尼龍工程塑料市場(chǎng)預(yù)測(cè)

為了增強(qiáng)PA同其它材料(包括工程塑料)的競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，提高市場(chǎng)占有份額，從提高制品性能、降低成本和有利于環(huán)境這三個(gè)方面改進(jìn)產(chǎn)品晶級(jí)的性能，如Du Pont、DSM、Rhodia、東麗公司等樹脂生產(chǎn)廠家都先后推出了快速成型品級(jí)，縮短了成型周期，降低了生產(chǎn)成本。采用茂金屬聚烯烴如聚烯烴彈性體(POE)增韌改性比用彈性體改性更方便，可調(diào)范圍更大。同時(shí)能生產(chǎn)阻燃(特別是無鹵阻燃)PA品級(jí)的廠家增多，可供用戶選擇的產(chǎn)品也增多。另外，值得提及的是PA·納米復(fù)合材料是前產(chǎn)量最大的工業(yè)化聚合物系納米復(fù)合材料，納米粒子填充量小，改性產(chǎn)品的密度幾乎與基礎(chǔ)晶級(jí)相同，其優(yōu)越性是顯而易見的。

工業(yè)家和咨詢家普遍對(duì)PA工程塑料的未來市場(chǎng)持樂觀態(tài)度，有的認(rèn)為2000~2005年其用量將以年均7%的速度遞增”’，也有報(bào)道預(yù)計(jì)2001—2006年間世界PA工程塑料市場(chǎng)的年均增長(zhǎng)率為5%-6%”l。亞洲地區(qū)生產(chǎn)能力的占有份額將有所提高。PA工程塑料市場(chǎng)應(yīng)用的熱點(diǎn)和未來潛在市場(chǎng)為：

(1)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣歧管 汽車廠為降低生產(chǎn)成本，要求采用一體化部件，選用高性能材料和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。制作PA吸氣歧管可使制品輕量化，降低成本40%-50%，井有減振效果。歐洲汽車廠應(yīng)用PA吸氣歧管走在前列，預(yù)計(jì)美國(guó)和其它地區(qū)會(huì)很快跟上。

(2)耐熱性(特別是焊接耐熱性)晶級(jí)將在電器工業(yè)上應(yīng)用十分活躍，無鹵阻燃PA的開發(fā)和應(yīng)用將受到人們的更大關(guān)注。

(3)以PA6為中心的食品包裝膜 該產(chǎn)品應(yīng)用前景看好，雙向拉伸(BO)PA薄膜具有良好的抗穿刺性、對(duì)氧和二氧化碳的阻隔性及耐蒸煮性，用作共擠出多層膜的芯膜，可延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期，需求量會(huì)穩(wěn)步增長(zhǎng)，并從最初開發(fā)、應(yīng)用的日本擴(kuò)大到其它國(guó)家和地區(qū)。

尼龍工程塑料以其在機(jī)械性能、耐久性、耐腐蝕性、耐熱性等方面的高性能優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于電子電氣、汽車、建筑、辦公設(shè)備、機(jī)械、航空航天等行業(yè)，以塑代鋼、以塑代木已成為國(guó)際流行趨勢(shì)。尼龍工程塑料作為當(dāng)今世界塑料工業(yè)中增長(zhǎng)速度最快的領(lǐng)域，其發(fā)展不僅對(duì)國(guó)家支柱產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)起著支撐作用，同時(shí)也推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整。

放眼未來，我國(guó)尼龍工程塑料行業(yè)發(fā)展前景仍舊十分廣闊。僅從家電行業(yè)來看，今后僅以冰箱、冷柜、洗衣機(jī)、空調(diào)及各類小家電產(chǎn)品每年的工程塑料需求量將達(dá)60萬噸左右。而用于通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及鐵路、公路建設(shè)等方面的工程塑料用量則更為驚人，預(yù)計(jì)今后數(shù)年內(nèi)總需求量將達(dá)到450萬噸以上。

前瞻網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2010年，我國(guó)工程塑料消費(fèi)量達(dá)244.3萬噸，同比增長(zhǎng)11%，是全球需求增長(zhǎng)最快的國(guó)家;2011年進(jìn)一步上升至272萬噸，預(yù)計(jì)到2013年我國(guó)尼龍工程塑料消費(fèi)量將達(dá)到337萬噸，2015年突破400萬噸。

