高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料及其制備和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于聚酰胺復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，公開(kāi)了一種高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。該聚酰胺復(fù)合材料包含以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分：聚酰胺30～85%；玻璃纖維10～60%；焊接助劑0.5～5%；抗氧劑0.1～2%；熱穩(wěn)定劑0.1～1.5%；加工助劑0.1～1%；其它助劑0.4～4%。本發(fā)明通過(guò)添加焊接助劑和加工助劑，制備得到常溫和高溫（110℃）下具有均優(yōu)異焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，常溫下爆破強(qiáng)度可提高21%，高溫下爆破強(qiáng)度可提高43%，且焊接時(shí)間得到了明顯的降低，能滿足不同行業(yè)對(duì)聚酰胺材料焊接效率的要求，且工藝簡(jiǎn)單，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料及其制備和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚酰胺復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]塑料的焊接方法一般分為兩大類(lèi):一類(lèi)是內(nèi)部加熱法(通過(guò)材料的機(jī)械運(yùn)動(dòng)、內(nèi)部摩擦發(fā)熱)，比如振動(dòng)焊、旋轉(zhuǎn)焊、超聲波焊；另一類(lèi)是外部加熱法，如熱氣焊、熱工具焊、高頻焊、激光焊等。由于塑料焊接技術(shù)具有低成本、高速度、加工方便、原材料適用范圍廣、接合性和工藝性好、有利于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造等綜合優(yōu)勢(shì)，所以應(yīng)用越來(lái)越廣泛，技術(shù)越來(lái)越成熟。
[0003]玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，廣泛應(yīng)用在日常用品，電子電氣，汽車(chē)工業(yè)，交通運(yùn)輸，建筑業(yè)等領(lǐng)域中。但目前來(lái)看，由于聚酰胺材料高熔點(diǎn)高結(jié)晶的特性，造成焊接困難。如何改善增強(qiáng)聚酰胺材料的可焊接性，降低焊接時(shí)間，以擴(kuò)展其在各種行業(yè)中的應(yīng)用，成為目前亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，該玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料常溫下爆破強(qiáng)度可提高21%，高溫下爆破強(qiáng)度可提高43%，且焊接時(shí)間得到了明顯的降低。
[0005]本發(fā)明另一目的在于提供一種上述高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料的制備方法。
[0006]本發(fā)明再一目的在于提供上述高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料在日常用品、電子電氣、汽車(chē)工業(yè)、交通運(yùn)輸`、建筑業(yè)中的應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明的目的通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，包含以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分:
[0009]
聚酰胺30~85 %；
玻璃纖維10~60%;
焊接助劑0.5~5 %；
抗氧劑(U~2%;
熱穩(wěn)定劑0.1~1.5%;
加工助劑0.1~I %;
其它助劑0.4~4 %；
[0010]本發(fā)明的高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，所述的聚酰胺為已內(nèi)酰胺和聚己二酰己二胺中的至少一種。
[0011]優(yōu)選地，本發(fā)明的高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，所述的玻璃纖維為無(wú)堿短切玻璃纖維。
[0012]本發(fā)明的高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，所述的焊接助劑為銅粉、鋁粉、鎂粉、鐵粉、銀粉、石墨、納米碳管、碳纖維和石墨烯中的至少一種，其主要作用為改善材料的導(dǎo)熱性能，從而使焊接部分的熱量分散更均勻，達(dá)到降低焊接時(shí)間提高焊接強(qiáng)度的目的。
[0013]本發(fā)明的高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，所述的抗氧劑為酚類(lèi)、胺類(lèi)、亞磷酸酯類(lèi)、半受阻酚類(lèi)、含丙烯?；倌軋F(tuán)類(lèi)、硫代酯和杯芳烴中的至少一種。
[0014]本發(fā)明的高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，所述的熱穩(wěn)定劑為銅鹽和堿金屬鹵化物的組合。
[0015]本發(fā)明的高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，所述的加工助劑為羥基改性乙撐雙硬脂酸酰胺，其主要作用為提高加工性能。
[0016]本發(fā)明的高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，所述的其它助劑包括潤(rùn)滑劑、抗紫外劑和著色劑等中的至少一種。
