用于尼龙6改性中的针状硅灰石粉复合材料及制备方法

摘要

本发明公开了用于尼龙6改性中的针状硅灰石粉复合材料及制备方法，该复合材料含有重量份数100份的针状硅灰石粉复合材料中，98-99份针状硅灰石粉，0.1-0.6份扩链剂，0.2-0.8份的抗氧化剂，0.05-0.6份紫外线吸收剂。其中所述针状硅灰石粉为经过偶联剂处理的天然针状硅灰石粉末，扩链剂为恶唑啉类，抗氧化剂为醇酯类，紫外线吸收剂为二苯甲酮或苯并三唑类。将上述材料经共混得到可以用于尼龙6改性中的针状硅灰石粉复合材料，这种复合材料不仅可提高尼龙6刚性的同时，又可提高尼龙6相对分子量，又保证尼龙6具有较高的韧性和抗氧化和抗光老化性能。

说明书

技术领域  本发明涉及一种尼龙的改性技术，具体是涉及一种用于尼龙6改性中针状硅灰石粉复合材料的制备方法，该材料可适用于尼龙6，尼龙66、聚四氟乙烯、聚丙烯(PP)、聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯及聚烯烃母料等聚合物，属于高分子材料助剂技术领域。

背景技术  硅灰石是中国优势非金属矿产资源之一,中国硅灰石的储量居世界首位,近几年一直占世界贸易量的50%以上。随着硅灰石超细粉碎与晶型保护深加工研究的不断深入,产品质量不断提高,应用范围逐步扩大。但在追求高长径比的同时保证产品足够细度方面的研究与发达国家还有一定的差距。而高细度大长径比的硅灰石针状粉具有更大的应用价值,如用于塑料填充,可以提高制品的强度和尺寸稳定性。在橡塑工业，主要是利用硅灰石的针状结晶所产生的类似纤维的增强作用，以代替价格较贵的玻璃纤维、碳纤维以及石棉等增强材料，同时硅灰石亦可以起到改善制品性能的作用。填料用硅灰石是最具潜力、附加值最高、增长最快的应用领域。改性针状硅灰石超细粉应用于工程塑料作填料的主要作用是：改善塑料制品的力学性能和抗老化性能；改善塑料制品的功能强度，起补强、增强作用；提高制品的尺寸稳定性；调整塑料的流变性能；替代价格较贵的玻璃纤维作填料，可部分替代价格高的塑料用量，从而降低制品成本。

但是硅灰石粉体与高聚物基料的相容性差，因而直接加分散性不好，经过表面处理后，可改进与高聚物基料的相容性，增强其补强作用，使填充的高聚物基复合材料的力学性能更佳。硅灰石增强尼龙6存在韧性与刚性平衡性差，也就是说,硅灰石增强尼龙6不能同时具有高的缺口冲击强度、拉伸强度和压缩强度。因此,单一的硅灰石增强尼龙6不能满足高韧性与高刚性材料的要求。而且，对硅灰石粉体改性处理中，虽然可以替代进口产品在高分子行业应用，但对于针状硅灰石复配，综合提高功能方面研究还不足。

发明内容 本发明是为了弥补上述技术缺陷，提供了一种用于尼龙6改性中的针状硅灰石粉复合材料及制备方法。

为了实现上述目的，本发明技术方案为：用于尼龙6改性中的针状硅灰石粉复合材料，采用天然针状硅灰石粒，粒径为1500目到3000目,其粉体结构为针状,长径比为(15-20):1,未经处理的针状硅灰石经过偶联剂进行表面处理后,连接到填料表面；其另一端较长的柔性链则覆盖在聚合物的表面，形成柔性界面层；含有重量份数100份的针状硅灰石粉复合材料中，98-99份针状硅灰石粉，0.1-0.6份扩链剂,0.2-0.8份的抗氧化剂, 0.05-0.6份紫外线吸收剂；所述偶联剂为硅氧烷类或钛酸酯类。

所述的用于尼龙6改性中的针状硅灰石粉复合材料的制备方法：将上述组份按如下比例(质量份数):针状硅灰石粉98-99份、扩链剂0.1-0.6份、抗氧化剂0.2-0.8份、紫外线吸收剂0.05-0.6份的原料在高混机中充分混合均匀后,即可得到用于尼龙-6改性的以针状硅灰石粉为主的复合材料。

本发明采用天然针状硅灰，在石粉体系中引入扩链剂和紫外线吸收剂全面提高了尼龙-6的力学性能, 具有与聚合物的黏合性和亲和性，有比较低的密度，能增大制品的拉伸强度和弹性率，增加材料的弯曲强度，提高抗冲击强度和表面硬度增大；并且能够防止光老化和制品褪色的问题.还可以大幅度降低产品的成本,提高产品层次, 复合材料不仅可提高尼龙6刚性的同时，又可提高尼龙6相对分子量。

具体实施方式

  下面结合实例对本发明的技术方案及效果作进一步的描述.

实施例一：制备改性针状硅灰石粉:粒径1800目,长径比为20:1的硅灰石100份中加入0.5份YT101偶联剂的丙酮溶液, YT101偶联剂与

丙酮的质量分数比为0.6%,高速搅拌,干燥,得到改性性针状硅灰石粉.

    制备复合材料:将质量分数0.3份的扩链剂, 质量分数0.3份的抗氧化剂, 质量分数0.4份的紫外线吸收剂分别加入已经改性完毕的99份针状硅灰石粉中, 在高混机中充分混合均匀得到针状硅灰石粉复合材料.得到的针状硅灰石粉复合材料对尼龙-6性能的改善情况见附表1。

实施例二：制备改性针状硅灰石粉:粒径1800目,长径比为20:1的硅灰石100份中加入0.5份YT101偶联剂的丙酮溶液, YT101偶联剂与丙酮的质量分数比为0.6%,高速搅拌,干燥,得到改性针状硅灰石粉。

制备复合材料:将质量分数0.3份的扩链剂, 质量分数0.6份的抗氧化剂, 质量分数0.4份的紫外线吸收剂分别加入已经改性完毕的98.7份针状硅灰石粉中, 在高混机中充分混合均匀得到针状硅灰石粉复合材料. 得到的针状硅灰石粉复合材料对尼龙-6性能的改善情况见附表1。

实施例三：制备改性针状硅灰石粉:粒径1800目,长径比为20:1的硅灰石100份中加入0.5份YT101偶联剂的丙酮溶液, YT101偶联剂与丙酮的质量分数比为0.6%,高速搅拌,干燥,得到改性针状硅灰石粉。

制备复合材料:将质量分数0.4份的扩链剂, 质量分数0.6份的抗氧化剂, 质量分数0.4份的紫外线吸收剂分别加入已经改性完毕的98.6份针状硅灰石粉中, 在高混机中充分混合均匀得到针状硅灰石粉

复合材料. 得到的针状硅灰石粉复合材料对尼龙-6性能的改善情况见附表1。

附表1

测试项目单位实施例1尼龙-6实施例2尼龙-6实施例3尼龙-6弯曲强度MPa859095冲击强度KJ/m²202123成型收缩率%08.-1.00.8-1.00.8-1.0