具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。

本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。

本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯或聚酰胺制备领域内使用的常规纯度。

本发明提供了一种玻璃纤维增强的聚酰胺复合材料粒料，所述聚酰胺复合材料粒料中包括扁平玻璃纤维；

所述扁平玻璃纤维的长度方向与所述聚酰胺复合材料粒料的长度方向同向分布。

在本发明中，所述同向分布优选为扁平玻璃纤维的长度方向与聚酰胺复合材料粒料的长度方向平行或稍有夹角。整体来说，扁平玻璃纤维的长度方向与聚酰胺复合材料粒料的长度方向一致。

在本发明中，所述扁平玻璃纤维具体优选为截面为扁平状的玻璃纤维。

在本发明中，所述扁平玻璃纤维的截面长度优选为9.75～11.5μm，更优选为10.05～11.2μm，更优选为10.35～10.9μm。

在本发明中，所述扁平玻璃纤维的截面宽度优选为1.4～3.25μm，更优选为1.7～3.0μm，更优选为2.0～2.7μm，更优选为2.3～2.4μm。

在本发明中，所述扁平玻璃纤维的截面宽厚比优选为(3～8)：1，更优选为(4～7)：1，更优选为(5～6)：1。

在本发明中，所述聚酰胺复合材料粒料的长度优选为8～15mm，更优选为9～14mm，更优选为10～13mm，更优选为11～12mm。

在本发明中，所述扁平玻璃纤维的长度优选等于聚酰胺复合材料粒料长度。

在本发明中，单个所述聚酰胺复合材料粒料中优选含有4000～4800根扁平玻璃纤维，更优选为4100～4700根，更优选为4200～4600根，更优选为4300～4500根。

在本发明中，所述扁平玻璃纤维在所述聚酰胺复合材料粒料中的质量含量优选为20％～60％，更优选为25％～55％，更优选为30％～50％，更优选为35％～45％。

在本发明中，所述聚酰胺复合材料优选为扁平长玻璃纤维连续分布聚酰胺复合材料。

在本发明中，所述聚酰胺复合材料粒料优选为用于制备风扇扇叶的树脂原料。

本发明提供了一种玻璃纤维增强的聚酰胺复合材料，按原料质量份数计，包括：

在本发明中，所述PA66树脂的加入量优选为30～60重量份，更优选为35～55重量份，更优选为40～50重量份。

在本发明中，所述PA66树脂优选包括低粘度的聚酰胺树脂。所述PA66树脂的相对粘度优选为2.42～2.48，更优选为2.43～2.47，更优选为2.44～2.46。具体的，所述PA66树脂牌号可以为神马有限公司的EPR24型树脂。

在本发明中，所述半芳香尼龙的加入量优选为5～20重量份，更优选为8～17重量份，更优选为11～14重量份。

在本发明中，所述半芳香尼龙优选由间苯二甲胺和己二酸缩聚合成得到，是一种结晶状聚酰胺树脂。具体的，所述半芳香尼龙的熔融指数优选为41.8g/10min，其中是在275℃/2.16kg的测试条件下，熔融指数为41.8g/10min。

在本发明中，所述扁平玻璃纤维的加入量优选为30～50重量份，更优选为34～46重量份，更优选为38～42重量份。

在本发明中，所述扁平玻璃纤维优选包括扁平长玻璃纤维，更优选为连续扁平长玻璃纤维。所述扁平玻璃纤维的长度优选为6500～9000m，更优选为7000～8500m，更优选为7500～8000m。