[0017]一種上述高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:把聚酰胺、焊接助劑、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、加工助劑、其它助劑按比例加入混合機(jī)混合均勻，加入雙螺桿擠出機(jī)中，玻璃纖維從二區(qū)側(cè)喂料口加入，擠出造粒，得到高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料。
[0018]所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為(40~75):1。
[0019]所述擠出造粒的工藝條件為:雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為100~1000rpm; —區(qū)溫度220~260°C，二區(qū)溫度230~290°C，三區(qū)溫度220~285°C，四區(qū)溫度230~290°C，機(jī)頭溫度為235~295°C。
[0020]上述高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料在日常用品、電子電氣、汽車(chē)工業(yè)、交通運(yùn)輸、建筑業(yè)中的應(yīng)用。
[0021]本發(fā)明的機(jī)理為:
[0022]本發(fā)明通過(guò)添加焊接助劑，改善材料的導(dǎo)熱性能，從而使焊接部分的熱量分散更均勻，達(dá)到降低焊接時(shí)間提高焊接強(qiáng)度的目的。
[0023]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0024]本發(fā)明所制備的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，與常規(guī)制備的增強(qiáng)聚酰胺材料相比，具有優(yōu)異的焊接性能，常溫下爆破強(qiáng)度可提高21%，高溫下爆破強(qiáng)度可提高43%，且焊接時(shí)間得到了明顯的降低，能滿足電子電器、汽車(chē)工業(yè)、交通運(yùn)輸、建筑業(yè)、生活日用品等行業(yè)對(duì)高焊接強(qiáng)度聚酰胺材料的要求，并且能夠降低焊接時(shí)間，滿足不同行業(yè)對(duì)焊接加工效率的要求，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0026]實(shí)施例1:高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料的制備
·[0027]聚酰胺(巴陵石化、YH800)85 wt%；
玻璃纖維(重慶國(guó)際復(fù)合材料有限公司，ECS3014B)10wt%；
抗氧劑(BASF、抗氧劑1010)0.5 wt%；
熱穩(wěn)定劑(三介化工、SH120)I wt%；
[0028]
加工助劑(青島賽諾化工、TAS-2A)I wt%；
銅粉I wt%；
其它助劑(卡博特、PE2718)1.5 ^t%
[0029]按重量百分比稱取各種原材料，除玻璃纖維外其他材料在高速混合器中干混3分鐘；將混合好的原料置于雙螺桿機(jī)中，玻璃纖維從二區(qū)側(cè)喂料口加入，經(jīng)熔融擠出，造粒。其中筒內(nèi)溫度為:一區(qū)250°C，二區(qū)280°C，三區(qū)280°C，四區(qū)290°C，機(jī)頭290°C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為400rpm。
[0030]實(shí)施例2:高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料的制備
[0031]
`聚酰胺(巴陵石化、YH800)30 wt%；
玻璃纖維60 wt%；
抗氧劑(BASF、抗氧劑1010)2 wt%；
熱穩(wěn)定劑(三合化工、SH120)1.5 wt%；
加工助劑(青島賽諾化丁、TAS-2A)I wt%；
鐵粉5 wt%；
其它助劑(巴斯夫、UV328)0.5 wt%；
[0032]按重量百分比稱取各種原材料，除玻璃纖維其他材料在高速混合器中干混5分鐘；將混合好的原料置于雙螺桿機(jī)中，玻璃纖維從二區(qū)側(cè)喂料口加入，經(jīng)熔融擠出，造粒。其中筒內(nèi)溫度為:一區(qū)250°C，二區(qū)280°C，三區(qū)280°C，四區(qū)290°C，機(jī)頭290°C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為400rpm。
[0033]實(shí)施例3:高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料的制備
[0034]聚酰胺(巴陵石化、YH800)76wt%；
玻璃纖維15 wt%；
抗氧劑(BASF、抗氧劑1010)1.5 wt%；
熱穩(wěn)定劑(三合化丁、SH120)0.1 wt%；
加工助劑(青島賽諾化工、TAS-2A)0.1 wt%；
銀粉3.3 wt%；
[0035]
其它助劑(卡博特、PE2718)4 wt%；
[0036]按重量百分比稱取各種原材料，除玻璃纖維其他材料在高速混合器中干混5分鐘；將混合好的原料置于雙螺桿機(jī)中，玻璃纖維從二區(qū)側(cè)喂料口加入，經(jīng)熔融擠出，造粒。其中筒內(nèi)溫度為:一區(qū)250°C，二區(qū)280°C，三區(qū)280°C，四區(qū)290°C，機(jī)頭290°C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為400rpm。
[0037]實(shí)施例4:高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料的制備
[0038]
聚酰胺(巴陵石化、YH400)60 wt%；
玻璃纖維30wt%;
抗氧劑(BASF、抗氧劑1010)O I wt%；
熱穩(wěn)定劑(三介化丁、SHl20)I wt%；
加工助劑(青島賽諾化工、TAS-2A)0.9 wt%；
鋁粉2wt%;
鎂粉2 wt%；
其它助劑(winner、PE-S103)4 wt%；
