一种复合材料及其用途

摘要

本发明涉及一种复合材料，由包括30～45%的尼龙66、57～65%的玻璃纤维、1～1.5%的热稳定助剂、3～10%的陶瓷微粉或改性陶瓷微粉和1～5%的聚硅氧烷树脂制备而成，所述百分比为重量百分比。本发明玻纤填充含量高、模量高、抗扭性能好（破坏扭矩高于50N.m）、热稳定性和流动性好，在热水中能长期工作。特别适用于替代铝合金及铜材料制备管螺纹，尤其是标准管螺纹。

权利要求

1.一种复合材料，主要由30～45%的尼龙66、50～65%的玻璃纤维、1～1.5%的热稳定助剂、3～10%的改性陶瓷微粉和1～5%的聚硅氧烷树脂组成，所述百分比为重量百分比；热稳定助剂为抗氧剂1098和抗氧剂s9228；抗氧剂1098和抗氧剂s9228的用量重量比为8：3～12：1；所述改性陶瓷微粉为陶瓷微粉用KH550或KH560硅烷偶联剂处理得到的改性陶瓷微粉。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述玻璃纤维的用量为57～65%，尼龙66的用量为30～35%。

3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于：所述玻璃纤维与尼龙66的用量重量比为6：4。

4.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于：尼龙66的粘度为2.7。

5.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于：玻璃纤维为直径10μm的无碱玻璃纤维。

6.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于：所述陶瓷微粉或改性陶瓷微粉粒径为1～5μm。

7.权利要求1或2所述的复合材料用于制备管螺纹的用途。

8.根据权利要求7所述的用途，其特征在于：所述管螺纹为标准管螺纹。

说明书

一种复合材料及其用途

技术领域

[0001] 本发明涉及高分子复合材料领域。主要是涉及高模量、高抗扭、高热稳定性聚酰胺66增强复合材料并用于替代铝合金及铜螺纹制品的制造。

背景技术

[0002] 聚酰胺66（俗称尼龙66）是一种常用工程高分子材料。常用增强改性方法提高性能以扩展其应用领域及范围。

[0003] 常用的增强方法有无机填料、纤维增强及树脂共混改性等。其中玻纤增强最为常见，但玻纤增强填充量一般只能达到50%。再高则影响注塑加工时的流动性，加工困难。另外在替代金属材料制造标准管螺纹制品时，用户要求在50Nm扭矩下不被破坏，且耐一定温度的热水。

[0004] 国内张贞祥等的专利（CN101525486）介绍了一种无卤玻纤增强尼龙树脂及制备方法。介绍了玻纤含量为35%的无卤玻纤增强尼龙66材料及制备方法；段召华等发表了《长玻纤增强尼龙66力学性能的研究》研究了10～40%玻纤含量的尼龙66材料力学性能；张贞祥等的另一专利（CN101550272）介绍了35～50%的玻纤含量的高强度耐磨尼龙66树脂及制备方法；陈勋森的专利（C N101531810）介绍了40%玻纤含量的无卤阻燃玻纤增强级尼人龙66材料；徐亮等的专利介绍了一种玻纤含量为10～40%增强抗水解低翘曲尼龙66复合材料；孙平的专利（CN101760023A）介绍了一种玻纤含量为5～55%的不露纤的增强尼龙66材料及制备方法。但是上述材料均为一般电子电器材料的替代品而设计，其耐水尤其是耐热水性能较差，且作为替代金属材料制造标准管螺纹制品时，难于满足在50Nm扭矩下不被破坏。

发明内容

[0005] 本发明的目的是在上述现有技术的基础上提高玻纤填充含量，改善树脂流动性能，得到高模量、高抗扭、高热稳定性和较好流动性的聚酰胺66复合材料。

[0006] 本发明还通过热稳定体系的改进，使新的增强尼龙66复合材料具有高热稳定性，在热水中能长期工作。

[0007] 本发明的技术方案为：

[0008] 一种复合材料，由包括30～45%的尼龙66、57～65%的玻璃纤维、1～1.5%的热稳定助剂、3～10%的陶瓷微粉或改性陶瓷微粉和1～5%的聚硅氧烷树脂制备而成，所述百分比为重量百分比。

[0009] 所述热稳定助剂为抗氧剂1098和抗氧剂s9228；抗氧剂1098和抗氧剂s9228的用量重量比为8：3～12：1。

[0010] 本发明玻璃纤维和尼龙66优选的用量是：玻璃纤维的用量为57～65%，尼龙66的用量为30～35%。更优选地，玻璃纤维与尼龙66的用量重量比为6：4。

