本技术涉及改性复合材料的领域,更具体地说,它涉及一种玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料及其制备方法。
背景技术:
1、目前随着电动汽车的普及,电动汽车充电站必将成为汽车工业和能源产业发展的重点,因此,发展新能源汽车周边充电配套服务设施也迎来了新的发展机遇和挑战。其中,由于尼龙66树脂具有较好的机械性能与耐热性,故在充电桩插头外壳这一领域已经有了较为广泛的应用。
2、然而,由于尼龙66树脂的价格逐步升高,对行业有比较大的冲击,且因为合成尼龙66树脂核心的工艺仍被国外垄断,受制于外,使得部分企业会采用尼龙6来替代尼龙66,但受制于尼龙6自身耐热性能较差,导致只能在一些耐热要求不高的场所使用,限制了充电桩行业的发展。
技术实现思路
1、为了能够有效地提高尼龙6的耐热性能,同时拓宽尼龙6在充电桩插头上的应用范围,本技术提供一种玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料及其制备方法。
2、第一方面,本技术提供一种玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料,采用如下的技术方案:
3、一种玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料,所述玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料包括下列重量份数的原料制成:
4、玻璃纤维:20~35份;
5、尼龙6树脂:25~45份;
6、阻燃剂:1.2~2.6份;
7、二氧化硅:3.5~6.5份;
8、二氧化锆:2.2~3.8份;
9、聚酯纤维:7~15份;
10、n-苯基马来酰亚胺:9~16份;
11、聚乙烯醇:6~12份。
12、采用上述技术方案,通过利用聚酯纤维、n-苯基马来酰亚胺与聚乙烯醇之间的复配作用从而产生了与二氧化硅、二氧化锆之间的进一步协同增效作用,从而能够有利于提升玻璃纤维对尼龙6树脂的补强作用,在有效地增强了插头外壳复合材料耐热性的同时,还能进一步达到提高插头外壳复合材料的抗压性能、抗拉伸性能与耐热性能的目的,进而拓宽了插头外壳复合材料的应用范围;
13、其中,聚酯纤维与聚乙烯醇均具备较好的延展性,并通过结合n-苯基马来酰亚胺对尼龙6分子链的交联作用,能够在尼龙6的分子链表面形成延展性更好地三维网络结构,并通过尼龙6分子链表面的三维网络结构来对玻璃纤维进行覆盖,从而可以使玻璃纤维与尼龙6分子链相结合时的强度得到有效地提升,另外,通过利用二氧化硅与二氧化锆与尼龙6树脂之间较好的相容特性,使得二氧化硅与二氧化锆的表面能够在聚酯纤维与聚乙烯醇的协同作用下更好地与尼龙6分子链表面的三维网络结构进行聚合,以进一步地对尼龙6分子链表面的三维网络结构进行填补,从而更好地增强玻璃纤维在尼龙6分子链表面连接稳定性,达到同时提升插头外壳复合材料的力学性能与耐热性能的目的。
14、优选的,所述玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料包括下列重量份数的原料制成:
15、玻璃纤维:25~30份;
16、尼龙6树脂:33~38份;
17、阻燃剂:1.7~2.2份;
18、二氧化硅:4.5~5.5份;
19、二氧化锆:2.8~3.4份;
20、聚酯纤维:10~12份;
21、n-苯基马来酰亚胺:12~14份;
22、聚乙烯醇:8~10份。
23、采用上述技术方案,通过对各原料的添加量控制到一定的范围时,可以明显地发现插头外壳复合材料表面的邵氏d硬度数值与应力数值均得到有效地提升,同时插头外壳复合材料表面在升温后测试得出的应力数值差也得到了更有效地降低,从而能够体现出插头外壳复合材料表面的耐热性能与各项力学性能均得到了进一步地提高。
24、优选的,所述二氧化硅与二氧化锆均为纳米级。
25、采用上述技术方案,通过对二氧化硅与二氧化锆的粒径范围控制在纳米级时,能够起到进一步增强二氧化硅与二氧化锆两者在体系中与聚酯纤维、n-苯基马来酰亚胺与聚乙烯醇之间的协同配合作用,使得尼龙6树脂的分子链表面的三维网络结构强度得到进一步地提升,从而达到更有效地提升本技术插头外壳复合材料的抗压性能、抗拉伸性能与耐热性能的目的,进而在一定程度上延长了插头外壳复合材料的使用寿命。
26、优选的,所述聚酯纤维的软化点为150-180℃。
27、优选的,所述聚乙烯醇的分子量为12~15万。
28、采用上述技术方案,选用特定参数的聚酯纤维与聚乙烯醇,可以进一步地优化溶液中两者的复配效果,从而能够更好地提高本技术插头外壳复合材料的抗压性能、抗拉伸性能与耐热性能。
29、优选的,所述原料还包括二甲基甲酰胺,所述n-苯基马来酰亚胺与二甲基甲酰胺重量比为(2-3):1。
30、采用上述技术方案,通过在原料体系中加入二甲基甲酰胺,并控制其与n-苯基马来酰亚胺的重量配比,能够有效地提高n-苯基马来酰亚胺在体系中的均匀度,从而有利于提升n-苯基马来酰亚胺在尼龙6分子链上的交联程度,达到进一步增强插头外壳复合材料的各项力学性能与耐热性能的目的。
31、优选的,所述玻璃纤维表面粗糙度ra为80-90μm。
32、采用上述技术方案,将玻璃纤维的表面粗糙度控制在一定范围后,能够提高玻璃纤维与尼龙6树脂之间的接触面积,从而能够更好地提升玻璃纤维与尼龙6分子链之间的粘结强度,达到进一步提高本技术插头外壳复合材料的抗压性能、抗拉伸性能与耐热性能的目的。
33、优选的,所述原料还包括重量份数为1.6~3份的过氧化苯甲酸叔丁酯。
