[发明专利]一种高耐热低翘曲尼龙66复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高耐热低翘曲尼龙66复合材料及其制备方法，主要应用于制造发动机罩盖，气门室罩盖等汽车零部件，属于改性聚酰胺技术领域。

背景技术

尼龙66(PA66)因其分子链上含有较强极性的酰胺基(-CONH-)，其基团之间形成的氢键使得PA66的结构易于结晶化，从而使材料具有机械性能优良，自润滑性，使用温度宽，电绝缘性好，耐油性化学稳定性好，易于加工等特点，因而在国民经济各领域得到广泛的应用，如汽车零部件，高速铁路扣件，齿轮、自动打印机的凸轮等各种高负荷的机械部件。尼龙66经过玻纤增强改性之后，可以大幅度的提高其机械力学性能，耐热温度，耐磨性，但不足之处是经过玻纤增强改性之后，因玻纤在流动过程中，很容易产生取向，从而导致熔体在流动方向和垂直流动方向，因收缩不一致导致零件产生翘曲变形，对于表面积较大的零件，很难控制其零件的平整度。为了有效的解决单一玻纤增强尼龙66的翘曲变形量较大的问题，我们采用矿物和玻纤复合填充的方式来进行改善，矿物的添加可以打乱熔体在流动过程中玻纤沿单一方向取向，同时矿物的加入，可以和玻纤形成一定的空间互补效应，使得玻纤在尼龙树脂中由各向异性逐渐向玻纤同性转变，可以有效的提高材料的抗翘曲变形的能力。

在汽车行业，国家节能减排的呼声越来越高，汽车轻量化带来的减排效果越来越得到人们的关注，各种高性能的高分子材料在汽车轻量化的过程中得到了广泛的应用。汽车发动机周边的工况使用环境比较恶劣，对材料的物理机械性能，长期耐热性能，耐油性，尺寸稳定性具有较高的要求。

专利CN 1970629A公布了一种树脂和云母复合填充增强材料，以尼龙或PBT为基材，加入玻璃纤维，偶联剂，抗氧剂，润滑剂等，云母的加入可以改善材料的翘曲变形效果，但由于其所用的抗氧体系的长期耐热效果相对较差，不适合发动机周边零件的使用要求。专利CN101205362A制备了一种耐翘曲变形的复合增强尼龙66，该专利中采用了PP-g-MAH为相容剂，该相容剂的引入，会影响尼龙66复合材料的热变形温度，同时容易降低尼龙66复合材料的长期耐热性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种高耐热低翘曲的尼龙66复合材料及其制备方法，该材料具有优异的长期耐热氧老化性能，较好的机械性能和较高的尺寸稳定性及抗翘曲变形效果，能满足汽车发动机周边用发动机罩盖，气门室罩盖等使用需求。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种尼龙66复合材料，其特征在于，其原料包括：

尼龙树脂                        41.9-79.6重量份；

短切玻璃纤维                    10-30重量份；

矿物填料                        10-25重量份

表面处理剂                      0.1～0.9重量份

成核剂                          0.1-0.6重量份；

热稳定剂                        0.1-0.6重量份；

润滑剂                          0.1～1重量份；

所述的尼龙树脂为相对粘度[η]在2.4～3.2(乌氏粘度法)的尼龙66。

所述的尼龙66不限定于单一粘度，可以是两种不同粘度尼龙66的复配体系。

优选地，所述的短切玻璃纤维为经过偶联剂表面处理的无碱短切玻璃纤维(E玻璃纤维)，其单丝直径为7μm～13μm，优选为10μm。玻璃纤维经过偶联剂表面处理，与尼龙树脂之间具有较好的界面结合能力。

优选地，所述的矿物填料为硅灰石、高岭土或其混合物。更优选地，所述的硅灰石的粒径为800目～2500目，高岭土的粒径为800目～1500目。。

优选地，所述的表面处理剂为硅氧烷类或钛酸酯类偶联剂，或硅氧烷类或钛酸酯类偶联剂与硬脂酸和马来酸酐的混合物。通过三种混合物分别对硅灰石和高岭土进行表面处理，在矿粉表面引入羧基和羟基等活性基团，提高矿粉和树脂的结合能力。

优选地，所述的成核剂为粒径小于1μm的滑石粉、粒径小于1μm的蒙脱土、苯甲酸钠、山梨醇二苄酯和褐煤酸酯中的一种或两种组成的复合成核剂。

更优选地，所述的成核剂为滑石粉或褐煤酸酯。成核剂的加入进一步促进材料形成较为致密的球晶结构，保证材料在注塑成型过程中能够迅速冷却，以保证注塑成型的零件有较好的尺寸效果。