在本发明中，所述扁平玻璃纤维具体优选为表面复合有助剂的扁平玻璃纤维。

在本发明中，所述助剂优选包括浸润剂、成膜剂、偶联剂、润滑剂、消泡剂和酸中的一种或多种，更优选为浸润剂、成膜剂、偶联剂、润滑剂、消泡剂或酸。

在本发明中，所述助剂与所述扁平玻璃纤维的质量比优选为0.15％～1.2％，更优选为0.35％～1.0％，更优选为0.55％～0.8％。

在本发明中，所述润滑剂的加入量优选为0.1～1重量份，更优选为0.3～0.8重量份，更优选为0.5～0.6重量份。所述润滑剂优选包括乙烯-丙烯酸共聚物和/或酰胺蜡，更优选为乙烯-丙烯酸共聚物或酰胺蜡。

在本发明中，所述成核剂的加入量优选为0.05～0.5重量份，更优选为0.15～0.4重量份，更优选为0.25～0.3重量份。所述成核剂优选包括P22成核剂。具体的，成核剂的牌号可以为布吕格曼的P22。

在本发明中，所述抗氧剂的加入量优选为0.2～3重量份，更优选为0.7～2.5重量份，更优选为1.2～2.2重量份。

在本发明中，所述抗氧剂优选包括受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂，更优选为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂。

在本发明中，所述色母粒的加入量优选为0～2重量份，更优选为0.4～1.6重量份，更优选为0.8～1.2重量份。

在本发明中，所述色母粒优选包括尼龙66载体碳黑母粒、PP载体碳黑母粒和尼龙66苯胺黑黑色母粒中的一种或多种，更优选为尼龙66载体碳黑母粒、PP载体碳黑母粒或尼龙66苯胺黑黑色母粒。

在本发明中，所述玻璃纤维增强的聚酰胺复合材料经过切粒后，得到上述技术方案中任意一项所述的玻璃纤维增强的聚酰胺复合材料粒料。

本发明提供了一种玻璃纤维增强的聚酰胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将PA66树脂、半芳香尼龙树脂、润滑剂、成核剂和抗氧剂进行混合后，得到预混料；

2)将上述步骤得到的预混料经过双螺杆熔融挤出后的熔融料，送入放置有扁平玻璃纤维的浸渍模具内，熔融料浸润扁平玻璃纤维后出模，再经过冷却后，得到玻璃纤维增强的聚酰胺复合材料。

本发明首先将PA66树脂、半芳香尼龙树脂、润滑剂、成核剂和抗氧剂进行混合后，得到预混料。

本发明再将上述步骤得到的预混料经过双螺杆熔融挤出后的熔融料，送入放置有扁平玻璃纤维的浸渍模具内，熔融料浸润扁平玻璃纤维后出模，再经过冷却后，得到玻璃纤维增强的聚酰胺复合材料。

在本发明中，所述双螺杆熔融挤出的双螺杆长径比优选为(30～60)：1，更优选为(35～55)：1，更优选为(40～50)：1。

在本发明中，所述双螺杆熔融挤出的温度优选为250～280℃，更优选为255～275℃，更优选为260～270℃。

在本发明中，所述双螺杆熔融挤出的真空压力优选小于等于0.02Mpa，更优选小于等于0.01Mpa，更优选小于等于0.001Mpa，更优选小于等于0.0001Mpa。

在本发明中，所述扁平玻璃纤维的截面优选为扁平状，可以为高强度连续扁平长玻璃纤维，具体的，所述高强度连续扁平长玻璃纤维的玻璃配方可以为重庆国际复合材料有限公司生产的高强高模玻璃纤维，更具体的，优选为市售的连续扁平长玻璃纤维ER5301T-2000。

在本发明中，所述扁平玻璃纤维具体优选为表面复合有浸润剂的扁平玻璃纤维。

在本发明中，所述浸渍模具内的温度优选为260～280℃，更优选为264～276℃，更优选为268～272℃。

在本发明中，所述浸润优选为包覆。

在本发明中，所述冷却的方式优选包括水冷。

在本发明中，所述冷却后经过切粒，优选得到玻璃纤维增强的聚酰胺复合材料粒料。

本发明为完整和细化整体制备工艺，更好的保证玻璃纤维增强聚酰胺复合材料的性能，更好的降低扁平长玻璃纤维增强PA66复合材料制品的翘曲变形度和吸水性，提高力学性能、尺寸稳定性和表面质量，上述玻璃纤维增强的聚酰胺复合材料的制备方法具体可以为以下步骤：

