[发明专利]一种玻璃纤维增强尼龙复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种尼龙复合材料，尤其涉及一种具有抗汽车冷冻液性能的尼龙复合物及其制备方法。

背景技术

尼龙(聚酰胺，polyamide，简称PA)是杰出科学家Carothers及其领导下的科研小组研制的，也是世界上第一中合成纤维，在高分子化学领域具有划时代的里程碑意义，正是因为其重要的意义，如今尼龙已成为“从煤、空气、水或其他物质合成的，具有耐磨性和柔韧性、类似蛋白质化学结构的所有聚酰胺的总称”。

尼龙是由二酸和二胺缩聚(内酰胺开环聚合)制备得到，具有良好的综合性能，如优良的力学性能、耐热性、自润滑和耐磨损性能、耐化学品腐蚀性能等，并且易于加工。早期主要用于纤维，但是随着多种新的尼龙材料的研制成功，以及聚合方法技术的发展，很多尼龙材料可以用作性能优良的工程塑料。

玻璃纤维增强PA早在上世纪50年代已有研究，并于70年代产业化，在PA中加入玻璃纤维可以明显提高PA的力学性能、耐热性、耐老化性，并且耐疲劳强度可达到未增强时的2.5倍，成型工艺与未增强时大致相同，因此，玻璃纤维增强PA已成为尼龙复合材料中重要的一员。

由于玻璃纤维增强尼龙材料具有高强度、高耐热、高抗疲劳、低成形收缩等良好性能，因此被广泛应用于汽车、机械、家电、航空及军用部件等领域。在汽车配件生产中，如冷却加热装置和油箱等部件，玻璃纤维增强尼龙材料因为其特有的性能在代替金属扮演着越来越重要的角色。

然而，随着温度的提高和化学试剂腐蚀的存在，玻璃纤维增强尼龙材料的机械性能会明显下降，导致制件开裂问题的产生。针对这种情况，很多公司开发了克服性能下降严重的抗汽车冷却液的水室料，这其中最著名的一个品种就是杜邦公司的70G30HSLR。同时其他企业和研究机构采用不同的途径和方法改进玻璃纤维增强尼龙材料的高温抗冷却液材料。

如美国专利US5905168在合成PA-66时，加入单羧基酸单体代替部分己二酸提升耐醇解和耐水解性能；中国专利CN101191015A公开的尼龙66复合材料，以PA-66为基体，添加玻璃纤维、卤化亚铜、卤化钾、结晶成核剂、有机抗氧剂等助剂，在双螺杆挤出机混合挤出、冷却切粒得到，可用于制造汽车散热器冷却水箱的排气室、水管和恒温器外壳等部件；中国专利CN101613527A公开的耐醇解尼龙复合材料中，以六亚甲基磷酰三胺作为耐醇解助剂，并用耐醇解玻璃纤维提升材料的尼龙复合材料的耐醇解性能；《工程塑料应用》(2005年第8期，第10～12页)还公开了用聚烯烃接枝马来酸酐添加到玻璃纤维增强PA66中能提高材料的耐醇解性能的技术方案。

虽然，上述方法能够有效的提升了玻璃纤维增强尼龙材料耐醇解性能，但是但醇解后的性能的保持率偏低，一般都在50％以下，尤其是弯曲强度和拉伸强度仍然有很大程度的下降，因此在用于汽车水室料时仍存在不足。

发明内容

针对现有技术中玻璃纤维增强尼龙复合材料耐醇解性能差的问题，本发明提供了一种抗汽车冷却液的玻璃纤维增强尼龙复合材料、及其制备方法，具有良好的耐醇解性能，符合水室料的药物。

本发明的第一个目的是提供一种抗汽车冷却液的玻璃纤维增强尼龙复合材料，组分包括：尼龙树脂、短切玻璃纤维和结构式(I)所示的双马来酰亚胺衍生物：

其中，R为选自：

其中，R¹为碳链长度为C₁～C₄的亚烷基。

其中，所述双马来酰亚胺衍生物的重量百分含量为0.5～5wt％。

其中，所述尼龙树脂优选为相对粘度为2.0～3.5的聚合物，可以是尼龙6、尼龙66、尼龙610等，最优选为尼龙66。

其中，所述短切玻璃纤维直径优选为5～15μm；长度优选为2～10mm；所述短切玻璃纤维最优选为无碱玻璃纤维。

其中，所述尼龙树脂和短切玻璃纤维重量比优选为45～80∶20～40。

本发明上述的玻璃纤维增强尼龙复合材料，组分还可以包括助剂，所述助剂的重量百分含量优选为0.5～10wt％。

其中，所述助剂包括偶联剂(优选为硅烷偶联剂)、抗氧化剂、着色剂、阻燃剂或润滑剂中的任意一种或几种的混合物。

本发明的第二个目的是提供上述聚对苯二甲酸二醇酯复合材料的制备方法，步骤包括：

步骤1，称取复合材料组分，所述复合材料组分包括尼龙树脂、短切玻璃纤维和耐醇解助剂，其中，耐醇解助剂的重量百分含量为0.5～5wt％；