PA工程塑料概況

PA是歷史悠久、用途廣泛的通用工程塑料，2000年世界工程塑料市場(chǎng)分配為PA35%、PC32%、POM11%、PBT1O%、PPO3%、PET2%、UHMWPE2%，高性能工程塑料(PPS、LCP、PEEK、PEI、PESU、PVDF、其它含氟塑料等)2%。由于PC市場(chǎng)需求增長(zhǎng)快，其市場(chǎng)占有份額已已經(jīng)超過PA。

從性能和價(jià)格綜合考慮，PA6和PA66的市場(chǎng)用量仍占PA總量的90%左右，居主導(dǎo)地位，2001年世界PA66的消費(fèi)量為74萬噸，略高于PA6的68萬噸。歐洲消費(fèi)結(jié)構(gòu)為PA6占50%，PA66占40%，PAll、PAl2和其它均聚、共聚PA占10%，美國(guó)PA66用量超過其它品種，日本則PA6消費(fèi)居首位，為52%，PA66占38%，PAll和PAl2占5%，PA46和半芳香族PA占5%。PA工程塑料以注射成型為主，注塑制品占PA制品的90%左右，PA6與PA66的成型加工工藝不盡相同，PA66基本都采用注塑加工，占95%，擠出成型僅占5%；PA6的注塑制品占70%，擠出成型占30%。

近10年，世界的PA消費(fèi)量以年均7．5%左右的速度遞增，而工程塑料用PA樹脂的年均增長(zhǎng)率約為8．5%，利用填料、增強(qiáng)劑、彈性體、其它樹脂或添加劑對(duì)其改性，使PA工程塑料工業(yè)充滿活力。自1997-1998年亞洲金融危機(jī)以后和歐洲經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇以來，對(duì)PA工程塑料的需求恢復(fù)增長(zhǎng)。2000年比1999年增長(zhǎng)7%，2001年由于世界IT行業(yè)不景氣，加之受美國(guó)“9．11"事件的影響，使2001年世界的PA6和PA66需求出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，比2000年減少3%，由146萬t下降為142萬t，其中PA6與2000年持平，PA66受汽車、電子電氣等下游工業(yè)市場(chǎng)影響大，同比下降5%。世界PA6和PA66需求量變化見下表：

表1 世界PA6和PA66的需求量變化 （單位 萬噸）

品種 1999年 2000年 2001年

PA6 63.5 68 68

PA66 72.5 78 74

合計(jì) 136 146 142

PA工程塑料供應(yīng)和消費(fèi)

與通用塑料相比，包括PA在內(nèi)的工程塑料生產(chǎn)和消費(fèi)更集中在發(fā)達(dá)國(guó)家，美國(guó)、歐洲和日本等三大國(guó)家和地區(qū)的PA生產(chǎn)能力占世界總生產(chǎn)能力的90%，消費(fèi)占80%。德國(guó)的《塑料》期刊提供的數(shù)據(jù)為：美國(guó)的PA生產(chǎn)能力占世界的31%，歐洲占45%，亞洲占40%。日本宇部興產(chǎn)公司報(bào)道的美國(guó)、歐洲和亞洲的PA工程塑料的生產(chǎn)能力分別為500kt/a、760kt/a、442kt/a(其中日本為282kt/a)。不同來源的數(shù)據(jù)雖有差異，但總的觀點(diǎn)是一致的。工程塑料用PA樹脂的生產(chǎn)和消費(fèi)都快于纖維用PA樹脂，因此它在PA樹脂中占有的份額也在逐年提高。

2001年P(guān)A6和PA66的產(chǎn)量

世界2001年P(guān)A6和PA66的產(chǎn)量見表2。

表2 世界各地區(qū)PA6和PA66的產(chǎn)量 （2002年數(shù)據(jù) 單位：萬噸）

國(guó)別 PA6 PA66 合計(jì)

美國(guó) 23 33 56

歐洲 25 26 51

日本 12 7 19

其它 8 8 16

合計(jì) 68 74 142

從表2可知，日本PA6的產(chǎn)量高于PA66，與歐美有所不同據(jù)美國(guó)化學(xué)系統(tǒng)公司提供的數(shù)據(jù)，世界PA工程塑料的總生產(chǎn)能力為1 600kt/a，居前4名的公司和占有份額分別為：DuPont公司為390 kt/a，占24．4%；BASF公司為220 kt/a，占13．5甲o(hù)；GE-Honeywell公司為200kt/a，占12．5%；Rhodia公司為145kt/a，占9．1%；其它公司總計(jì)為645 kt/a，占40．2%。位居前列的生產(chǎn)廠都是實(shí)力雄厚的綜合性大型石化或化工公司，除有大規(guī)模的先進(jìn)聚合裝置外，都有附設(shè)的配混料廠，增加可供品級(jí)數(shù)量和提供滿足市場(chǎng)、用戶要求的專用產(chǎn)品，其它廠家還有Al-lied Signal、Solulia-Dow、UBE，Bayer、DSM、RodiciPlastics、EMS、東麗、旭化成、三菱工程塑料公司等。也有一些獨(dú)立的塑料配混料廠如著名的美國(guó)RTP、LNP公司等，提供有特色和用戶要求性能的牌號(hào)。品種多、供貨靈活和周期短是這些供應(yīng)廠的特點(diǎn)。

1996~2000年間世界不同地區(qū)PA的需求量

見表3，歐洲和美洲的消費(fèi)量分別占世界總量的41．7%和30．2%，占絕對(duì)主導(dǎo)地位。

表3 世界各地PA的需求量 （單位：萬噸）

地區(qū) 1997年 1998年 1999年 2000年

美洲 37.3 38.8 41.5 45

歐洲 52.2 53.6 58 62

亞洲 28.6 28.2 30.5 32

其它 7.9 7.5 8 8

總計(jì) 126 128.1 138 147

PA消費(fèi)結(jié)構(gòu)

PA具有優(yōu)良的性能，經(jīng)填充、增強(qiáng)、增韌、阻燃等改性后其性能可進(jìn)一步提高，被廣泛用于汽車、電子電氣、包裝、機(jī)械、家具、建材、運(yùn)動(dòng)和休閑用品、生活用品、玩具等行業(yè)。汽車工業(yè)是PA的最大用戶，其次是電子電氣工業(yè)，當(dāng)然各國(guó)的消費(fèi)結(jié)構(gòu)不盡相同。1999年美國(guó)、歐洲、日本的PA消費(fèi)結(jié)構(gòu)見表4。由表4可知，日本的薄膜占有份額(主要是PA6)比其它國(guó)家和地區(qū)多，而歐洲電子電氣工業(yè)的PA用量占總量的比例相對(duì)高些。

表4 1999年P(guān)A樹脂應(yīng)用消費(fèi)結(jié)構(gòu) （單位：萬噸）

項(xiàng)目 美國(guó) 歐洲 日本

汽車 18.3 21.9 8.2

電子電器 4.1 11.5 2.5

工業(yè) 3.7 3.9 1.9

薄膜 6.1 6 5.5

其它 9.3 14.7 3.5

合計(jì) 41.5 58 21.6

2000年西歐的PA工程塑料市場(chǎng)分配為

汽車31%，電子電氣21%，包裝11%，日用消費(fèi)品11%，機(jī)械7%，建筑6%，運(yùn)動(dòng)和休閑5%，其它8%。

2001年日本的PA樹脂消費(fèi)結(jié)構(gòu)為：汽車等運(yùn)輸業(yè)37%，電子電氣23%，工業(yè)晶10%，其它(單絲、薄膜、電線電纜、管材)占30%。

盡管不同來源的數(shù)據(jù)也有差異，但汽車是PA的最大消費(fèi)市場(chǎng)卻不容置疑，PA合金和共混材料應(yīng)用最多的行業(yè)也是汽車工業(yè)。幾十年來，PA已成功地取代金屬用作汽車內(nèi)飾件、外飾件、車體和機(jī)罩下部件。為節(jié)能降耗，發(fā)達(dá)國(guó)家早就開始加快汽車輕量化、塑料化的步伐，并把每輛車用塑料量作為汽車現(xiàn)代化和技術(shù)進(jìn)步的標(biāo)志，有的車型每輛用量已超過20ke，如BMW的BMW328i型車每輛用工程塑料162ke，占汽車總重的11．6%，其中PA用量為21．8kg；”，因而也可以說汽車工業(yè)是工程塑料工業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)力之一。PA兼有平衡的力學(xué)性能、良好的熱性能和阻燃性，能承受電子電氣器件長(zhǎng)期工作要求，適于制作各種開關(guān)、齒輪、家用電器部件、電子設(shè)施、大型汽車電子接插件、接線頭和手控電動(dòng)工具部件等。PA單層膜及其與其它塑料的多層膜和容器，可包裝肉類、香腸、奶酪、花生、魚、液體食品等，能延長(zhǎng)商品保質(zhì)期。

2001年世界的PA6消費(fèi)結(jié)構(gòu)為

汽車34%，電子電氣8%，機(jī)械18%，單絲和薄膜30%，其它10%；而PA66市場(chǎng)為：汽車50%，電子電氣30%，機(jī)械20%‘q。由此可見，兩種主要PA的消費(fèi)市場(chǎng)不同。

加入一定量的二甲基乙酰胺到反應(yīng)釜內(nèi)，然后再加入4，4′-二氨基聯(lián)苯醚，待基本溶解后，加入均苯四甲酸二酐，反應(yīng)溫度控制在50℃左右，得到透明的聚酰胺酸頂聚物溶液。預(yù)聚物脫除溶劑后，經(jīng)300高溫脫水環(huán)化或加醋酐（脫水劑）、三乙胺（中和劑）成鹽沉淀，分離得到聚酰亞胺。

3、理化性能

模塑粉和模壓塑料的性能如下:

3.1模塑粉

外觀：淡黃色粉末

細(xì)度：≤250μm

表觀密度：≥0.35（克/cm3）

（0.5%鄰甲酚溶液，溫度35℃時(shí)測(cè)定）

3.2模壓塑料

外觀：琥珀色半透明

表面電阻率：≥1015Ω

體積電阻率：≥1016Ω·cm

壓縮強(qiáng)度：≥160MPa

彎曲強(qiáng)度：≥180MPa

沖擊強(qiáng)度：≥100kJ/m2

介電損耗角正切（106赫茲）1×10-3～5×10-3

介電常數(shù)（106赫茲）3.0～3.5

人們對(duì)尼龍并不陌生，尼龍制品在日常生活中比比皆是，它是美國(guó)杰出的科學(xué)家卡羅瑟斯（Carofhers）及其領(lǐng)導(dǎo)下的一個(gè)科研小組研制出來的，是世界上出現(xiàn)的第一種合成纖維。尼龍的出現(xiàn)使紡織品的面貌煥然一新，它的合成是合成纖維工業(yè)的重大突破，同時(shí)也是高分子化學(xué)的一重要里程碑。

1928年，美國(guó)最大的化學(xué)工業(yè)——杜邦成立了基礎(chǔ)化學(xué)研究所，年僅32歲的卡羅瑟斯博士受聘擔(dān)任該所的負(fù)責(zé)人。他主要從事聚合反應(yīng)方面的研究。他首先研究雙官能團(tuán)分子的縮聚反應(yīng)，通過二元醇和二元羧的酯化縮合，合成長(zhǎng)鏈的、相對(duì)分子質(zhì)量高的聚酯。在不到兩年的時(shí)間內(nèi)，卡羅瑟斯在制備線型聚合物，特別是聚酯方面取得了重要的進(jìn)展，將聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量提高到10 000~25 000，他把相對(duì)分子質(zhì)量高于10 000的聚合物稱為高聚物（Superpolymer）。1930年，卡羅瑟斯的助手發(fā)現(xiàn)，二元醇和二元羧酸通過縮聚反應(yīng)制取的高聚酯，其熔融物能像制棉花糖那樣抽出比來，而且這種纖維狀的細(xì)絲即使冷卻后還能繼續(xù)拉伸，拉伸長(zhǎng)度可達(dá)到原來的幾倍，經(jīng)過冷卻拉伸后纖維的強(qiáng)度、彈性、透明度和光澤度都大大增加。這種聚酯的奇特性質(zhì)使他們預(yù)感到可能具有重大的商業(yè)價(jià)值，有可能用熔融的聚合物來紡制纖維。然而，繼續(xù)研究表明，從聚酯得到纖維只具有理論上的意義。因?yàn)楦呔埘ピ?00oC以下即熔化，特別易溶于各種有機(jī)溶劑，只是在水中還稍穩(wěn)定些，因此不適合用紡織。

隨后卡羅瑟斯又對(duì)一系列的聚酯和聚酰胺類化合物進(jìn)行了深入的研究。經(jīng)過多方對(duì)比，選定他在1935年2月28日首次由已二胺和已二酸合成的聚酰胺66（第一個(gè)6表示二胺中的碳原子數(shù)，第二個(gè)6表示二酸中的碳原子數(shù)）。這種聚酰胺不溶于普通溶劑，熔點(diǎn)為263oC，高于通常使用的熨燙溫度，拉制的纖維具有絲的外觀和光澤，在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上也接近天然絲，其耐磨性和強(qiáng)度超過當(dāng)時(shí)任何一種纖維。從其性質(zhì)和制造成本綜合考慮，在已知聚酰胺中它是最佳選擇。接著，杜邦公司又解決了生產(chǎn)聚酰胺66原料的工業(yè)來源問題，1938年10月27日正式宣布世界上第一種合成纖維誕生了，并瘵聚酰胺66(PA66)這種合成纖維命名為尼龍（Nylon）。尼龍后來在英語(yǔ)中成了“從煤、空氣、水或其他物質(zhì)合成的，具有耐磨性、類似蛋白質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的所有聚酰胺的總稱”。生產(chǎn)尼龍的過程表示如下：

1、干燥溫度和方式

　　包括原料的烘干方式、溫度和時(shí)間。原料的烘干主要采用烘箱或料斗式干燥機(jī)，研究發(fā)現(xiàn)，這兩種烘干方式只能去除原料的表面水分，無法去除原料的內(nèi)在水分，因此應(yīng)改用真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)來干燥。真空干燥的優(yōu)點(diǎn)在于其不僅能去除原料深層的水分，更能利用抽真空來提高干燥效率，防止原料氧化變黃。干燥工藝宜采用0. 25MPa壓力的蒸汽，干燥時(shí)間也可由以前的10 h減少到3 h，干燥溫度可由以前的105℃降到100℃。采用這種烘干工藝可將原料的含水率控制在0. 2%以下，也解決了以前原料在烘干過程中出現(xiàn)的降解和發(fā)黃現(xiàn)象，使材料保持了原有的柔韌度。

　　干燥設(shè)備和注塑機(jī)料筒之間一般不直接相連，干燥后的原料需要在中間料倉(cāng)存放。要特別注意是干燥后的原料在存放過程中的密封問題，如果存放過程中出現(xiàn)二次吸水，在生產(chǎn)中仍會(huì)產(chǎn)生氣泡或中空現(xiàn)象。

　　2、注射方式

　　通過大量實(shí)驗(yàn)得到較為理想的注塑工藝。先把注射溫度由以前的3段改為4段， 1~4段的溫度分別為: 270~275℃、280~285℃、285~290℃及280~285℃。然后將注射速率也由以前的2級(jí)改為3級(jí)， 1~3級(jí)的注射速率分別為35、60、50(相對(duì)值)，即注射方式由前期的由快到慢改為慢—快—慢。

　　3、噴嘴溫度

　　噴嘴溫度應(yīng)低于料筒溫度，一般控制在280℃左右。若噴嘴溫度太高，制件會(huì)出現(xiàn)氣孔或制件發(fā)黃，嚴(yán)重時(shí)制件易脆化;若噴嘴溫度太低，熔體易凝固而將噴嘴堵死或凝料被注入噴嘴，制件發(fā)脆或熔接痕明顯。

　　4、模具溫度

　　模具溫度應(yīng)控制在70~90℃。若模具溫度太高，冷卻速率減小，從而延長(zhǎng)成型周期，制件出現(xiàn)凹痕或氣泡。反之，冷卻速率增大，易出現(xiàn)熔體流動(dòng)結(jié)晶現(xiàn)象，制件發(fā)脆，熔接痕明顯。

　　5、注塑壓力

　　在注塑生產(chǎn)中，注塑壓力是一個(gè)關(guān)鍵因素。注塑壓力包括塑化壓力和注射壓力。塑化壓力應(yīng)使螺桿塑化進(jìn)料順暢為宜，一般應(yīng)保持在注塑機(jī)最大塑化壓力的60% ~80%;注射壓力應(yīng)以保證制品完全充滿型腔而不產(chǎn)生批峰為宜，生產(chǎn)尼龍梭坯時(shí)，一般保持在40~60MPa。當(dāng)注塑壓力過高時(shí)，熔體充模過快，在澆口附近以湍流形式進(jìn)入而發(fā)生“自由噴射”，裹帶空氣進(jìn)入制件，從而在制件表面產(chǎn)生云霧斑或閃金光缺陷。當(dāng)注塑壓力過低時(shí)，原料進(jìn)入型腔緩慢，緊貼型腔壁面的原料會(huì)由于溫度急速下降而使粘度增高，并很快向流動(dòng)軸心波及，使塑料流動(dòng)通道在很短時(shí)間內(nèi)變得十分狹窄，大大降低了型腔壓力，結(jié)果會(huì)使制件表面出現(xiàn)波紋、缺料、氣泡等缺陷，有時(shí)還會(huì)脆性破裂。

　　6、冷卻、保壓和注射時(shí)間

　　時(shí)間的長(zhǎng)短直接影響到制件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。生產(chǎn)尼龍梭坯的時(shí)間主要包括冷卻時(shí)間、保壓時(shí)間和注射時(shí)間。冷卻時(shí)間太短，易產(chǎn)生主流道粘模、水口破裂等問題，一般將冷卻時(shí)間設(shè)在8~10 s為宜。保壓時(shí)間長(zhǎng)短與料溫有直接關(guān)系，熔體溫度高，澆口封閉時(shí)間長(zhǎng)，保壓時(shí)間也長(zhǎng);反之保壓時(shí)間短。當(dāng)保壓時(shí)間太短時(shí)，制件易發(fā)脆、尺寸不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)凹痕、氣泡等;當(dāng)保壓時(shí)間太長(zhǎng)時(shí)，制品易粘模。一般將保壓時(shí)間設(shè)在10~15 s為宜。注射時(shí)間由分級(jí)注射的級(jí)次決定，生產(chǎn)中將以前分2級(jí)注射的工藝改為3級(jí)注射，每一級(jí)可按不同的時(shí)間進(jìn)行控制。當(dāng)充模時(shí)間適當(dāng)時(shí)，制件內(nèi)外各向應(yīng)力一致，收縮凹陷小，顏色較均勻，能較好地保證制件的豐滿度。若注射時(shí)間過短，充料不足，制件易出現(xiàn)凹痕、分層、結(jié)合不良、發(fā)脆等癥狀，若注射時(shí)間過長(zhǎng)，制件易出現(xiàn)坡峰、發(fā)黃、翹曲乃至燒傷變焦。一般將注射總時(shí)間定在20 s，按3個(gè)級(jí)別分配，級(jí)別之間可根據(jù)實(shí)際情況互相調(diào)整。

　　7、尼龍梭坯的定型和后處理

　　尼龍梭坯的定型和后處理主要是為了穩(wěn)定制件尺寸和消除制件內(nèi)應(yīng)力，提高制件的尺寸穩(wěn)定性。先將事先準(zhǔn)備好的定型塊置于梭坯的型腔里，再將其放置在水或乙酸鉀溶液中(使其全部沒入)，控制溶液溫度為100℃，處理24 h后即可達(dá)到吸濕平衡。然后取出模塊，擦凈晾干，經(jīng)檢驗(yàn)合格后即為成品梭坯，可進(jìn)入下一道工序。

世界上尼龍纖維的年產(chǎn)量已達(dá)數(shù)百萬噸，尼龍以其高強(qiáng)度、耐磨等獨(dú)特優(yōu)越的性能，在民用和工業(yè)方面得到了廣泛的應(yīng)用。

高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料及其制造方法專利目的

《高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料及其制造方法》所要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)以上2010年12月前已有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料及其制造方法，拉伸強(qiáng)度、沖擊韌性和尺寸穩(wěn)定性都能滿足列車高速運(yùn)行的要求。

高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料及其制造方法技術(shù)方案

高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料，按重量百分比由以下組分組成：尼龍樹脂35-60%，玻璃纖維20-35%，無機(jī)礦物0-10%，相容劑16-30%，光穩(wěn)定劑0.3-0.5%，偶聯(lián)劑0.1-0.3%，抗氧劑0.1-0.5%，潤(rùn)滑劑0.4-1%；相容劑為馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠和馬來酸酐接枝POE中的一種或兩種混合，相容劑的熔體流動(dòng)速率在0.5-1.5克/10分鐘，條件為190℃，2.16千克。

高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料的制造方法，包括以下步驟：（1）將尼龍樹脂、光穩(wěn)定劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑按重量份配比好通過中速攪拌機(jī)充分混勻，得到擠塑原料；（2）將所得的擠塑原料送入雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混，擠出造粒，在擠出過程中擠出機(jī)同時(shí)加入玻璃纖維、無機(jī)礦物和相容劑，擠出工藝參數(shù)為：熔體溫度220－280℃，混煉時(shí)間1－5分鐘；步驟（2）中，相容劑采用側(cè)喂料的加入方法加入擠出機(jī)；螺桿轉(zhuǎn)速控制為300－450轉(zhuǎn)/分鐘。

《高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料及其制造方法》相容劑含量控制在16-30%，含量要比專利200410067639.8和200810023402.8高出許多，并采用熔體流動(dòng)速率在0.5-1.5克/10分鐘（190℃，2.16千克）的馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠或/和馬來酸酐接枝POE作為相容劑，含量較高并具有一特定流動(dòng)速度的相容劑不僅能改善尼龍樹脂與玻璃纖維和無機(jī)礦物的相容性，又能起到增韌劑的作用。2010年12月前已有技術(shù)中要使產(chǎn)品的韌性提高，使用的方法均是通過增加增韌劑的量來達(dá)到，但增韌劑的量也不能一味的增加，增韌劑的量如果太大也會(huì)影響其它組份所起的作用，因此，2010年12月前已有技術(shù)中相容劑的選擇和用量難以實(shí)現(xiàn)在提高沖擊強(qiáng)度情況下而不影響其他性能。該申請(qǐng)則通過對(duì)相容劑的選擇和用量限制來同時(shí)達(dá)到“相容”和“增韌”的作用，替代了傳統(tǒng)加入相容劑后又要加入增韌劑得方法，起到一舉兩得，事半功倍的效果，由此大大提高了低溫（-30℃）沖擊性能，提高了材料的檔次，拓展了了材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

該申請(qǐng)相容劑在加工過程中采用側(cè)喂的加入方法，既可以在擠出過程中分散均勻，與尼龍樹脂起到一個(gè)很好的相容界面，相容層的厚度可以提高10-50%，又能防止在擠出過程中停留時(shí)間長(zhǎng)造成分解，失去相容劑的作用。將相容劑代替增韌劑，可以大大提高尼龍與玻纖、礦物等材料的相容性和材料沖擊韌性；選用熔體流動(dòng)速率在0.5-1.5克/10分鐘（條件為190℃，2.16千克的相容劑），可以相對(duì)提高螺桿轉(zhuǎn)速，300－450轉(zhuǎn)/分鐘的螺桿轉(zhuǎn)速既能對(duì)擠塑原料起到很好的塑化和分散作用，又不至于將玻璃纖維剪切的很碎，玻璃纖維可以充分起到增強(qiáng)的作用，縮短了雙螺桿擠出混煉時(shí)間，顯著提高了生產(chǎn)效率，由以前的一臺(tái)擠出機(jī)（科亞CTE-65D雙螺桿擠出機(jī)）產(chǎn)量300千克/時(shí)提高到350-400千克/時(shí)。

該發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：

前述的高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料，尼龍樹脂為尼龍6和尼龍66中的一種或兩種混合，其相對(duì)粘度為2.4-2.8。尼龍6和尼龍66具有良好的機(jī)械性能，較高的表面硬度，良好的電阻性能能夠滿足鐵路塑料扣件的絕緣要求。

前述的高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料，玻璃纖維為無堿無砷連續(xù)玻璃纖維或無堿無砷短切玻璃纖維；無堿無砷連續(xù)玻璃纖維的直徑為12-15微米；無堿無砷短切玻璃纖維的纖維長(zhǎng)度為3.0-4.5毫米，直徑為9-12微米。短玻璃纖維在擠出過程中能更好的分散，并且在擠出的塑料粒子中保持一定的長(zhǎng)度，在0.6-0.9毫米，這樣在塑料扣件上既能表現(xiàn)較高的拉伸強(qiáng)度，而且玻纖的均勻分散在尺寸穩(wěn)定性上也有很大的改善。

前述的高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料，無機(jī)礦物為粒徑在10-80微米；無機(jī)礦物由硅酸鹽的玻璃微珠和粒徑在10-20微米之間的滑石粉、碳酸鈣或硅灰石中的一種或幾種混合。無機(jī)礦物可以改善塑料扣件表觀的平整性，防止翹曲變形，從側(cè)位采用失重喂料加入可以均勻分散，保證含量的均勻。

前述的高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料，光穩(wěn)定劑為N,N'-雙（2,2,6,6-四甲基-4哌啶基）-1,6-己二胺或2-（2H-苯并三唑-2）-4,6-二（1-甲基-1-苯乙基）苯酚。偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH560或KH550（KH560和KH550是產(chǎn)品）?？寡鮿閬喠姿崛?，4-二叔丁基苯基）酯或N,N’-六亞甲基雙（3,5-二叔丁基-4-羥基苯丙酰胺）。潤(rùn)滑劑為硅酮粉或硬脂酸鈣。

前述的高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料的制造方法，步驟（2）中，玻璃纖維和無機(jī)礦物也采用側(cè)喂料的加入方法加入擠出機(jī)，可以增加均勻效果。

高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料及其制造方法改善效果

《高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料及其制造方法》的優(yōu)點(diǎn)是：在利用尼龍樹脂通過增強(qiáng)增韌制得高強(qiáng)高抗沖尼龍工程塑料過程中，對(duì)相容劑的選擇和用量以及加入方法有所突破，選擇熔體流動(dòng)速率在0.5-1.5克/10分鐘（190℃,2.16千克）的馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠、馬來酸酐接枝POE作為相容劑，用量為16-30%重量百分比，采用側(cè)喂料的加入方法制成高速鐵路軌道系統(tǒng)用材料在低溫情況下（-30℃）也可以保持良好的沖擊性能。用該發(fā)明的配方和方法所制得的高性能和尺寸穩(wěn)定性好工程塑料去制備高速鐵路軌道系統(tǒng)用制品可以滿足目前列車高速運(yùn)行（速度300千米/時(shí)以上）對(duì)鐵路鋪設(shè)的要求，并且制件輕，易于成型加工，提高生產(chǎn)效率，材料成本合理，在高速鐵路的飛速發(fā)展中在不同的自然環(huán)境下可以大范圍應(yīng)用。

2013年，《高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料及其制造方法》獲得第八屆江蘇省專利項(xiàng)目獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)。

1.高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料，其特征在于：按重量百分比由以下組分組成：尼龍樹脂35-60%、玻璃纖維20-35%、無機(jī)礦物0-10%、相容劑16-30%、光穩(wěn)定劑0.3-0.5%、偶聯(lián)劑0.1-0.3%、抗氧劑0.1-0.5%、潤(rùn)滑劑0.4-1%；所述相容劑為馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠和馬來酸酐接枝POE中的一種或兩種混合，所述相容劑的熔體流動(dòng)速率在0.5-1.5克/10分鐘，條件為190℃，2.16千克；所述尼龍樹脂為尼龍6和尼龍66中的一種或兩種混合，其相對(duì)粘度為2.4-2.8。

2.如權(quán)利要求1所述的高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料，其特征在于：所述的玻璃纖維為無堿無砷連續(xù)玻璃纖維或無堿無砷短切玻璃纖維；所述無堿無砷連續(xù)玻璃纖維的直徑為12-15微米；所述無堿無砷短切玻璃纖維的纖維長(zhǎng)度為3.0-4.5毫米，直徑為9-12微米。

3.如權(quán)利要求1所述的高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料，其特征在于：所述無機(jī)礦物為粒徑在10-80微米；所述無機(jī)礦物由硅酸鹽的玻璃微珠和粒徑在10-20微米之間的滑石粉、碳酸鈣或硅灰石中的一種或幾種混合。

4.如權(quán)利要求1所述的高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料，其特征在于：所述光穩(wěn)定劑為N,N'-雙（2,2,6,6-四甲基-4哌啶基）-1,6-己二胺或2-（2H-苯并三唑-2）-4,6-二（1-甲基-1-苯乙基）苯酚。

5.如權(quán)利要求1所述的高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料，其特征在于：所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH560或KH550。

6.如權(quán)利要求1所述的高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料，其特征在于：所述抗氧劑為亞磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯或N,N’-六亞甲基雙（3,5-二叔丁基-4-羥基苯丙酰胺）。

7.如權(quán)利要求1所述的高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料，其特征在于：所述潤(rùn)滑劑為硅酮粉或硬脂酸鈣。

8.權(quán)利要求1-7中任一權(quán)利要求所述高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料制造方法，包括以下步驟：

（1）將尼龍樹脂、光穩(wěn)定劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑按重量份配比好通過中速攪拌機(jī)充分混勻，得到擠塑原料；

（2）將所得的擠塑原料送入雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混，擠出造粒，在擠出過程中擠出機(jī)同時(shí)加入玻璃纖維、無機(jī)礦物和相容劑，擠出工藝參數(shù)為：熔體溫度220－280℃，混煉時(shí)間1－5分鐘；

其特征在于：所述步驟（2）中，相容劑采用側(cè)喂料的加入方法加入擠出機(jī)；所述螺桿轉(zhuǎn)速控制為300－450轉(zhuǎn)/分鐘。

9.如權(quán)利要求8所述的高速鐵路軌道交通用尼龍工程塑料的制造方法，其特征在于：所述步驟（2）中，玻璃纖維和無機(jī)礦物也采用側(cè)喂料的加入方法加入擠出機(jī)。