CN106589927A - 一种纤维共混增强尼龙复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纤维共混增强尼龙复合材料及其制备方法，其由尼龙树脂、短切玻璃纤维、短切碳纤维、增韧剂、抗氧剂及润滑剂六种成分组成，由以下重量份计的原料组成：尼龙树脂30～90份、短切玻璃纤维纤维5～30份，短切碳纤维5～30份、增韧剂0～10份、抗氧剂0.1～1份、润滑剂0.2～2份。本发明的有益效果为：1、与目前市场上常见的玻璃纤维增强尼龙复合材料相比，本发明的纤维共混复合材料在拉伸强度、拉伸模量、冲击强度等性能上有大幅度提升，同时使材料具有导电性能。2、本发明的制备方法操作简单，而且价格便宜很多，适合工业化生产和应用。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及到一种纤维共混增强尼龙复合材料及其制备方法。
背景技术
尼龙具有良好的综合性能，目前碳纤维增强尼龙复合材料是国内外首选的高性能增强材料。碳纤维具有轻质高强、模量高、耐温性能好、抗疲劳性优异、导电性好等多种优异性能，被广泛应用于军工领域及电子器械、建筑材料、体育器材、飞机汽车等领域。然而，碳纤维增强材料较高的价格限制了其在民用领域上的应用。玻璃纤维相对于碳纤维在强度模量等机械性能方面有所差距，且其密度比碳纤维大，不具有导电性能。纤维共混增强尼龙复合材料就是从市场出发，为了解决一些特殊工业产品要求材料有较高力学性能同时具备导电性，又无法接受纯碳纤维增强尼龙价格的问题而开发的一种复合材料，用玻璃纤维代替部分碳纤维，在提高增强尼龙力学性能和保持其导电性的同时也能降低产品的价格。
发明内容
为了克服现有的技术不足，本发明提供一种力学性能好，具有良好的导电性能，而且价格相对便宜的纤维共混增强尼龙复合材料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种纤维共混增强尼龙复合材料，其由尼龙树脂、短切玻璃纤维、短切碳纤维、增韧剂、抗氧剂及润滑剂六种成分组成，由以下重量份计的原料组成：尼龙树脂30～90份、短切玻璃纤维纤维5～30份，短切碳纤维5～30份、增韧剂0～10份、抗氧剂0.1～1份、润滑剂0.2～2份。
上述纤维共混增强尼龙复合材料体系中。
所述的尼龙树脂是尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙6T和尼龙9T中的一种或者几种的组合。
所述的短切玻璃纤维为表面经过硅烷偶联剂处理的短切玻璃纤维，长度为6mm；短切碳纤维为表面经过多种酸混合溶液处理的短切PAN基碳纤维或沥青基碳纤维，长度为6mm。
所述的增韧剂为马来酸酐接枝的EPDM、POE和SEBS中的一种或者几种组合。
所述的抗氧剂由受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168复配而成。
所述的润滑剂为聚四氟乙烯。
上述纤维共混增强尼龙复合材料的制备方法，其步骤如下：
1)碳纤维表面处理：将60wt％浓硫酸、20wt％硝酸、10wt％高锰酸钾和10wt％双氧水进行混合后加水调配到浓度为45％～65％的溶液，然后将调配好的溶液加热到50℃～90℃，将碳纤维加入溶液中进行浸泡处理，在50℃～90℃的温度条件下，浸泡处理30～90分钟，然后将碳纤维取出，用水冲洗干净，然后在80℃～110℃温度下烘干，即可得到经过表面处理的碳纤维；
2)按照重量配比称取各原料，并将称好的原材料投入到高速混合器中充分混合3～5分钟；
3)短切玻璃纤维和短切碳纤维按照比例混合均匀；
4)将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，并在双螺杆挤出机的侧喂料口中加入经步骤(3)得到的混合纤维，通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度250℃～260℃、二区温度250℃～260℃、三区温度255℃～265℃、四区温度255℃～265℃、五区温度260℃～270℃、六区温度260℃～270℃、七区温度265℃～275℃、八区温度265℃～275℃、九区温度270℃～280℃、机头温度265℃～275℃，螺杆转速300r/min～500r/min，；
5)将步骤(4)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
本发明的有益效果为：1、与目前市场上常见的玻璃纤维增强尼龙复合材料相比，本发明的纤维共混复合材料在拉伸强度、拉伸模量、冲击强度等性能上有大幅度提升，同时使材料具有导电性能。2、本发明的制备方法操作简单，而且价格便宜很多，适合工业化生产和应用。
具体实施方式
下面结合具体实例来进行进一步说明本发明的技术方案。
纤维共混增强尼龙复合材料，其组成(重量比)为：尼龙树脂30～90份、短切玻璃纤维纤维5～30份，短切碳纤维5～30份、增韧剂0～10份、抗氧剂0.1～1份、润滑剂0.2～2份。
本产品使用的尼龙树脂可以是尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙6T和尼龙9T等中的一种或者几种的组合；短切玻璃纤维为表面经过硅烷偶联剂处理的短切玻璃纤维，长度为6mm；短切碳纤维为表面经过多种酸混合溶液处理的短切PAN基碳纤维或沥青基碳纤维，长度为6mm；增韧剂为马来酸酐接枝的EPDM、POE、SBS中的一种或几种的组合；抗氧剂由受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168复配而成；润滑剂为聚四氟乙烯。
纤维共混增强尼龙复合材料的制备方法：
1)：碳纤维表面处理：将60wt％浓硫酸、20wt％硝酸、10wt％高锰酸钾和10wt％双氧水进行混合后加水调配到浓度为45％～65％的溶液，然后将调配好的溶液加热到50℃～90℃，将碳纤维加入溶液中进行浸泡处理，在50℃～90℃的温度条件下，浸泡处理30～90分钟，然后将碳纤维取出，用水冲洗干净，然后在80℃～110℃温度下烘干，即可得到经过表面处理的碳纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙树脂及其它助剂，将称好的原材料投入到高速混合器中充分混合3～5分钟；