[0039]按重量百分比稱取各種原材料，除玻璃纖維其他材料在高速混合器中干混5分鐘；將混合好的原料置于雙螺桿機(jī)中，玻璃纖維從二區(qū)側(cè)喂料口加入，經(jīng)熔融擠出，造粒。其中筒內(nèi)溫度為:一區(qū)250°C，二區(qū)280°C，三區(qū)280°C，四區(qū)290°C，機(jī)頭290°C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為400rpm。
[0040]實(shí)施例5:高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料的制備
[0041]聚酰胺(古比雪夫、Volgamid 27)57 wt%；
玻璃纖維35 wt%；
抗氧劑(BASF、抗氧劑1010)1wt%；
熱穩(wěn)定劑(三合化丁、SH120)1 wt%；
加工助劑(青島賽諾化工、TAS-2A)0.1 wt%；
石墨0.5 wt%；
其它助劑(天昊炭黑、TS-10#)0.4 wt%；
[0042]按重量百分比稱取各種原材料，除玻璃纖維其他材料在高速混合器中干混5分鐘；將混合好的原料置于雙螺桿機(jī)中，玻璃纖維從二區(qū)側(cè)喂料口加入，經(jīng)熔融擠出，造粒。其中筒內(nèi)溫度為:一區(qū)250°C，二區(qū)280°C，三區(qū)280°C，四區(qū)290°C，機(jī)頭290°C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為400rpm。
[0043]實(shí)施例6:高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料的制備
[0044]
聚酰胺(古比雪夫、Volgamid 27)60 wt%；
玻璃纖維32 wt%；
抗氧劑(BASF、抗氧劑1010)1 wt%；
熱穩(wěn)定劑(三合化工、SH120)1 wt%；
加工助劑(青島賽諾化工、TAS-2A)0.5 wt%；
碳纖維2.5 wt%；
其它助劑(德固賽、N330)3 wt%；
[0045]按重量百分比稱取各種原材料，除玻璃纖維其他材料在高速混合器中干混5分鐘；將混合好的原料置于雙螺桿機(jī)中，玻璃纖維從二區(qū)側(cè)喂料口加入，經(jīng)熔融擠出，造粒。其中筒內(nèi)溫度為:一區(qū)250°C，二區(qū)280°C，三區(qū)280°C，四區(qū)290°C，機(jī)頭290°C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為400rpm。
[0046]實(shí)施例7:高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料的制備
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于包含以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分:聚酰胺30~85 %;玻璃纖維IO~60 %；焊接助劑0.5~5 %:抗氧劑0.1~2%;熱穩(wěn)定劑0.1~1.5%;加工助劑0.1~I %;其它助劑0.4~4 %。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于:所述的聚酰胺為已內(nèi)酰胺和聚己二酰己二胺中的至少一種；所述的玻璃纖維為無(wú)堿短切玻璃纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于:所述的焊接助劑為銅粉、鋁粉、鎂粉、鐵粉、銀粉、石墨、納米碳管、碳纖維和石墨烯中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述`的高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于:所述的抗氧劑為酚類(lèi)、胺類(lèi)、亞磷酸酯類(lèi)、半受阻酚類(lèi)、含丙烯酰基官能團(tuán)類(lèi)、硫代酯和杯芳烴中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于:所述的熱穩(wěn)定劑為銅鹽和堿金屬鹵化物的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于:所述的加工助劑為羥基改性乙撐雙硬脂酸酰胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于:所述的其它助劑指潤(rùn)滑劑、抗紫外劑和著色劑中的至少一種。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述的高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟:把聚酰胺、焊接助劑、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、加工助劑、其它助劑按比例加入混合機(jī)混合均勻，加入雙螺桿擠出機(jī)中，玻璃纖維從二區(qū)側(cè)喂料口加入，擠出造粒，得到高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為(40~75):1 ;所述擠出造粒的工藝條件為:雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為100~1000rpm ; —區(qū)溫度220~260°C，二區(qū)溫度230~290°C，三區(qū)溫度220~285°C，四區(qū)溫度230~290°C，機(jī)頭溫度為235~295°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述的高焊接性能的玻纖增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料在日常用品、電子電氣、汽車(chē)工業(yè)、交通運(yùn)輸、建筑業(yè)中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C08K7/14GK103665844SQ201310626369
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】張峰, 劉奇祥, 楊波, 錢(qián)志軍, 丁超, 劉樂(lè)文, 錢(qián)永紅 申請(qǐng)人:天津金發(fā)新材料有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司