一種高性能低VOC尼龍6復合材料的研究

費彬，劉凱

(1.合肥杰事杰新材料股份有限公司，安徽合肥 230601；2.安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽合肥 230601)

0 引言

尼龍6(PA6)具有密度小、硬度高、熱變形溫度高等優點，且易加工、價格低廉，廣泛應用于各個領域。汽車中的部分部件對材料的物理性能和VOC性能要求很高，針對這種情況，本文作者制備了一種同時具備良好的物理性能及較低VOC的PA6專用料，目前鮮有相關的文獻報道[1-5]。

1 實驗部分

1.1 主要原料

主要原料有：PA6，IM，俄羅斯古比雪夫氮公司生產；PA6，B3S，德國巴斯夫生產；PA6，S2700，日本住友生產；滑石粉，1 500目，遼寧艾海滑石有限公司生產；硅灰石，1 500目，江西榮恩礦業生產；云母粉，1 500目，滁州市珠龍廣衛絹云母粉廠生產；增韌劑，EPDM S552，韓國SK生產；增韌劑，EPDM 3092M，日本三井生產；增韌劑，EPDM 4770，美國陶氏生產；潤滑劑EBS，BEAD，韓國信元生產；潤滑劑E525，Tegomer，德國德固賽生產；潤滑劑芥酸酰胺，UNISLIP，上海匯普工業化學品。

1.2 主要儀器與設備

主要儀器與設備有：ZSK30型雙螺桿擠出機，德國W&P公司生產；HTL900-T-5B型注射成型機，海太塑料機械有限公司生產；XCJ-500型沖擊測試機，承德試驗機廠生產； BTI-FB010TN.D30型電子萬能試驗機，德國ZWICK生產；7697A 型頂空儀，美國安捷倫科技公司生產；7890B型氣相-質譜儀，美國安捷倫科技公司生產；戴安U3000型高效液相色譜儀，森譜儀器生產。

1.3 試樣的制備

先將PA6與不同種類的增韌劑、無機填料及潤滑劑按比例進行混合；再用雙螺桿擠出機擠出造粒；最后用注射成型機注塑標準樣條。將造粒得到的復合材料通過注塑機和模具制成汽車零部件，測試其VOC。

1.4 性能測試

拉伸強度測試按ASTM D638進行，彎曲模量測試按ASTM D790進行，缺口懸臂梁沖擊測試按ASTM D256進行,VOC測試按照GB/T 27630-2011執行。

2 結果與討論

2.1 PA6基料的選擇

為了比較PA6基料，無機填料統一選擇滑石粉(1 500目)，增韌劑統一選擇EPDM S552，潤滑劑統一選擇EBS，且αPA6∶α無機填料∶α增韌劑∶α潤滑劑=72∶20∶8∶0.1。比較不同基料配方的PA6復合材料的物理性能、VOC，結果如表1所示。

表1 使用不同基料的PA6復合材料綜合性能比較

從表1可以看出，主基料為IM的PA6復合材料與主基料為B3S、S2700的PA6復合材料相比，其物理性能和VOC性能更優。

2.2 無機填料的選擇

在固定PA6基料為IM的前提下，增韌劑統一選擇EPDM S552，潤滑劑統一選擇EBS，且αPA6∶α無機填料∶α增韌劑∶α潤滑劑=72∶20∶8∶0.1，比較不同無機填料配方的PA6復合材料的物理性能、VOC，結果如表2所示。

表2 使用不同無機填料的PA6復合材料的綜合性能比較

從表2可以看出， 無機填料為滑石粉的PA6復合材料與無機填料為硅灰石、云母粉的PA6復合材料相比，其物理性能和VOC性能更優。

2.3 增韌劑的選擇

在固定PA6基料為IM，無機填料為滑石粉的前提下，潤滑劑統一選擇EBS，且αPA6∶α無機填料∶α增韌劑∶α潤滑劑=72∶20∶8∶0.1，比較包含不同增韌劑配方的PA6復合材料的物理性能、VOC，結果如表3所示。

表3 使用不同增韌劑的PA6復合材料的綜合性能比較

從表3可以看出，增韌劑為3092M的PA6復合材料與增韌劑為S552、4770的PA6復合材料相比，其物理性能和VOC性能更優。

2.4 潤滑劑的選擇

在固定PA6基料為IM，無機填料為滑石粉，增韌劑為EPDM 3092M的前提下，且αPA6∶α無機填料∶α增韌劑∶α潤滑劑=72∶20∶8∶0.1，比較不同種類潤滑劑配方的PA6復合材料的物理性能、VOC，結果如表4所示。

表4 使用不同潤滑劑的PA6復合材料的綜合性能比較

從表4可以看出，潤滑劑為E525的PA6復合材料與潤滑劑為EBS、芥酸酰胺的PA6復合材料相比，其物理性能和VOC性能更優。

3 結論

根據綜合評價，以PA6 IM為基料、滑石粉為無機填料、EPDM 3092M為增韌劑、E525為潤滑劑的尼龍6復合材料，具有高性能、低VOC的優點。