3)：短切玻璃纤维和短切碳纤维按照比例混合均匀；
4)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，并在双螺杆挤出机的侧喂料口中加入经步骤(3)得到的混合纤维，通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度250℃～260℃、二区温度250℃～260℃、三区温度255℃～265℃、四区温度255℃～265℃、五区温度260℃～270℃、六区温度260℃～270℃、七区温度265℃～275℃、八区温度265℃～275℃、九区温度270℃～280℃、机头温度265℃～275℃，螺杆转速300r/min～500r/min；
5)：将步骤(4)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
为便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1：
1)：碳纤维表面处理：将60wt％浓硫酸、20wt％硝酸、10wt％高锰酸钾和10wt％双氧水进行混合后加水调配到浓度为45％～65％的溶液，然后将调配好的溶液加热到50℃～90℃，将碳纤维加入溶液中进行浸泡处理，在50℃～90℃的温度条件下，浸泡处理30～90分钟，然后将碳纤维取出，用水冲洗干净，然后在80℃～110℃温度下烘干，即可得到经过表面处理的碳纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙66树脂79.2份，并经烘箱烘干；加入0.3份抗氧剂，0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将短切玻璃纤维10份和短切碳纤维10份按照1：1比例混合；
4)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入经步骤(3)得到的混合纤维，使得混合纤维重量份数为20份；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度250℃～260℃、二区温度250℃～260℃、三区温度255℃～265℃、四区温度255℃～265℃、五区温度260℃～270℃、六区温度260℃～270℃、七区温度265℃～275℃、八区温度265℃～275℃、九区温度270℃～280℃、机头温度265℃～275℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
5)：将步骤(4)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
实施例2：
1)：碳纤维表面处理：将60wt％浓硫酸、20wt％硝酸、10wt％高锰酸钾和10wt％双氧水进行混合后加水调配到浓度为45％～65％的溶液，然后将调配好的溶液加热到50℃～90℃，将碳纤维加入溶液中进行浸泡处理，在50℃～90℃的温度条件下，浸泡处理30～90分钟，然后将碳纤维取出，用水冲洗干净，然后在80℃～110℃温度下烘干，即可得到经过表面处理的碳纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙66树脂69.2份，并经烘箱烘干；加入0.3份抗氧剂，0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将短切玻璃纤维20份和短切碳纤维10份按照2：1比例混合；
4)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入经步骤(3)得到的混合纤维，使得混合纤维重量份数为30份；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度250℃～260℃、二区温度250℃～260℃、三区温度255℃～265℃、四区温度255℃～265℃、五区温度260℃～270℃、六区温度260℃～270℃、七区温度265℃～275℃、八区温度265℃～275℃、九区温度270℃～280℃、机头温度265℃～275℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
5)：将步骤(4)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
实施例3：
1)：碳纤维表面处理：将60wt％浓硫酸、20wt％硝酸、10wt％高锰酸钾和10wt％双氧水进行混合后加水调配到浓度为45％～65％的溶液，然后将调配好的溶液加热到50℃～90℃，将碳纤维加入溶液中进行浸泡处理，在50℃～90℃的温度条件下，浸泡处理30～90分钟，然后将碳纤维取出，用水冲洗干净，然后在80℃～110℃温度下烘干，即可得到经过表面处理的碳纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙66树脂64.2份，并经烘箱烘干；加入0.3份抗氧剂，0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将短切玻璃纤维20份和短切碳纤维15份按照4：3比例混合；
4)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入经步骤(3)得到的混合纤维，使得混合纤维重量份数为35份；将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧喂料口中加入经步骤(3)得到的混合纤维，通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度250℃～260℃、二区温度250℃～260℃、三区温度255℃～265℃、四区温度255℃～265℃、五区温度260℃～270℃、六区温度260℃～270℃、七区温度265℃～275℃、八区温度265℃～275℃、九区温度270℃～280℃、机头温度265℃～275℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
