一種硅藻土/尼龍-6復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于塑料填充改性領域，具體涉及到一種具有多級微孔結構的天然生物沉積巖無機填料。
【背景技術】
[0002]聚酰胺俗稱尼龍，是一種歷史最悠久、產量最大、應用最廣泛的一種工程塑料。聚酰胺是一種半結晶性的聚合物，分子鏈中含有大量極性的酰胺基團，極性強，形成的氫鍵使分子鏈間的作用力很大，因此，具有較強的機械強度、高熔點、耐油、耐磨、耐腐蝕性等。憑借其優(yōu)良的性能，泛應用在汽車、儀器儀表、機械工業(yè)、運動休閑、日用消費品等領域。聚酰胺種類繁多，有脂肪族的PA6，PA66，PA11、12、610、612、1010等還有芳香族的聚對苯二甲酰對苯二胺，以及近幾年的新品種PA6T，PA9T以及特殊尼龍MXD6等，其中PA6，PA66占總量的80%以上。盡管聚酰胺優(yōu)點眾多，應用廣泛，但是由于含有大量酰胺基團具有很強的吸水性，導致產品尺寸穩(wěn)定性差，并且干態(tài)或低溫下沖擊強度低，這些缺點限制了其應用。為了得到性能多樣的產品，拓展其應用領域，對尼龍改性勢在必行。
[0003]目前對尼龍改性主要是使其向高強度、高模量、低吸水性和高附加值以及優(yōu)良加工性能等方向發(fā)展。有化學方法和物理方法兩種途徑，其中物理改性經濟易行被廣泛采用。主要有如通過尼龍與聚烯烴、彈性體等共混進行改性，以提高其韌性，使用滑石粉、硅灰石等無機物進行填充改性以提高其強度等，在眾多的改性研宄中無機物的填充增強改性是常用的一種方法。
[0004]硅藻土是一種天然的含多級有序排列微孔結構的生物沉積巖，孔隙率達80% -90%,強吸附性和高比表面積是其獨特的優(yōu)勢，并且硅藻土具有作為填料應具備的性質:化學穩(wěn)定性好、加工性好、密度小、比表面積大、吸附性好、懸浮性好、吸油值高、耐磨性好、是光、電、聲的不良導體并且礦源豐富。特別是其多級有序的微孔結構在作為聚合物材料、環(huán)保材料、室內裝修材料、涂料的填料、廢水處理、建筑、農業(yè)、食品飲料等方面有很高的應用價值。硅藻土分布廣泛，價格低廉，且硅藻土作為塑料的填料，能明顯增強制品的剛性和硬度，提高制品的耐熱、耐磨、抗老化等性能，大幅度降低成本，在聚合物改性中的應用前景巨大，國外有一定的研宄基礎，而我國還處在起步階段，因此根據我國硅藻土的特點，充分利用新的硅藻土加工技術，開發(fā)硅藻土在新型材料、功能性材料等方面的應用，將為我國娃藻土行業(yè)帶來更多新的機遇。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于使用一種多孔性的無機填料硅藻土，對尼龍-6進行填充改性，制備一種硅藻土 /尼龍-6復合材料，并研宄硅藻土對尼龍-6的強度以及模量的影響。
[0006]為了實現上述任務，本發(fā)明采用如下技術方案予以實現:
[0007]一種硅藻土 /尼龍-6復合材料，其特征在于:以重量百分數計，由以下原料組成:尼龍_6為70?95%，娃藻土為5?30% ;所使用的娃藻土為粒徑為5?40 μ m，娃藻土經過表面處理劑處理，其中:
[0008]表面處理劑為硬脂酸、硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯、鈦酸酯中的一種或多種混合物。
[0009]進一步所述的尼龍-6熔體流動速率為8-15g/10min。
[0010]所述的一種硅藻土 /尼龍-6復合材料的制備方法，其特征在于按照以下步驟進行:
[0011]步驟一，將尼龍-6在干燥箱中干燥；
[0012]步驟二，將硅藻土在干燥箱中干燥；