步骤1：高强度连续扁平长玻璃纤维的截面为扁平状，高强度连续扁平长玻璃纤维的玻璃配方优选为重庆国际高强高模玻璃纤维，表面涂覆与PA66树脂相容性良好的浸润剂。

步骤2：将PA66树脂、半芳香尼龙树脂、润滑剂、成核剂、抗氧剂和黑色母粒按比例在高速混合机均匀混合得到预混料；

步骤3：将步骤2得到的预混料加入到长径比为(30～60)：1的双螺杆挤出机的主喂料口，同时将步骤1所述的16卷高强度连续扁平玻璃纤维通过熔融浸渍模具穿好，所述预混料经该双螺杆挤出机熔融挤出后进入浸渍模具，在浸渍模具内充分浸润高强度连续扁平玻璃纤维，然后在冷却水槽内冷却成型，并切粒得到高强度高流动低翘曲长玻璃纤维增强PA66复合材料。

其中，所述双螺杆挤出机各段加工温度优选控制在250～280℃，真空度优选为-0.1MPa，浸渍模具温度优选为280℃。更具体的，双螺杆挤出机的长径比为48：1。步骤3中，所述预混料以60公斤/小时的速率输送到所述双螺杆挤出机中熔融分散，同时将所述高强度连续扁平玻璃纤维通过浸渍模具，其牵引速度可以为20m/min。

本发明还提供了上述技术方案任意一项所述的玻璃纤维增强的聚酰胺复合材料粒料、上述技术方案任意一项所述的玻璃纤维增强的聚酰胺复合材料或上述技术方案任意一项所述的制备方法所制备的玻璃纤维增强的聚酰胺复合材料在风扇扇叶方面中的应用。

本发明上述步骤提供了一种高强度高流动低翘曲长玻璃纤维增强聚酰胺(PA66)复合材料及制备方法、应用。本发明提供的含有扁平玻璃纤维的聚酰胺复合材料粒料，其含有定向的扁平玻璃纤维，进而得到了相应的高强度高流动低翘曲长玻璃纤维增强聚酰胺复合材料。该高强度扁平连续长玻璃纤维增强PA66复合材料，利用高强度连续扁平玻璃纤维代替了普通的圆柱形玻璃纤维，不仅增加了玻璃纤维增强PA66复合材料的力学性能，还提高了玻璃纤维增强PA66复合材料的流动性与制件外观，并降低了扁平长玻璃纤维增强PA66复合材料制品的翘曲变形。同时利用半芳香尼龙的高流动性和特殊的化学结构，在进一步提高尼龙树脂对玻璃纤维的浸润性、流动性和力学性能的前提下，还降低了长玻纤增强PA66复合材料的吸水性。满足了工业风扇扇叶材料的高力学性能、高尺寸稳定性、高表面质量、低吸水性的发展要求。

本发明提供的高强度高流动低翘曲的长玻璃纤维增强PA66复合材料及其制备方法，能克服目前长玻璃纤维增强PA66复合材料力学性能较低、流动性差、易翘曲变形、表面质量不好和吸水率高的缺陷，能显著提升长玻璃纤维增强PA66复合材料的力学性能、流道长度和表面质量，制备的工业风扇扇叶不易翘曲变形，在高速转动条件下，使用稳定，满足工业风扇扇叶材料的发展新要求。

实验结果表明，本发明提供的该高强度扁平连续长玻璃纤维增强PA66复合材料，利用高强度连续扁平玻璃纤维代替了普通的圆柱形玻璃纤维，不仅增加了增强了PA66复合材料的力学性能，还提高了PA66复合材料的流动性与制件外观，并降低了制品的翘曲变形和吸水性。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种玻璃纤维增强的聚酰胺复合材料粒料、一种玻璃纤维增强的聚酰胺复合材料及制备方法、应用进行了详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。

