专利快讯｜金旸：一种高含量玻璃纤维增强聚酰胺材料及其制备方法

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一种高含量玻璃纤维增强聚酰胺材料及其制备方法

申请人：金旸(厦门)新材料科技有限公司 

首次公开日：2022-11-08

 

专利摘要

本发明涉及聚酰胺高分子材料领域，特别涉及一种高含量玻璃纤维增强聚酰胺材料及其制备方法。该制备方法将原料组分喂入双螺杆挤出机中经共混熔融,挤出造粒后制得聚酰胺材料；双螺杆挤出机沿物料输送方向依次包括加料段、熔融塑化段、混炼段、排气段以及计量段；混炼段的螺纹块沿物料输送方向依次包括正向常规输送型螺纹块、正向剪切螺纹块、齿形盘组件、正向常规输送型螺纹块、齿形盘组件、正向剪切螺纹块以及齿形盘组件；计量段的螺纹块沿物料输送方向依次包括正向常规输送型螺纹块、正向剪切螺纹块以及正向常规输送型螺纹块。其加工过程稳定，无冒料，无断条，制得的制件表面无浮纤，制得聚酰胺材料力学性能有明显的提升并且保持良好的流动性。

 

背景技术

聚酰胺树脂具有良好的耐热性、耐磨性、机械性能、阻隔性能、耐化学腐蚀等优异的综合性能，一般用于汽车零部件、电子电器产品、工程配件等产品。

为了进一步提高PA6的机械性能，经常加入各种各样的改性剂，玻璃纤维就是最常见的一种添加剂。为改善PA6的收缩率，通常加入玻璃纤维可以使收缩率降低到0.3％。聚酰胺玻纤增强材料可根据产品的特性要求添加玻纤含量在5-70％的范围，这类材料具有很好的强度、耐热性能、优良的抗冲击性能、良好的尺寸稳定性及低翘曲性等，

但是，高含量(如60％左右或以上含量)的玻璃纤维增强PA6在加工过程中最明显的现象就是出现真空冒料、断条问题。主要原因是因为玻璃纤维与PA6的相容性不好，玻璃纤维分散不充分引起的。

同时随着玻璃纤维的加入，材料易造成浮纤现象，玻璃纤维含量越高，则浮纤现象越发的明显。最终在产品上就容易造成“浮纤”，浮纤现象是玻纤外露造成的，白色的玻纤在塑料熔体充模流动过程中浮露于外表，待冷凝成型后便在塑件表面形成放射状的白色痕迹，当塑件为黑色时会因色泽的差异加大而更加明显，会影响产品外观，从而影响材料的应用和市场竞争力。

因此，如何避免高含量玻璃纤维增强聚酰胺树脂在加工过程中出现真空冒料和断条现象，以及改善制得的成品容易出现浮纤影响产品外观的缺陷，正是本技术领域迫切需要解决的问题。

 

发明内容

为解决上述现有高含量玻璃纤维增强聚酰胺树脂的制备方法存在的问题：制得的成品容易出现浮纤影响产品外观，加工过程会出现断条等现象；本发明提供一种高含量玻璃纤维增强聚酰胺材料的制备方法，其将原料组分喂入双螺杆挤出机中经共混熔融,挤出造粒后制得聚酰胺材料；按重量份计，所述原料组分包括聚酰胺树脂36～39份、玻璃纤维60～62份、抗氧剂0.5～1份以及加工助剂0.5～1份；

所述双螺杆挤出机沿物料输送方向依次包括加料段、熔融塑化段、混炼段、排气段以及计量段；混炼段的螺纹块沿物料输送方向依次包括正向常规输送型螺纹块、正向剪切螺纹块、齿形盘组件、正向常规输送型螺纹块、齿形盘组件、正向剪切螺纹块以及齿形盘组件；所述齿形盘组件包括ZME元件；所述计量段的螺纹块包括正向常规输送型螺纹块、正向剪切螺纹块以及正向常规输送型螺纹块。

本发明中针对特定配方的高含量玻璃纤维增强的聚酰胺材料，将混炼段和排气段的螺纹块排布优化，设置炼段的螺纹块沿物料输送方向依次包括正向常规输送型螺纹块、正向剪切螺纹块、齿形盘组件、正向常规输送型螺纹块、齿形盘组件、正向剪切螺纹块以及齿形盘组件；所述齿形盘组件包括ZME元件；所述计量段的螺纹块沿物料输送方向依次包括正向常规输送型螺纹块、正向剪切螺纹块以及正向常规输送型螺纹块。其中，常规设置的剪切元件用于对物料进行剪切、混合、熔融，常规设置的输送元件用于输送物料，通过螺距和螺槽的变化建立压力，而本发明特定地在混炼段引入齿形盘组件(主要为ZME元件)，该ZME元件具有反向输送物料的能力，在混炼段引入以使玻璃纤维分布得更好，同时，传统方案中计量段一般仅设置有传输元件(常规输送型螺纹块)，本发明在计量段由常规的纯输送元件加入剪切元件(剪切螺纹块)，可以改善玻纤分散，解决断条等问题。通过本发明上述设计，能够提高玻璃纤维的分散性，可以使加工过程稳定、无冒料、无断条，且制件表面无浮纤，本发明通过上述制备工艺的优化，玻璃纤维分散得到改善，制得的聚酰胺材料的整体力学性能有明显的提升，并且保持良好的流动性。

 

（数据来源：智慧芽）