[0013]步驟三，將干燥后的硅藻土使用表面處理劑進行干法處理，其中表面處理劑用量為娃藻土的0.2-lwt% ；
[0014]步驟四，將尼龍-6和步驟三中經表面處理的硅藻土按照配方比例預混，使得原料初步混合均勻，得到預混料，其中所述的配方比例以重量百分數計，由以下原料組成:尼龍-6為70?95%，硅藻土為5?30%，原料的總量為100% ；
[0015]步驟五，將步驟四得到的預混料加入雙螺桿擠出機中進行混煉，其中:
[0016]所述的雙螺桿擠出機的螺桿為同向平行雙螺桿，長徑比為32:1?48:1。
[0017]所述的雙螺桿擠出機的轉速為150?230r/min ；
[0018]所述的雙螺桿擠出機加工溫度為230?255°C ;
[0019]步驟六，將從雙螺桿擠出機中出來的物料進行水冷，造粒，得到硅藻土 /尼龍-6復合材料粒料。本發(fā)明與現有技術相比，有益的技術效果是:
[0020]本發(fā)明所使用的無機填料硅藻土，具有大量的天然微孔結構，其高吸附性、高表面自由能，其他無機填料不可比擬。在塑料填充改性領域，無機物的加入在提高材料強度的同時，會使其韌性降低，本發(fā)明將硅藻土對尼龍-6進行填充改性，可以全面提高尼龍-6的強度、模量、韌性以及熱變形溫度，一方面降低了成本，減少尼龍-6的使用量，節(jié)能環(huán)保；另一方面拓寬了硅藻土的應用領域，提高了硅藻土的有效利用性。
【附圖說明】
[0021]圖1硅藻土含量對硅藻土/尼龍-6復合材料拉伸性能的影響
[0022]圖2硅藻土含量對硅藻土/尼龍-6復合材料彎曲性能的影響
[0023]圖3硅藻土含量對硅藻土 /尼龍-6復合材料缺口沖擊強度的影響
[0024]圖4硅藻土含量對硅藻土 /尼龍-6復合材料熱變形溫度的影響
【具體實施方式】
[0025]遵從上述技術方案，本發(fā)明通過下述實施例予以實現:
[0026]以重量百分數計，由以下原料組成:以重量百分數計，由以下原料組成:尼龍-6為70?95%，硅藻土為5?30%，原料的總量為100%，其中:
[0027]所使用的娃藻土來自吉林遠通礦業(yè)有限公司，粒徑為5?40 μ m，
[0028]硅藻土經過表面處理劑處理，其中:
[0029]表面處理劑為硬脂酸、硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯、鈦酸酯中的一種或多種混合物。
[0030]尼龍-6為中石化石家莊煉化分公司生產，熔體流動速率為15g/10min ;
[0031]本發(fā)明實驗方案按照以下步驟進行:
[0032]步驟一，將尼龍-6在干燥箱中干燥；
[0033]步驟二，將硅藻土在干燥箱中干燥；
[0034]步驟三，將干燥后的硅藻土使用KH550硅烷偶聯(lián)劑進行干法處理，其中硅烷偶聯(lián)劑用量為娃藻土的Iwt% ；
[0035]步驟四，將尼龍-6和步驟三中經表面處理的硅藻土按照配方比例預混，使得原料初步混合均勻，得到預混料，其中所述的配方比例以重量百分數計，由以下原料組成:尼龍-6為70?95%，硅藻土為5?30%，原料的總量為100% ；
[0036]步驟五，將步驟四得到的預混料加入雙螺桿擠出機中進行混煉，，其中:
[0037]所述的雙螺桿擠出機的螺桿為同向平行雙螺桿，長徑比為32:1?48:1。
[0038]所述的雙螺桿擠出機的轉速為150?230r/min ；
[0039]所述的雙螺桿擠出機加工溫度為230?255°C ；
[0040]步驟六，將從雙螺桿擠出機中出來的物料進行水冷，造粒，得到硅藻土 /尼龍-6復合材料粒料。
[0041]本實驗所用儀器為:
[0042]高速混煉機:Z512-1，北京鋼化廠；
[0043]真空干燥箱:DZF-6020，北京陸?？萍加?