实施例1

高强度连续扁平长玻璃纤维增强PA66复合材料1，包括以下原料：

49.2公斤PA66(聚酰胺)树脂，型号为PA66-EPR24；

16卷(每卷4800根)高强度连续扁平长玻璃纤维，型号为ER5301T-2000，其截面为扁平状，横截面宽厚比为4:1，，表面涂覆与PA66树脂相容性良好的浸润剂；

0.15公斤润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物润滑剂；

10公斤特殊化学结构的半芳香尼龙树脂MXD6：为间苯二甲胺和己二酸缩聚合成；

0.15公斤受阻酚类主抗氧剂，型号为Irganox 1098，和0.15公斤亚磷酸酯类抗氧剂，型号为Irganox 168；

0.3公斤黑色母粒，型号为CABOT-PA3785；

0.05公斤成核剂，型号为P22。

高强度连续扁平长玻璃纤维增强PA66复合材料1的制备方法，按照上述重量准备原料，

步骤1：型号为ER5301T-2000的高强度连续扁平玻璃纤维；

步骤2：将49.2公斤型号为PA66-EPR24的PA66树脂、10公斤半芳香尼龙MXD6、0.15公斤型号为Irganox 1098的受阻酚类抗氧剂和0.15公斤型号为Irganox 168的亚磷酸酯类抗氧剂、0.3公斤型号为CABOT-PA3785的黑色母粒和0.15公斤聚乙烯-丙烯酸共聚物润滑剂和0.05公斤成核剂P22。在高速混合机中充分混合均匀，得到预混料1；

步骤3：将步骤2得到的预混料1以60公斤/小时的速率从长径比为48:1双螺杆挤出机的主喂料口进入，同时将步骤1所述的16卷高强度连续扁平玻璃纤维通过熔融浸渍模具穿好，所述预混料经该双螺杆挤出机熔融挤出后进入浸渍模具，在浸渍模具内充分浸润高强度连续扁平玻璃纤维，然后在冷却水槽内冷却成型，并切粒成12mm长粒料，得到玻璃纤维含量为40％的高强度连续扁平长玻璃纤维增强PA66复合材料1。其中，所述双螺杆挤出机各段加工温度控制在250～280℃，真空度为-0.1MPa，所述浸渍模具温度为280℃。

经测试，玻璃纤维含量为40％的高强度连续扁平长玻璃纤维增强PA66复合材料1的性能如下：注塑机条件为280℃，60MPa注射压力条件下，粒料螺旋流道长度为750mm(幅宽20mm，厚2mm)，流动方向收缩率为0.12％，垂直流动方向收缩率为0.2％，吸水率(23℃，24h)0.4％。

结果表明，本发明制备的高强度连续扁平长玻璃纤维增强PA66复合材料1具有高流动性、高力学性能、高尺寸稳定性、低吸水率。满足工业风扇扇叶材料的新发展要求。

实施例2

高强度连续扁平长玻璃纤维增强PA66复合材料2，包括以下原料：

59.2公斤PA66(聚酰胺)树脂，型号为PA66-EPR24；

16卷高强度扁平长玻璃纤维，型号为ER5301T-2000，其截面为扁平状，横截面宽厚比为4:1；

0.15公斤润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物润滑剂；

0.15公斤受阻酚类主抗氧剂，型号为Irganox 1098，和0.15公斤亚磷酸酯类抗氧剂，型号为Irganox 168；

0.3公斤黑色母粒，型号为CABOT-PA3785。

0.05公斤成核剂，型号为P22。

高强度连续扁平长玻璃纤维增强PA66复合材料2的制备方法，按照上述重量准备原料；

步骤1：型号为ER5301T-2000的高强度连续扁平玻璃纤维；

步骤2：将59.2公斤型号为PA66-EPR24的PA66(聚酰胺)树脂、0.15公斤型号为Irganox 1098的酚类抗氧剂和0.15公斤型号为Irganox 168的亚磷酸酯类抗氧剂、0.3公斤型号为CABOT-PA3785的黑色母粒和0.15公斤聚乙烯-丙烯酸共聚物润滑剂和0.05公斤成核剂，型号为P22。在高速混合机中充分混合均匀，得到预混料2；

