理的玻璃 纖維與聚酰胺基體樹脂有非常好的界面結合力并能夠在基體中有效分散，這些經表面處理 劑處理的玻璃纖維能夠保證聚酰胺材料具有優異的本體強度，玻璃纖維在基體中的良好的 分散和強的界面結合力可以減少熔接痕強度的下降幅度。
[0013] 所述的表面處理劑優選為硅烷系偶聯劑、鈦酸酯系偶聯劑和鋁酸酯系偶聯劑中的 一種或至少兩種。
[0014] 所述的硅烷系偶聯劑優選為氣基硅烷、環氧基硅烷、置氣基硅烷、丙烯基硅烷和乙 烯基硅烷偶聯劑中的一種或至少兩種。
[0015] 所述的玻璃纖維優選為短切無堿玻纖，直徑為10μm。
[0016] 所述的聚酰胺共聚物優選為粘度為0. 6~0. 9 (ASTMD5225)的聚酰胺共聚物。較 低的分子量，有效改善材料的流動性，幫助材料在熔接位置能夠更好低熔合；此外，低分子 量聚酰胺共聚物加入，拓寬整個基體樹脂的分子量分布寬度，幫助熔接位置的分子鏈之間 相互穿插纏結，明顯改善材料的熔接痕強度。
[0017] 所述的聚酰胺共聚物是由二元羧酸與二元胺進行縮合聚合反應得到或者由內酰 胺開環聚合得到的聚酰胺共聚物。
[0018] 所述的二元羧酸包括丁二酸、己二酸、癸二酸、等脂肪族二元酸和對苯二甲酸、鄰 苯二甲酸、萘二酸等芳香族二元羧酸等，但不限于上述二元羧酸。
[0019] 所述的二元胺包括丁二胺、己二胺、癸二胺、間苯二胺、鄰苯二胺、4-4二氨基二苯 基甲烷等，但不限于上述二元胺。
[0020] 所述的內酰胺包括己內酰胺、辛內酰胺、癸內酰胺、十八內酰胺等，但不限于上述 內酰胺。
[0021] 所述的聚酰胺共聚物更優選粘度為0. 82(ASTMD5225)的PA6I/6T共聚物，如市售 的PA3426。
[0022] 所述的成核劑為蒙旦酸金屬鹽。蒙旦鹽是聚酰胺的高效成核劑，金屬離子作為異 相成核的晶核誘導結晶，加速結晶過程并細化結晶尺寸。一方面改善材料的后續加工性能， 另一方面，細化的結晶尺寸有利于改善材料的熔接強度。
[0023] 所述的蒙旦酸金屬鹽中的金屬離子優選為鈉離子、鈣離子、鉀離子和鋇離子中的 一種或至少兩種。
[0024] 所述的成核劑優選為科萊恩NAV101。
[0025] 所述的抗氧劑為受阻胺類抗氧劑和亞磷酸酯抗氧劑組成的復合抗氧劑。復合抗氧 體系，提尚材料的熱穩定性和加工穩定性。
[0026] 所述的受阻胺類抗氧劑優選為NylostabSEED。
[0027] 所述的亞磷酸酯抗氧劑優選為ultranox627A。
[0028] 所述高熔接痕強度增強的聚酰胺材料的制備方法，包括如下步驟：從雙螺桿擠出 機的主喂料口加入聚酰胺樹脂、聚酰胺共聚物、成核劑和抗氧劑，從側喂料口加入玻璃纖 維，在雙螺桿擠出機中熔融共混擠出后經冷卻、風干、切粒，得到高熔接痕強度增強的聚酰 胺材料。
[0029] 所述的高熔接痕強度增強的聚酰胺材料可廣泛應用于汽車、建筑家具、電動工具 等對材料綜合性能要求高的領域。
[0030] 本發明相對于現有技術具有如下的優點及效果：
[0031] 本發明通過組成材料的選擇和優化，得到高熔接痕強度增強的聚酰胺材料。本發 明選擇的低粘度聚酰胺共聚物不會對該增強聚酰胺材料所具有的物理性能造成損失，同時 可以提尚材料的恪接強度；使用的成核劑不僅改善材料的加工性能，而且進一步提尚材料 的熔接強度。通過低粘度聚酰胺共聚物和成核劑的搭配使用，提高玻纖增強聚酰胺材料的 熔接痕強度，拓寬了材料的應用范圍。
【具體實施方式】
[0032] 下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。 [0033]百分比為質量百分比。
[0034] 實施例1
[0035] 從主喂料口加入61. 4%粘度為2. 45 (95%濃硫酸中測定得到，下同）的PA6樹脂、 3%聚酰胺共聚物（?43426，下同）、0.4%高效成核劑（科萊恩~4￥101，下同）和0.2%抗氧 劑（NylostabSEED和ultranox627A按質量比1:1配比，下同）的混合物，側喂料口加入 35%經表面處理的玻璃纖維（重慶國際復合材料ECS301HP，下同）。在雙螺桿擠出機中熔 融共混擠出后經冷卻、風干、切粒成粒料。將粒料注塑成熔接痕強度測試樣條進行測試。
[0036] 實施例2
[0037] 從主喂料口加入61. 4%粘度為2.78的PA6樹脂、3%聚酰胺共聚物、0.4%高效成 核劑和0. 2%抗氧劑的混合物，側喂料口加入35%經表面處理的玻璃纖維。在雙螺桿擠出 機中熔融