[发明专利]一种增强抗冲击尼龙复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料改性技术领域，特别涉及一种增强抗冲击尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术

工程塑料尼龙机械强度较高、韧性好，有较高的抗拉、抗压强度；耐疲劳性能突出，经受多次反复屈折仍能保持原有机械强度；表面光滑、摩擦系数小、耐磨；耐腐蚀，耐碱和大多数盐液，还耐弱酸、机油和汽油；无毒，对生物侵蚀呈惰性，有良好抗菌、抗毒能力；耐热，使用温度范围宽，可在45-100℃下长期使用，短时耐热温度达120-150℃；有优良电气性能，具有较好的电绝缘性；制件重量轻，易染色，易成形。基于这些特性，当前保持了对尼龙产品的大量需求。

但由于尼龙树脂具有高吸湿率，因此它们呈现出尺寸不稳定性和高翘曲。另外，将无机材料添加到尼龙树脂中导致所得复合材料的抗冲击性低，因为当多重冲击施加于尼龙复合材料时，由于尼龙树脂和无机材料之间的界面结合力低而使应力累积在尼龙分子和无机材料间的界面，由此在界面处出现裂纹。另外，尼龙树脂主链中存在的弱C-C键由于尼龙树脂的固有结构特性而易于断裂，因而尼龙树脂存在难以实现低翘曲的问题。通过添加无机增强材料到尼龙树脂中可在一定程度上解决翘曲问题，但仅仅通过添加无机增强材料所得复合材料在翘曲上改善的很小，而且无机增强材料与尼龙分子之间的低界面结合力导致了复合材料的机械性能降低。

发明内容

本发明目的在于提供一种增强抗冲击尼龙复合材料，以解决现有技术通过添加无机增强材料到尼龙树脂中可在一定程度上解决尼龙树脂的翘曲问题，但仅仅通过添加无机增强材料所得复合材料在翘曲上改善的很小，而且无机增强材料与尼龙分子之间的低界面结合力导致了复合材料的机械性能降低的技术性问题。

本发明的另一目的在于提供一种增强抗冲击尼龙复合材料的制备方法，以解决现有技术通过添加无机增强材料到尼龙树脂中可在一定程度上解决尼龙树脂的翘曲问题，但仅仅通过添加无机增强材料所得复合材料在翘曲上改善的很小，而且无机增强材料与尼龙分子之间的低界面结合力导致了复合材料的机械性能降低的技术性问题。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种增强抗冲击尼龙复合材料，由包含以下重量份的组分制成：

尼龙树脂        80~100份；

增强纤维        40~60份；

抗冲击改性剂    4~10份；

硅烷偶联剂      0.6~1.5份；

复合型抗氧化剂  0.4~1.2份；

润滑剂          0.5~1.0份。

优选地，所述尼龙树脂的特性粘度为0.9~1.0dL/g，所述尼龙树脂选自尼龙6、尼龙66、尼龙11中的一种或几种。

优选地，所述增强纤维为玻璃纤维和碳纤维的复配混合物，所述复配混合物中玻璃纤维与碳纤维的质量比为（1~1.67）：1。

优选地，所述抗冲击改性剂选自马来酸酐接枝乙烯/丙烯共聚物、马来酸酐接枝异戊二烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、马来酸酐接枝乙烯/辛烯共聚物、苯乙烯与丁二烯的共聚物、乙烯与丙烯腈共聚物中的一种或几种。

优选地，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种。

优选地，所述复合型抗氧化剂为2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)（抗氧剂2246）与硫代二丙酸二月桂酯（抗氧剂DLTP）的混合物。

优选地，所述混合物中2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)与硫代二丙酸二月桂酯的质量比为（1.2~1.6）：1。

优选地，所述润滑剂选自硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸中的一种。

一种增强抗冲击尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）称取尼龙树脂80~100份，置于90~110℃的烘箱中烘干，烘干时间为4~6小时；

（2）在烘干后的尼龙树脂中加入抗冲击改性剂4~10份、复合型抗氧化剂0.4~1.2份、润滑剂0.5~1.0份于高速混合机中搅拌混合10~15min，混合机转速为2000～3000r/min；

（3）将增强纤维40~60份按一定比例混合，并用硅烷偶联剂0.6~1.5份进行表面处理；

（4）将步骤（2）得到的物料加入双螺杆挤出机中，并在双螺杆挤出机的侧向加料口中加入经步骤（3）处理的增强纤维；经挤出、造粒、冷却、切粒、干燥处理得改性尼龙复合材料。