34、采用上述技术方案,将过氧化苯甲酸叔丁酯进行添加后,可以更有效地提高n-苯基马来酰亚胺在体系中的活性,使得n-苯基马来酰亚胺与尼龙6树脂之间的交联程度进一步地提升。
35、优选的,所述阻燃剂为焦磷酸铵与多聚磷酸铵中的一种或两种。
36、采用上述技术方案,选用特定的阻燃剂,能够更好地降低本技术插头外壳复合材料的表面在升温前后测试得出的应力值差,从而进一步提升插头外壳复合材料在高温时的稳定性。
37、第二方面,本技术提供一种玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料的制备工艺,包括以下步骤:
38、按重量份称取玻璃纤维、尼龙6树脂、聚酯纤维、n-苯基马来酰亚胺、聚乙烯醇、阻燃剂、二氧化硅与二氧化锆;
39、对二氧化硅与二氧化锆进行高温处理后备用;
40、将玻璃纤维、尼龙6树脂、聚酯纤维、n-苯基马来酰亚胺、聚乙烯醇升温混合搅拌,形成混合物a;
41、将阻燃剂以及经过高温处理后的二氧化硅与二氧化锆添加至混合物a中,恒温混合搅拌,形成混合物b;
42、将混合物b经双螺杆挤出机熔融挤出,造粒,制得玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料。
43、通过采用上述工艺步骤来对玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料进行制备,可以更好地发挥出聚酯纤维、n-苯基马来酰亚胺与聚乙烯醇三者之间的协同效应,从而能够更有利于增强玻璃纤维在尼龙6分子链上的粘接力,以提升插头外壳复合材料在成型后表面的整体力学性能与耐热性能,达到将插头外壳复合材料的应用范围进行有效拓宽的目的。
44、综上所述,本技术具有以下有益效果:
45、1、通过利用聚酯纤维、n-苯基马来酰亚胺与聚乙烯醇之间的复配作用从而产生了与二氧化硅、二氧化锆之间的进一步协同增效作用,从而能够有利于提升玻璃纤维对尼龙6树脂的补强作用,在有效地增强了插头外壳复合材料耐热性的同时,还能进一步达到提高插头外壳复合材料的抗压性能、抗拉伸性能与耐热性能的目的,进而拓宽了插头外壳复合材料的应用范围;
46、2、通过在原料体系中加入二甲基甲酰胺,并控制其与n-苯基马来酰亚胺的重量配比,能够有效地提高n-苯基马来酰亚胺在体系中的均匀度,从而有利于提升n-苯基马来酰亚胺在尼龙6分子链上的交联程度,达到进一步增强插头外壳复合材料的各项力学性能与耐热性能的目的;
47、3、通过采用上述工艺步骤来对玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料进行制备,可以更好地发挥出聚酯纤维、n-苯基马来酰亚胺与聚乙烯醇三者之间的协同效应,从而能够更有利于增强玻璃纤维在尼龙6分子链上的粘接力,以提升插头外壳复合材料在成型后表面的整体力学性能与耐热性,达到将插头外壳复合材料的应用范围进行有效拓宽的目的。
1.一种玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料,其特征在于,所述玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料包括下列重量份数的原料制成:
2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料,其特征在于:所述玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料包括下列重量份数的原料制成:
3.根据权利要求1-2所述的一种玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料,其特征在于:所述二氧化硅与二氧化锆均为纳米级。
4.根据权利要求1-2所述的一种玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料,其特征在于:所述聚酯纤维的软化点为150-180℃。
5.根据权利要求1-2所述的一种玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料,其特征在于:所述聚乙烯醇的分子量为12~15万。
6.根据权利要求1-2所述的一种玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料,其特征在于:所述原料还包括二甲基甲酰胺,所述n-苯基马来酰亚胺与二甲基甲酰胺重量比为(2-3):1。
7.根据权利要求6所述的一种玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料,其特征在于:所述原料还包括重量份数为1.6~3份的过氧化苯甲酸叔丁酯。
8.根据权利要求1-2所述的一种玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料,其特征在于:所述玻璃纤维表面粗糙度ra为80-90μm。
9.根据权利要求1-2所述的一种玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料,其特征在于:所述阻燃剂为焦磷酸铵与多聚磷酸铵中的一种或两种。
10.一种玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料的制备工艺,用于制备权利要求1-9任一所述的一种玻璃纤维增强尼龙6插头外壳复合材料,其特征在于,包括以下步骤:
