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改性尼龍PA6全面的填充改性方法
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發(fā)表時(shí)間：2022-12-30 14:38:51
PA6全面的填充改性方法：
尼龍的缺點(diǎn)：尺寸精度差，熱膨脹和吸水性對它的尺寸影響很大、耐酸性差，不能用酸性染料染色，也不能接觸過多的酸性物質(zhì)、耐光性差，耐污染性差。
尼龍的優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度高，很高的表面硬度、拉伸強(qiáng)度、抗沖擊能力、耐疲勞、耐折迭、耐磨性、能自潤滑、耐熱耐寒、耐應(yīng)力開裂。同時(shí)，PA易印刷，易染色，電性能優(yōu)良。
針對尼龍的特點(diǎn)，目前其主要改性方向有6種：
降低尼龍吸水性，拓寬尼龍?jiān)诔睗癍h(huán)境使用，確保制備尺寸穩(wěn)定性；
阻燃改性，尼龍制品能夠進(jìn)入電子、高鐵、通訊等行業(yè)；
增強(qiáng)尼龍機(jī)械性能，能夠替代金屬，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化；
提高尼龍抗高、低溫性能，提高耐候性，制品受環(huán)境變化尺寸變化不大，能夠應(yīng)用于高溫環(huán)境；
提高尼龍耐磨性以及抗靜電性；
降低尼龍成本，形成優(yōu)勢競爭，能夠進(jìn)入更為廣闊的產(chǎn)品領(lǐng)域。
一、滑石粉填充改性PA6 
配方組成/質(zhì)量份
樹脂PA6 100；
偶聯(lián)劑KH-550 0.8；
填充劑 滑石粉 30；
潤滑劑HSt 0.4；
分散劑PE蠟 0.5。
制備工藝
PA6易吸潮，首先進(jìn)行干燥處理，在溫度為100~120℃的烘箱中干燥6h除去水分，填充劑滑石粉也需要進(jìn)行表面處理，處理的方法是將偶聯(lián)劑用2~3倍的酒精稀釋，噴灑在填充劑上，混合攪拌3~5min。
然后按配方比例將干燥好的PA6、表面處理過的滑石粉、分散劑和潤滑劑在高速混合機(jī)中充分?jǐn)嚢?，使物料混合均勻，混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。雙螺桿擠出機(jī)的L/D≥25：1；料筒溫度200~260℃；螺桿轉(zhuǎn)速40~60r/min。
材料性能
拉伸強(qiáng)度63.5MPa，缺口沖擊強(qiáng)度7.5kJ/㎡，馬丁耐熱溫度83℃，布氏硬度30，成型收縮率0.57%。
二、硅灰石填充改性PA66 
配方組成/質(zhì)量份
樹脂 PA66 100；
分散劑PE蠟 1.0；
填充劑 硅灰石 40；
穩(wěn)定劑 CdSt 0.4；
偶聯(lián)劑KH-550 0.8；
潤滑劑HSt 0.4。
制備工藝
PA66易吸潮，首先進(jìn)行干燥處理，在溫度為110~120℃的烘箱中干燥6h除去水分，而無機(jī)填料硅灰石也需要進(jìn)行表面活化處理，將偶聯(lián)劑用2~3倍的酒精稀釋后，噴灑在硅灰石上，混合攪拌3~5min。
然后按配方比例將干燥后的PA66、表面處理過的硅灰石、分散劑、穩(wěn)定劑和潤滑劑在高速混合機(jī)中加溫?cái)嚢?0~15min，使物料混合均勻，混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。擠出機(jī)料筒溫度180~260℃；螺桿轉(zhuǎn)速60~80 r/min。
材料性能
拉伸強(qiáng)度61.1~63.5MPa，無缺口沖擊強(qiáng)度102~110kJ/㎡，缺口沖擊強(qiáng)度12~14kJ/㎡，馬丁耐熱溫度60~78℃，成型收縮率0.6%~0.8%。
三、超細(xì)碳酸鈣填充改性PA66 
配方組成/質(zhì)量份
樹脂 82.1；
偶聯(lián)劑KH-560 1.0；
填充劑 超細(xì)碳酸鈣（粒徑<2μm） 16；
抗氧劑245 0.25；
分散劑 聚酰胺蠟（粒徑為6~12μm） 0.4；
抗氧劑168 0.25。
制備工藝
PA66易吸潮，首先進(jìn)行干燥處理，在溫度為100～120℃的烘箱中干燥6h除去水分，然后按配方比例將干燥好的PA66、填充劑、分散劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑在高速混合機(jī)中于室溫狀態(tài)下干混3~5min，混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒制得復(fù)合材料。擠出機(jī)料筒溫度一區(qū)260~270℃，二區(qū)270~280℃，三區(qū)260~ 270℃。
材料性能
彎曲強(qiáng)度113MPa，簡支梁U缺口沖擊強(qiáng)度5.0kJ/㎡，制品表觀質(zhì)量光滑、有光澤。該復(fù)合材料具有制備工藝簡單、成本低、表面光澤度好，同時(shí)其他各項(xiàng)力學(xué)性能優(yōu)異等特點(diǎn)。
四、高嶺土高填充PA66復(fù)合材料 
配方組成/質(zhì)量份
樹脂PA66( EPR32) 55；
增韌劑POE-g-MAH( NMN-493D) 3；
填充劑高嶺土( CPM-1) 40；
助劑 銅鹽( HS-03) 2。
制備工藝
首先將PA66在溫度為110~120℃的烘箱中干燥6h除去水分，然后按配方比例將干燥后的PA66、填充劑、增韌劑和銅鹽助劑加入高速混合機(jī)中，在室溫下混合均勻，混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。
擠出機(jī)螺桿L/D為40：1，料筒各區(qū)段溫度為一區(qū)240℃。二區(qū)280℃，三區(qū)275℃，四區(qū)270℃；螺桿轉(zhuǎn)速350 r/min。
材料性能
拉伸強(qiáng)度82.7MPa，斷裂伸長率4.0%，彎曲強(qiáng)度87.6MPa，彎曲彈性模量5.02GPa，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度5.0kJ/㎡，懸臂梁無缺口沖擊強(qiáng)度86.8kJ/㎡。
五、云母填充改性PA66 
配方組成/質(zhì)量份
樹脂PA66 75；
偶聯(lián)劑KH-560 0.8；
EVA 25；
潤滑劑 白油 1.5；
填充劑云母粉（1000目） 40；
分散劑PE蠟 0.5。
制備工藝
首先將PA66在100~110℃溫度下干燥處理6h除去水分；云母粉在100～110℃鼓風(fēng)干燥箱中烘干6h，再與稀釋的偶聯(lián)劑混合，表面活化處理5~6 min取出待用。
然后按配方比例將干燥后的PA66、EVA、表面處理過的云母粉、分散劑和潤滑劑在高速混合機(jī)中于一定溫度下高速混合攪拌10~15min，混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。擠出機(jī)L/D≥28：1；擠出機(jī)料筒溫度190~250℃；螺桿轉(zhuǎn)速60~80r/min。
材料性能
拉伸強(qiáng)度70.4MPa，彎曲強(qiáng)度138.9MPa，彎曲彈性模量5.52GPa，斷裂伸長率2.1%，缺口沖擊強(qiáng)度6.4 kJ/㎡，熱變形溫度( 1.82MPa) 149℃，成型收縮率0.59%。
六、玻璃微珠填充改性PA6復(fù)合材料 
配方組成/質(zhì)量份
樹脂PA6( BG-25) 85；
復(fù)合偶聯(lián)劑 0.15；
填充劑 空心玻璃微珠（直徑10μm）15。
制備工藝
將復(fù)合偶聯(lián)劑用無水乙醇稀釋10倍，加入空心玻璃微珠中，在高速混合機(jī)中混合均勻，然后把乙醇蒸發(fā)掉，得到表面處理后的空心玻璃微珠；
將經(jīng)過干燥處理的PA6與表面處理后的空心玻璃微珠混合均勻，投入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，并干燥，即得玻璃微珠填充改性PA6復(fù)合材料。
材料性能
拉伸強(qiáng)度64MPa，缺口沖擊強(qiáng)度(23℃)17.8kJ/㎡。該材料具有較高的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，廣泛用于汽車制造、機(jī)械設(shè)備、電子電器、醫(yī)療器械和精密儀器等領(lǐng)域。
七、自潤滑耐磨注塑級石墨填充改性PA66
量份
PA66樹脂 69.4；
熱穩(wěn)定劑 1.2；
導(dǎo)電石墨粉 25；
硅烷偶聯(lián)劑 0.5；
高分子量硅油 2.4；
其他助劑 0.5；
抗氧劑 1.0。
制備工藝