5)：将步骤(4)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
实施例4：
1)：碳纤维表面处理：将60wt％浓硫酸、20wt％硝酸、10wt％高锰酸钾和10wt％双氧水进行混合后加水调配到浓度为45％～65％的溶液，然后将调配好的溶液加热到50℃～90℃，将碳纤维加入溶液中进行浸泡处理，在50℃～90℃的温度条件下，浸泡处理30～90分钟，然后将碳纤维取出，用水冲洗干净，然后在80℃～110℃温度下烘干，即可得到经过表面处理的碳纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙66树脂69.2份，并经烘箱烘干；加入0.3份抗氧剂，0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将短切玻璃纤维25份和短切碳纤维5份按照5：1比例混合；
4)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入经步骤(3)得到的混合纤维，使得混合纤维重量份数为35份；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度250℃～260℃、二区温度250℃～260℃、三区温度255℃～265℃、四区温度255℃～265℃、五区温度260℃～270℃、六区温度260℃～270℃、七区温度265℃～275℃、八区温度265℃～275℃、九区温度270℃～280℃、机头温度265℃～275℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
5)：将步骤(4)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
对比例1：
1)：碳纤维表面处理：将60wt％浓硫酸、20wt％硝酸、10wt％高锰酸钾和10wt％双氧水进行混合后加水调配到浓度为45％～65％的溶液，然后将调配好的溶液加热到50℃～90℃，将碳纤维加入溶液中进行浸泡处理，在50℃～90℃的温度条件下，浸泡处理30～90分钟，然后将碳纤维取出，用水冲洗干净，然后在80℃～110℃温度下烘干，即可得到经过表面处理的碳纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙66树脂89.2份，并经烘箱烘干；加入0.3份抗氧剂，3份POE-g-MAH及0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入短切碳纤维10份；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度250℃～260℃、二区温度250℃～260℃、三区温度255℃～265℃、四区温度255℃～265℃、五区温度260℃～270℃、六区温度260℃～270℃、七区温度265℃～275℃、八区温度265℃～275℃、九区温度270℃～280℃、机头温度265℃～275℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
4)将步骤(3)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
对比例2：
1)：碳纤维表面处理：将60wt％浓硫酸、20wt％硝酸、10wt％高锰酸钾和10wt％双氧水进行混合后加水调配到浓度为45％～65％的溶液，然后将调配好的溶液加热到50℃～90℃，将碳纤维加入溶液中进行浸泡处理，在50℃～90℃的温度条件下，浸泡处理30～90分钟，然后将碳纤维取出，用水冲洗干净，然后在80℃～110℃温度下烘干，即可得到经过表面处理的碳纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙66树脂76.2份，并经烘箱烘干；加入0.3份抗氧剂，3份POE-g-MAH及0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入短切碳纤维20份；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度250℃～260℃、二区温度250℃～260℃、三区温度255℃～265℃、四区温度255℃～265℃、五区温度260℃～270℃、六区温度260℃～270℃、七区温度265℃～275℃、八区温度265℃～275℃、九区温度270℃～280℃、机头温度265℃～275℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
4)：将步骤(3)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
对比例3：
1)：碳纤维表面处理：将60wt％浓硫酸、20wt％硝酸、10wt％高锰酸钾和10wt％双氧水进行混合后加水调配到浓度为45％～65％的溶液，然后将调配好的溶液加热到50℃～90℃，将碳纤维加入溶液中进行浸泡处理，在50℃～90℃的温度条件下，浸泡处理30～90分钟，然后将碳纤维取出，用水冲洗干净，然后在80℃～110℃温度下烘干，即可得到经过表面处理的碳纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙66树脂66.2份，并经烘箱烘干；加入0.3份抗氧剂，3份POE-g-MAH及0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入短切碳纤维30份；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度250℃～260℃、二区温度250℃～260℃、三区温度255℃～265℃、四区温度255℃～265℃、五区温度260℃～270℃、六区温度260℃～270℃、七区温度265℃～275℃、八区温度265℃～275℃、九区温度270℃～280℃、机头温度265℃～275℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