[0011] 所述尼龙66的粘度为2.7。

[0012] 所述玻璃纤维优选直径为10μm的无碱玻璃纤维。

[0013] 本发明所述陶瓷微粉使用前建议用KH550或KH560硅烷偶联剂处理。处理方法建议采用陶瓷微粉重量1%的硅烷偶联剂，以100倍纯净水或去离子水稀释，与陶瓷微粉在高速搅拌机中混合30分钟。

[0014] 本发明陶瓷微粉或改性陶瓷微粉粒径优选为1～5μm。

[0015] 本发明玻纤填充含量高、模量高、抗扭性能好（破坏扭矩高于50N.m）、热稳定性和流动性好，在热水中能长期工作。特别适用于制备管螺纹，尤其是标准管螺纹。

具体实施方式

[0016] 本发明的原料为：

[0017] 重量百分比为30～45%的尼龙66；粘度取2.7.

[0018] 重量百分比为50～65%的玻璃纤维；采用定制直径为10μm的无碱玻纤。

[0019] 重量百分比为1～1.5%的热稳定助剂；采用抗氧剂1098与新型耐高温、抗水解、在制品中不易迁移，不易被萃取的抗氧剂s9228复配。

[0020] 其中抗氧剂1098和抗氧剂s9228的用量重量比为8：3～12：1。

[0021] 重量百分比为3～10%的陶瓷微粉（上海汇精亚纳米新材料有限公司产品）；

[0022] 采用粒径为1～5μm的陶瓷微粉或改性陶瓷微粉。陶瓷微粉不仅能提高材料的尺寸稳定性、耐热性及模量。球状颗粒的陶瓷微粉还能改善材料熔体的流动性。空心微珠在加工压力下会破碎，影响流动性能。

[0023] 重量百分比为1～5%的聚硅氧烷树脂；采用上海松亚化工有限公司的高粘度聚硅氧烷树脂；聚硅氧烷树脂能与陶瓷微粉协同作用改善树脂流动性，提高加工性能。

[0024] 本发明的制备方法为：

[0025] 改性陶瓷微粉为陶瓷微粉用KH550或KH560硅烷偶联剂处理（取陶瓷微粉重量1%的硅烷偶联剂，以100倍纯净水或去离子水稀释，与陶瓷微粉在高速搅拌机中混合30分钟）。

[0026] 尼龙66（粘度2.7）干燥3～4小时，与前述热稳定剂、陶瓷微粉、 聚硅氧烷树脂在高速搅拌机中混合均匀，加入到温度设定为220～280℃的挤出机内，玻纤放卷经烘道预热，进偶联剂槽（KH550或KH560硅烷偶联剂以100倍纯净水或去离子水稀释）浸渍处理，再干燥后经分散辊进入挤出机模头。与尼龙66复配料进行熔体浸渍包覆，再经冷却、牵引、切粒成8～12mm的粒料。

[0027] 将前述制备方法的粒料加入到注塑机料斗中，注塑机三段温度分别为180，260，280℃；喷嘴温度285 ℃。注塑标准样条，按GB/T1039-1992检测力学性能。

[0028]

[0029] 实施例4：

[0030] 将前述实施例1-3制备的粒料以及市售50%玻纤增强尼龙66粒料加入到注塑机料斗中，注塑机三段温度分别为180、260、280℃喷、嘴温度为285℃，注塑成具有标准管螺纹的螺纹管接头产品，按如下步骤进行检测：

[0031] 1.螺纹尺寸检测

[0032] 按GB/T22091.1-2008，用螺纹量规通规、止规检测；

[0033] 2.水煮99℃，48h；

[0034] 3.25℃恒温放置，48h；

[0035] 4. 螺纹尺寸检测

[0036] 按GB/T22091.1-2008，用螺纹量规通规、止规检测；

[0037] 5.耐热水试验：97℃热水恒温试验产品无明显老化现象

[0038] 6.扭力扳手测破坏扭矩

[0039] 在产品外螺纹处套上相应的钢制螺母，使用扭力扳手在均衡用力前提下旋钮至产品螺纹发生破坏为止，记录破坏发生时的扭矩。

[0040]

[0041] 以上说明，本发明玻纤填充含量高、模量高、抗扭性能好（破坏扭矩高于50N.m）、热