先將導(dǎo)電石墨粉與硅烷偶聯(lián)劑在50℃條件下混合10min后再自然放置6h，PA66在85℃條件下干燥3h后與高分子量硅油在混合機(jī)中混合10min，然后與抗氧劑、熱穩(wěn)定劑以及其他助劑按照配方比例稱量后在混合機(jī)中低速混合10min，原輔料混合效果應(yīng)是各種粒子和粉末基本均勻，沒有明顯團(tuán)塊和集聚；
混合好的物料再經(jīng)積木式平行同向雙螺桿擠出機(jī)在中等剪切強(qiáng)度的螺桿組合情況下抽真空勻速混煉擠出，采用水冷拉條切粒方式，經(jīng)篩分脫水制得自潤滑耐磨注塑級石墨填充改性PA66材料。擠出機(jī)螺桿L/D為40：1。
材料性能
該材料環(huán)保無鹵，在保持原有填充PA66的綜合性能的基礎(chǔ)上，還具有較好的自潤滑性以及耐磨性，同時(shí)在注塑或擠出成品時(shí)能自行脫模，不需要使用脫模劑，原輔材料和生產(chǎn)設(shè)備均采用國產(chǎn)，生產(chǎn)成本和原材料成本大大降低，提高了產(chǎn)品的綜合競爭力。
八、木粉填充改性PA6復(fù)合材料
配方組成/質(zhì)量份
樹脂PA6（B3S注塑級） 60；
相容劑PE-g-MAH（Polybond 3009） 1；
填充劑 松木粉（70~80目） 40；
偶聯(lián)劑KH-550 1；
相容劑PP-g-MAH（Polybond 3200） 3；
潤滑劑 硬脂酸酰胺 1。
制備工藝
先將木粉在180~220℃條件下干燥處理，控制干燥后的木粉含水量為0.8%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）以下，PA6在80~90℃的真空干燥箱中干燥5~6h；
然后按照配方比例將相容劑PP-g-MAH、相容劑PP-g-MAH、偶聯(lián)劑3-氨基丙基三甲氧基硅烷和潤滑劑硬脂酸酰胺在高速混合機(jī)中混合攪拌均勻，制得復(fù)合偶聯(lián)相容劑；
將該復(fù)合偶聯(lián)相容劑加入到干燥后的木粉中，在60~90℃條件下混合攪拌均勻，制得改性木粉；
將改性木粉與PA6樹脂混合后加入到密煉機(jī)中，在180℃下共混10~20min，制得木粉填充改性PA6復(fù)合材料。密煉機(jī)轉(zhuǎn)速為60～100r/min。
材料性能
彎曲強(qiáng)度38.4MPa，沖擊強(qiáng)度5.6kJ/㎡。該材料彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彈性率得到大幅度提高，能夠滿足多種場合的生產(chǎn)工藝和使用性能要求。 ??????
尼龍的缺點(diǎn)：尺寸精度差，熱膨脹和吸水性對它的尺寸影響很大、耐酸性差，不能用酸性染料染色，也不能接觸過多的酸性物質(zhì)、耐光性差，耐污染性差。
尼龍的優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度高，很高的表面硬度、拉伸強(qiáng)度、抗沖擊能力、耐疲勞、耐折迭、耐磨性、能自潤滑、耐熱耐寒、耐應(yīng)力開裂。同時(shí)，PA易印刷，易染色，電性能優(yōu)良。
針對尼龍的特點(diǎn)，目前其主要改性方向有6種：
降低尼龍吸水性，拓寬尼龍?jiān)诔睗癍h(huán)境使用，確保制備尺寸穩(wěn)定性；
阻燃改性，尼龍制品能夠進(jìn)入電子、高鐵、通訊等行業(yè)；
增強(qiáng)尼龍機(jī)械性能，能夠替代金屬，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化；
提高尼龍抗高、低溫性能，提高耐候性，制品受環(huán)境變化尺寸變化不大，能夠應(yīng)用于高溫環(huán)境；
提高尼龍耐磨性以及抗靜電性；
降低尼龍成本，形成優(yōu)勢競爭，能夠進(jìn)入更為廣闊的產(chǎn)品領(lǐng)域。
一、滑石粉填充改性PA6
樹脂PA6 100；
偶聯(lián)劑KH-550 0.8；
填充劑 滑石粉 30；
潤滑劑HSt 0.4；
分散劑PE蠟 0.5。
制備工藝
PA6易吸潮，首先進(jìn)行干燥處理，在溫度為100~120℃的烘箱中干燥6h除去水分，填充劑滑石粉也需要進(jìn)行表面處理，處理的方法是將偶聯(lián)劑用2~3倍的酒精稀釋，噴灑在填充劑上，混合攪拌3~5min。
然后按配方比例將干燥好的PA6、表面處理過的滑石粉、分散劑和潤滑劑在高速混合機(jī)中充分?jǐn)嚢?，使物料混合均勻，混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。雙螺桿擠出機(jī)的L/D≥25：1；料筒溫度200~260℃；螺桿轉(zhuǎn)速40~60r/min。
材料性能
拉伸強(qiáng)度63.5MPa，缺口沖擊強(qiáng)度7.5kJ/㎡，馬丁耐熱溫度83℃，布氏硬度30，成型收縮率0.57%。
二、硅灰石填充改性PA66
配方組成/質(zhì)量份
樹脂 PA66 100；
分散劑PE蠟 1.0；
填充劑 硅灰石 40；
穩(wěn)定劑 CdSt 0.4；
偶聯(lián)劑KH-550 0.8；
潤滑劑HSt 0.4。
制備工藝
PA66易吸潮，首先進(jìn)行干燥處理，在溫度為110~120℃的烘箱中干燥6h除去水分，而無機(jī)填料硅灰石也需要進(jìn)行表面活化處理，將偶聯(lián)劑用2~3倍的酒精稀釋后，噴灑在硅灰石上，混合攪拌3~5min。
然后按配方比例將干燥后的PA66、表面處理過的硅灰石、分散劑、穩(wěn)定劑和潤滑劑在高速混合機(jī)中加溫?cái)嚢?0~15min，使物料混合均勻，混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。擠出機(jī)料筒溫度180~260℃；螺桿轉(zhuǎn)速60~80 r/min。
材料性能
拉伸強(qiáng)度61.1~63.5MPa，無缺口沖擊強(qiáng)度102~110kJ/㎡，缺口沖擊強(qiáng)度12~14kJ/㎡，馬丁耐熱溫度60~78℃，成型收縮率0.6%~0.8%。
三、超細(xì)碳酸鈣填充改性PA66
樹脂 82.1；
偶聯(lián)劑KH-560 1.0；
填充劑 超細(xì)碳酸鈣（粒徑<2μm） 16；
抗氧劑245 0.25；
分散劑 聚酰胺蠟（粒徑為6~12μm） 0.4；
抗氧劑168 0.25。
制備工藝
PA66易吸潮，首先進(jìn)行干燥處理，在溫度為100～120℃的烘箱中干燥6h除去水分，然后按配方比例將干燥好的PA66、填充劑、分散劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑在高速混合機(jī)中于室溫狀態(tài)下干混3~5min，混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒制得復(fù)合材料。擠出機(jī)料筒溫度一區(qū)260~270℃，二區(qū)270~280℃，三區(qū)260~ 270℃。
材料性能
彎曲強(qiáng)度113MPa，簡支梁U缺口沖擊強(qiáng)度5.0kJ/㎡，制品表觀質(zhì)量光滑、有光澤。該復(fù)合材料具有制備工藝簡單、成本低、表面光澤度好，同時(shí)其他各項(xiàng)力學(xué)性能優(yōu)異等特點(diǎn)。
四、高嶺土高填充PA66復(fù)合材料
樹脂PA66( EPR32) 55；
增韌劑POE-g-MAH( NMN-493D) 3；
填充劑高嶺土( CPM-1) 40；
助劑 銅鹽( HS-03) 2。
制備工藝
首先將PA66在溫度為110~120℃的烘箱中干燥6h除去水分，然后按配方比例將干燥后的PA66、填充劑、增韌劑和銅鹽助劑加入高速混合機(jī)中，在室溫下混合均勻，混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。
擠出機(jī)螺桿L/D為40：1，料筒各區(qū)段溫度為一區(qū)240℃。二區(qū)280℃，三區(qū)275℃，四區(qū)270℃；螺桿轉(zhuǎn)速350 r/min。
材料性能
拉伸強(qiáng)度82.7MPa，斷裂伸長率4.0%，彎曲強(qiáng)度87.6MPa，彎曲彈性模量5.02GPa，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度5.0kJ/㎡，懸臂梁無缺口沖擊強(qiáng)度86.8kJ/㎡。
五、云母填充改性PA66
樹脂PA66 75；
偶聯(lián)劑KH-560 0.8；
EVA 25；
潤滑劑 白油 1.5；
填充劑云母粉（1000目） 40；
分散劑PE蠟 0.5。
制備工藝
首先將PA66在100~110℃溫度下干燥處理6h除去水分；云母粉在100～110℃鼓風(fēng)干燥箱中烘干6h，再與稀釋的偶聯(lián)劑混合，表面活化處理5~6 min取出待用。
然后按配方比例將干燥后的PA66、EVA、表面處理過的云母粉、分散劑和潤滑劑在高速混合機(jī)中于一定溫度下高速混合攪拌10~15min，混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。擠出機(jī)L/D≥28：1；擠出機(jī)料筒溫度190~250℃；螺桿轉(zhuǎn)速60~80r/min。