4)：将步骤(3)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
对比例4：
1)：碳纤维表面处理：将60wt％浓硫酸、20wt％硝酸、10wt％高锰酸钾和10wt％双氧水进行混合后加水调配到浓度为45％～65％的溶液，然后将调配好的溶液加热到50℃～90℃，将碳纤维加入溶液中进行浸泡处理，在50℃～90℃的温度条件下，浸泡处理30～90分钟，然后将碳纤维取出，用水冲洗干净，然后在80℃～110℃温度下烘干，即可得到经过表面处理的碳纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙66树脂89.2份，并经烘箱烘干；加入0.3份抗氧剂，3份POE-g-MAH及0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入短切玻璃纤维10份；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度250℃～260℃、二区温度250℃～260℃、三区温度255℃～265℃、四区温度255℃～265℃、五区温度260℃～270℃、六区温度260℃～270℃、七区温度265℃～275℃、八区温度265℃～275℃、九区温度270℃～280℃、机头温度265℃～275℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
4)：将步骤(3)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
对比例5：
1)：碳纤维表面处理：将60wt％浓硫酸、20wt％硝酸、10wt％高锰酸钾和10wt％双氧水进行混合后加水调配到浓度为45％～65％的溶液，然后将调配好的溶液加热到50℃～90℃，将碳纤维加入溶液中进行浸泡处理，在50℃～90℃的温度条件下，浸泡处理30～90分钟，然后将碳纤维取出，用水冲洗干净，然后在80℃～110℃温度下烘干，即可得到经过表面处理的碳纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙66树脂76.2份，并经烘箱烘干；加入0.3份抗氧剂，3份POE-g-MAH及0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入短切玻璃纤维20份；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度250℃～260℃、二区温度250℃～260℃、三区温度255℃～265℃、四区温度255℃～265℃、五区温度260℃～270℃、六区温度260℃～270℃、七区温度265℃～275℃、八区温度265℃～275℃、九区温度270℃～280℃、机头温度265℃～275℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
4)：将步骤(3)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
对比例6：
1)：碳纤维表面处理：将60wt％浓硫酸、20wt％硝酸、10wt％高锰酸钾和10wt％双氧水进行混合后加水调配到浓度为45％～65％的溶液，然后将调配好的溶液加热到50℃～90℃，将碳纤维加入溶液中进行浸泡处理，在50℃～90℃的温度条件下，浸泡处理30～90分钟，然后将碳纤维取出，用水冲洗干净，然后在80℃～110℃温度下烘干，即可得到经过表面处理的碳纤维；
2)：按照重量配比称取原料尼龙66树脂66.2份，并经烘箱烘干；加入0.3份抗氧剂，3份POE-g-MAH及0.5份润滑剂在高速机中搅拌混合3～5分钟；
3)：将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，所述的主喂料器的转速为30r.p.m，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口中加入短切玻璃纤维30份；通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度250℃～260℃、二区温度250℃～260℃、三区温度255℃～265℃、四区温度255℃～265℃、五区温度260℃～270℃、六区温度260℃～270℃、七区温度265℃～275℃、八区温度265℃～275℃、九区温度270℃～280℃、机头温度265℃～275℃，螺杆转速300r/min～500r/min。
4)：将步骤(3)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
性能测试：
拉伸强度和拉伸模量按照ASTM D638标准进行检测，拉伸速度为50mm/min；
弯曲强度和弯曲模量按照ASTM D790标准进行检测，弯曲速度为20mm/min；
冲击强度和缺口冲击强度按照ASTM D256标准进行检测；
表面电阻率按照ASTM D257
实施例1-4的配方及材料性能见表1：
表1实施例配方及测试性能
表2对比例配方及测试性能
从以上实施例和比较例性能可以看出，本发明的纤维共混增强尼龙复合材料是一种高强度、高抗冲击性、高耐热、制品尺寸性能稳定优良且具有优良导电性的复合材料，如按照实施例1，玻璃纤维和碳纤维各为10％的增强PA6，其力学性能高于对比例6(玻璃纤维含量为30％的增强PA66)；实施例1、2和3的制品表面电阻率均达到103，实施例4的表面电阻率也达到107，其导电性能远优于对比例4、5及6，按照目前市场上的玻璃纤维价格为碳纤维的10％左右计算，其价格远低于纯碳纤维增强尼龙；本发明的制备方法操作简单，产品价格具有优势，适合工业化生产和应用。
Claims (8)
1.一种纤维共混增强尼龙复合材料，其特征在于：其由尼龙树脂、短切玻璃纤维、短切碳纤维、增韧剂、抗氧剂及润滑剂六种成分组成，按以下重量份计的原料组成：尼龙树脂30～90份、短切玻璃纤维纤维5～30份，短切碳纤维5～30份、增韧剂0～10份、抗氧剂0.1～1份、润滑剂0.2～2份。