步骤3：将步骤2得到的预混料2以60公斤/小时的速率从长径比为48:1双螺杆挤出机的主喂料口进入，同时将步骤1所述的16卷高强度连续扁平玻璃纤维通过熔融浸渍模具穿好，所述预混料经该双螺杆挤出机熔融挤出后进入浸渍模具，在浸渍模具内充分浸润高强度连续扁平玻璃纤维，然后在冷却水槽内冷却成型，并切粒成12mm长粒料，得到40％高强度连续扁平长玻璃纤维增强PA66复合材料2。其中，所述双螺杆挤出机各段加工温度控制在250-280℃，真空度为-0.1MPa。所述浸渍模具温度为280℃。

经测试，玻璃纤维含量为40％的高强度连续扁平长玻璃纤维增强PA66复合材料2的性能如下：注塑机条件为280℃，60Mpa注射压力的测试条件下，粒料螺旋流道长度为720mm(幅宽20mm,厚2mm)，流动方向收缩率为0.15％，垂直流动方向收缩率为0.25％，吸水率(23℃，24h)0.65％。

结果表明，高强度连续扁平长玻璃纤维增强PA66复合材料2具有一定的高流动性、高力学性能、高尺寸稳定性、但是吸水率有所增加。

对比例1

按照以下成分取原料：

59.2公斤PA66(聚酰胺)树脂，型号为PA66-EPR24；

16卷普通圆柱形玻璃纤维，型号为ER4301R-2400；

0.15公斤润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物润滑剂；

0.15公斤受阻酚类主抗氧剂，型号为Irganox 1098，和0.15公斤亚磷酸酯类抗氧剂，型号为Irganox 168；

0.3公斤黑色母粒，型号为CABOT-PA3785。

0.05公斤成核剂，型号为P22。

按照与实施例1的步骤2与步骤3相同的方式制备对比例的普通长玻璃纤维增强PA66复合材料：即将59.2公斤型号为PA66-EPR24的PA66(聚酰胺)树脂、0.15公斤型号为Irganox 1098的受阻酚类抗氧剂和0.15公斤型号为Irganox 168的亚磷酸酯类抗氧剂、0.3公斤型号为CABOT-PA3785的黑色母粒、0.15公斤乙烯-丙烯酸共聚物润滑剂和0.05公斤成核剂P22在高速混合机中充分混合均匀，得到对比例预混料；

同时将步骤1所述的16卷普通圆柱形玻璃纤维ER4301R-2400通过熔融浸渍模具穿好，所述预混料经该双螺杆挤出机熔融挤出后进入浸渍模具，在浸渍模具内充分浸润普通长玻璃纤维，然后在冷却水槽内冷却成型，并切粒成12mm长粒料，得到40％普通长玻璃纤维增强PA66复合材料。其中，所述双螺杆挤出机各段加工温度控制在250-280℃，真空度为-0.1Mpa。所述浸渍模具温度为280℃。

测试结果表明，玻璃纤维含量为40％的对比例扁平长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的性能如下：注塑机条件为280℃，60Mpa注射压力的测试条件下，粒料螺旋流道长度为700mm(幅宽20mm，厚2mm)，流动方向收缩率为0.2％，垂直流动方向收缩率为0.28％，吸水率(23℃，24h)1.1％。

以上对本发明提供的一种高强度高流动低翘曲长玻璃纤维增强聚酰胺(PA66)复合材料及制备方法、应用进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。