[发明专利]玻璃纤维增强聚对二甲酰癸二胺复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐高温尼龙复合材料领域，涉及一种玻璃纤维增强聚对二甲酰癸二胺复合材料及其制备方法。

背景技术

半芳香尼龙是在脂肪族尼龙的分子链中，部分引入芳环的一种聚酰胺，即由脂肪族二胺或二酸与带芳香环的二酸或二胺缩聚制得。由于尼龙分子主链引入了芳环结构而使其具备优异的刚性、耐热性、耐老化性、尺寸稳定性等优点，特别适合生产一些耐热部件、薄壁产品，所以在汽车发动机周边部件和电路板表面实装技术领域有大量相关的研究报导。具有代表性并已经工业化的的半芳香尼龙品种有PA46、PA6T（“6”代表缩聚单体二元胺中的己二胺，“T”代表缩聚单体二元酸中的对苯二甲酸）、PA9T（壬二胺和对苯二甲酸的缩聚产物，聚邻苯二酰胺(PPA)等，，其中以PA9T的综合性能较好，但成本较高，所以开发耐热性能、加工性能和强度优良并且价格低廉的半芳香尼龙具有很重要的研究和应用价值。聚对二甲酰癸二胺（PA10T）应运而生，比起PA9T、PA6T和PA46，PA10T具有吸湿很少、尺寸很稳定、韧性和刚性很好、易于加工和回收等优点。

PA10T是由对苯二甲酸和癸二胺经成盐、预聚合、固相聚合三个步骤熔融缩聚制备的。PA10T的原料癸二胺全部来源于生物基的蓖麻油，在目前全球低碳环保理念已经成为共识的今天，其相对于其它耐高温尼龙相比具有独特的生物基性质，进一步提高了其市场竞争力。PA10T主链上苯环的存在，使得材料的耐热性和刚性得到提高，而长链亚甲基则会赋予材料一定的柔顺性和可熔融加工成型性，因此PA10T是一种很有前景的高性能耐热性工程塑料。

由于不同领域、不用制品具有不同的使用性能要求，单一的PA10T树脂无法满足使用要求。为了进一步拓宽PA10T的使用领域，玻璃纤维（GF）广泛用于增强PA10T，但是所形成的PA10T/GF复合材料的力学性能有时并不能满足使用性能。

为了解决上述问题，我们在加工PA10T/GF时，引入支化剂与扩链剂，通过控制扩链剂与支化剂的添加比例，实现了PA10T/GF复合材料在改性过程中出现轻微交联，在后期的注塑成型过程中进行深度交联，可使PA10T/GF复合材料由热塑性直接转变为热固性，大大提高了其力学性能，与不添加扩链剂与支化剂的PA10T/GF复合材料相比具有更高的力学强度和更低的吸水率。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供了一种玻璃纤维增强聚对二甲酰癸二胺复合材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所制备的璃纤维增强聚对二甲酰癸二胺复合材料通过控制扩链剂与支化剂的添加比例，实现了PA10T/GF复合材料在改性过程中出现轻微交联，在后期的注塑成型过程中进行深度交联，可使PA10T/GF复合材料由热塑性直接转变为热固性，大大提高了其力学性能，与不添加扩链剂与支化剂的PA10T/GF复合材料相比具有更高的力学强度和更低的吸水率。

一种玻璃纤维增强聚对二甲酰癸二胺复合材料，由包含以下重量份的组分制成：

所述的玻璃纤维为无碱连续玻璃纤维，其线密度为1200g/1000m-4800g/1000m。

所述的偶联剂为γ-氯丙基三乙氧基硅烷(KH550)或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH792)，优选KH792。

所述的热稳定剂为H3336（德国布吕格曼尼（BRUGGEMANN）公司生产）、S-EED（德国科莱恩助剂公司生产）或HS01（美国PolyAd公司生产），优选S-EED。(H3336是铜化合物，卤素增效剂和润滑剂的混合物)

所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或GT-11中的一种或一种以上，优选GT-11（广州汇天化工公司生产）。

所述的支化剂为三羧基苯磺酸、三氨基三苯甲烷或三羟基环氧丙烷中的一种或一种以上，优选三羟基环氧丙烷。

所述的扩链剂选CHEM CORD CM-3020（余姚市凯姆立华塑料科技有限公司生产）、JONCRYL ADR-4368S（巴斯夫生产）中的一种或一种以上，优选JONCRYL ADR-4368S。

一种制备玻璃纤维增强聚对二甲酰癸二胺复合材料的方法，包括如下步骤：

（1）将聚对二甲酰癸二胺原料置于干燥器中，干燥温度为110℃，干燥时间为8h；玻璃纤维置于100℃烘箱中干燥4小时；

（2）按照上述配比称量聚对二甲酰癸二胺100份、硅烷偶联剂0.2-1份、热稳定剂0.3-0.7份、润滑剂0.5-1.0份、支化剂0.5-5.0份和扩链剂0.4-2.0份；