2.根据权利要求1所述的一种纤维共混增强尼龙复合材料，其特征在于：所述的尼龙树脂是尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙6T和尼龙9T中的一种或者几种的组合。
3.根据权利要求1所述的一种纤维共混增强尼龙复合材料，其特征在于：所述的短切玻璃纤维为表面经过硅烷偶联剂处理的短切玻璃纤维，长度为6mm。
4.根据权利要求1所述的一种纤维共混增强尼龙复合材料，其特征在于：短切碳纤维为表面经过多种酸混合溶液处理的短切PAN基碳纤维或沥青基碳纤维，长度为6mm。
5.根据权利要求1所述的一种纤维共混增强尼龙复合材料，其特征在于：所述的增韧剂为马来酸酐接枝的EPDM、POE和SEBS中的一种或者几种组合。
6.根据权利要求1所述的一种纤维共混增强尼龙复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂由受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168复配而成。
7.根据权利要求1所述的一种纤维共混增强尼龙复合材料，其特征在于：所述的润滑剂为聚四氟乙烯。
8.一种制备纤维共混增强尼龙复合材料的方法，其特征在于：其步骤如下：
1)碳纤维表面处理：将60wt％浓硫酸、20wt％硝酸、10wt％高锰酸钾和10wt％双氧水进行混合后加水调配到浓度为45％～65％的溶液，然后将调配好的溶液加热到50℃～90℃，将碳纤维加入溶液中进行浸泡处理，在50℃～90℃的温度条件下，浸泡处理30～90分钟，然后将碳纤维取出，用水冲洗干净，然后在80℃～110℃温度下烘干，即可得到经过表面处理的碳纤维；
2)按照重量配比称取各原料，并将称好的原材料投入到高速混合器中充分混合3～5分钟；
3)短切玻璃纤维和短切碳纤维按照比例混合均匀；
4)将步骤(2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，并在双螺杆挤出机的侧喂料口中加入经步骤(3)得到的混合纤维，通过双螺杆挤出机熔融挤出，挤出工艺为：双螺杆挤出机温度区：一区温度250℃～260℃、二区温度250℃～260℃、三区温度255℃～265℃、四区温度255℃～265℃、五区温度260℃～270℃、六区温度260℃～270℃、七区温度265℃～275℃、八区温度265℃～275℃、九区温度270℃～280℃、机头温度265℃～275℃，螺杆转速300r/min～500r/min，；
5)将步骤(4)得到的物质经过拉条、冷却、切粒、干燥处理。
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|---|---|
| CN (1) | CN106589927A (zh) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107674420A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-02-09 | 安特普工程塑料（苏州）有限公司 | 一种表面电阻率为1e6‑1e9的高温导电工程塑料及其制备方法 |
| CN108976780A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-12-11 | 合肥连森裕腾新材料科技开发有限公司 | 一种高性能纤维复合材料及其制备方法 |
| CN109517375A (zh) * | 2018-10-14 | 2019-03-26 | 金旸（厦门）新材料科技有限公司 | 一种导电尼龙材料及其制备方法 |
| CN109721843A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-07 | 重庆普利特新材料有限公司 | 一种汽车仪表板用长玻纤短碳纤混合增强聚丙烯复合材料及其制备方法 |
| CN109777093A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-21 | 安徽旭升新材料有限公司 | 用于制作无人机螺旋桨的碳纤维与改性pa66复合材料 |
| CN110511559A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-11-29 | 深圳市银宝山新科技股份有限公司 | 混合型纤维塑胶及其制作方法、混炼注塑设备 |
| CN111100450A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-05 | 上海普利特伴泰材料科技有限公司 | 一种用于吸声阻尼的增强尼龙复合材料及其制备方法 |
| CN111718576A (zh) * | 2019-03-19 | 2020-09-29 | 上海术博新材料技术有限公司 | 一种高强度耐摩擦尼龙复合材料及其制备方法 |
| CN113234318A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-10 | 中韶科技有限公司 | 一种塑料配方及制造工艺 |
| WO2022038518A1 (en) * | 2020-08-20 | 2022-02-24 | 3M Innovative Properties Company | Melt-processable, impact resistant fiber-reinforced composite materials |
| CN116063824A (zh) * | 2021-11-02 | 2023-05-05 | 粟品(厦门)新材料科技有限公司 | 一种高强度碳纤维改性聚酯类热塑性弹性体及其制备方法 |
| CN116426119A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-07-14 | 昆山新普发塑料有限公司 | 一种碳纤维增强无卤阻燃高温尼龙复合材料及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4339374A (en) * | 1980-11-28 | 1982-07-13 | Skf Kugellagerfabriken Gmbh | Novel molding composition providing shaped articles of improved strength and heat and age resistance |
| CN1974666A (zh) * | 2005-11-18 | 2007-06-06 | Ems化学股份公司 | 增强的聚酰胺模塑材料 |
| CN105504794A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-20 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种混杂纤维增强尼龙复合材料及其制备方法 |
| CN105504804A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-20 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种无卤阻燃的碳纤维增强聚酰胺复合材料及其制备方法 |
-
2016
- 2016-11-04 CN CN201610962531.8A patent/CN106589927A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4339374A (en) * | 1980-11-28 | 1982-07-13 | Skf Kugellagerfabriken Gmbh | Novel molding composition providing shaped articles of improved strength and heat and age resistance |
| CN1974666A (zh) * | 2005-11-18 | 2007-06-06 | Ems化学股份公司 | 增强的聚酰胺模塑材料 |
| CN105504794A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-20 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种混杂纤维增强尼龙复合材料及其制备方法 |
| CN105504804A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-20 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种无卤阻燃的碳纤维增强聚酰胺复合材料及其制备方法 |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107674420A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-02-09 | 安特普工程塑料（苏州）有限公司 | 一种表面电阻率为1e6‑1e9的高温导电工程塑料及其制备方法 |
| CN108976780A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-12-11 | 合肥连森裕腾新材料科技开发有限公司 | 一种高性能纤维复合材料及其制备方法 |
| CN109517375A (zh) * | 2018-10-14 | 2019-03-26 | 金旸（厦门）新材料科技有限公司 | 一种导电尼龙材料及其制备方法 |
| CN109777093A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-21 | 安徽旭升新材料有限公司 | 用于制作无人机螺旋桨的碳纤维与改性pa66复合材料 |
| CN109721843A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-07 | 重庆普利特新材料有限公司 | 一种汽车仪表板用长玻纤短碳纤混合增强聚丙烯复合材料及其制备方法 |
| CN111718576A (zh) * | 2019-03-19 | 2020-09-29 | 上海术博新材料技术有限公司 | 一种高强度耐摩擦尼龙复合材料及其制备方法 |
| CN110511559A (zh) * | 2019-09-06 | 2019-11-29 | 深圳市银宝山新科技股份有限公司 | 混合型纤维塑胶及其制作方法、混炼注塑设备 |
| CN111100450A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-05 | 上海普利特伴泰材料科技有限公司 | 一种用于吸声阻尼的增强尼龙复合材料及其制备方法 |
| WO2022038518A1 (en) * | 2020-08-20 | 2022-02-24 | 3M Innovative Properties Company | Melt-processable, impact resistant fiber-reinforced composite materials |
| CN113234318A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-10 | 中韶科技有限公司 | 一种塑料配方及制造工艺 |
| CN116063824A (zh) * | 2021-11-02 | 2023-05-05 | 粟品(厦门)新材料科技有限公司 | 一种高强度碳纤维改性聚酯类热塑性弹性体及其制备方法 |
| CN116426119A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-07-14 | 昆山新普发塑料有限公司 | 一种碳纤维增强无卤阻燃高温尼龙复合材料及其制备方法 |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170426 |
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