材料性能
拉伸強(qiáng)度70.4MPa，彎曲強(qiáng)度138.9MPa，彎曲彈性模量5.52GPa，斷裂伸長率2.1%，缺口沖擊強(qiáng)度6.4 kJ/㎡，熱變形溫度( 1.82MPa) 149℃，成型收縮率0.59%。
六、玻璃微珠填充改性PA6復(fù)合材料
樹脂PA6( BG-25) 85；
復(fù)合偶聯(lián)劑 0.15；
填充劑 空心玻璃微珠（直徑10μm）15。
制備工藝
將復(fù)合偶聯(lián)劑用無水乙醇稀釋10倍，加入空心玻璃微珠中，在高速混合機(jī)中混合均勻，然后把乙醇蒸發(fā)掉，得到表面處理后的空心玻璃微珠；
將經(jīng)過干燥處理的PA6與表面處理后的空心玻璃微珠混合均勻，投入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，并干燥，即得玻璃微珠填充改性PA6復(fù)合材料。
材料性能
拉伸強(qiáng)度64MPa，缺口沖擊強(qiáng)度(23℃)17.8kJ/㎡。該材料具有較高的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，廣泛用于汽車制造、機(jī)械設(shè)備、電子電器、醫(yī)療器械和精密儀器等領(lǐng)域。
七、自潤滑耐磨注塑級石墨填充改性PA66
量份
PA66樹脂 69.4；
熱穩(wěn)定劑 1.2；
導(dǎo)電石墨粉 25；
硅烷偶聯(lián)劑 0.5；
高分子量硅油 2.4；
其他助劑 0.5；
抗氧劑 1.0。
制備工藝
先將導(dǎo)電石墨粉與硅烷偶聯(lián)劑在50℃條件下混合10min后再自然放置6h，PA66在85℃條件下干燥3h后與高分子量硅油在混合機(jī)中混合10min，然后與抗氧劑、熱穩(wěn)定劑以及其他助劑按照配方比例稱量后在混合機(jī)中低速混合10min，原輔料混合效果應(yīng)是各種粒子和粉末基本均勻，沒有明顯團(tuán)塊和集聚；
混合好的物料再經(jīng)積木式平行同向雙螺桿擠出機(jī)在中等剪切強(qiáng)度的螺桿組合情況下抽真空勻速混煉擠出，采用水冷拉條切粒方式，經(jīng)篩分脫水制得自潤滑耐磨注塑級石墨填充改性PA66材料。擠出機(jī)螺桿L/D為40：1。
材料性能
該材料環(huán)保無鹵，在保持原有填充PA66的綜合性能的基礎(chǔ)上，還具有較好的自潤滑性以及耐磨性，同時(shí)在注塑或擠出成品時(shí)能自行脫模，不需要使用脫模劑，原輔材料和生產(chǎn)設(shè)備均采用國產(chǎn)，生產(chǎn)成本和原材料成本大大降低，提高了產(chǎn)品的綜合競爭力。
八、木粉填充改性PA6復(fù)合材料
配方組成/質(zhì)量份
樹脂PA6（B3S注塑級） 60；
相容劑PE-g-MAH（Polybond 3009） 1；
填充劑 松木粉（70~80目） 40；
偶聯(lián)劑KH-550 1；
相容劑PP-g-MAH（Polybond 3200） 3；
潤滑劑 硬脂酸酰胺 1。
制備工藝
先將木粉在180~220℃條件下干燥處理，控制干燥后的木粉含水量為0.8%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）以下，PA6在80~90℃的真空干燥箱中干燥5~6h；
然后按照配方比例將相容劑PP-g-MAH、相容劑PP-g-MAH、偶聯(lián)劑3-氨基丙基三甲氧基硅烷和潤滑劑硬脂酸酰胺在高速混合機(jī)中混合攪拌均勻，制得復(fù)合偶聯(lián)相容劑；
將該復(fù)合偶聯(lián)相容劑加入到干燥后的木粉中，在60~90℃條件下混合攪拌均勻，制得改性木粉；
將改性木粉與PA6樹脂混合后加入到密煉機(jī)中，在180℃下共混10~20min，制得木粉填充改性PA6復(fù)合材料。密煉機(jī)轉(zhuǎn)速為60～100r/min。
材料性能
彎曲強(qiáng)度38.4MPa，沖擊強(qiáng)度5.6kJ/㎡。該材料彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彈性率得到大幅度提高，能夠滿足多種場合的生產(chǎn)工藝和使用性能要求。 ??????
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