[发明专利]耐水解玻纤增强聚酰胺复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐水解玻纤增强聚酰胺复合材料及其制备方法，属于高分子材料及加工改性技术领域。

背景技术

聚酰胺树脂(PA)具有优异的耐磨、质坚、耐寒、无毒、耐腐蚀、易成型、易染色等特性，其玻璃纤维增强材料被广泛应用于汽车零部件、电子电器、电动工具、童车、儿童玩具等领域。近年来，玻纤增强聚酰胺材料越来越广泛地应用于汽车水室、卫浴阀芯等水处理领域；聚酰胺由于含有胺基和羰基，易与水分子形成氢键，因此所得到的各种材料在使用时容易吸水，产生增塑效应，导致材料体积膨胀、模量下降，在应力作用下发生明显蠕变。聚己内酰胺和聚己二酸己二胺(尼龙6和尼龙66)是最常用的聚酰胺材料，但是它们最高能从潮湿空气中吸收质量分数10％的水分，在一般湿度环境下也能吸收质量分数2％到4％的水分，发生水解反应进而导致多种力学性能的变化。

现有的防止聚酰胺材料水解的方法有如下几类：

(1)、降低吸水量从而减少水分对其性能的影响；

(2)、通过提高PA材料的相关性能，期望能抵消吸水后对其性能的影响；

(3)、混合改性，水之所以能破坏聚酰胺(尼龙6/66)中业已形成的氢键而与羰基或胺基形成新的氢键，就是因为水分子与羰基或胺基形成氢键的趋势比他们之间要高。由于酚基与羰基形成氢键的趋势比水分子更高，添加酚类物质之后，酚基占据了尼龙6/66中的羰基和胺基，并因其所含的苯环产生了位阻效应，能够在一定程度上阻止水分子的进入，但是，这些方法并没有在本质上改变尼龙的耐水解性。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种玻纤增强的聚酰胺复合材料及其制备方法，避免聚酰胺水解后导致的机械性能下降幅度高达50％且使用寿命下降等问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

耐水解玻纤增强聚酰胺复合材料，其特征在于，包括如下重量份的各组分：

前述的耐水解玻纤增强聚酰胺复合材料，其特征在于，所述聚酰胺PA为PA6，相对粘度为2.4～2.8。

优选地，前述马来酸酐接枝EPDM中，马来酸酐的接枝率为0.8～1。

进一步优选地，前述抗水解玻璃纤维的长为3～4.5mm，直径为8～15μm。

更优选地，前述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中，主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，辅抗氧剂为有机磷系抗氧化剂和亚磷酸酯类协效抗氧剂，其中，有机磷系抗氧化剂的重量份为0.2～2份，受阻酚类抗氧剂的重量份为0.2～1份，亚磷酸酯类协效抗氧剂的重量份为0.2～1份。

优选地，前述润滑剂为有机硅类润滑剂。

优选地，前述偶联剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷。

优选地，前述抗水解剂为碳化二亚胺类抗水解剂。

此外，本发明还公开了前述的耐水解玻纤增强聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、准备原料：按照前述的组分和重量份准备各原料；

S2、混合挤出：将聚酰胺PA、马来酸酐接枝EPDM、抗氧剂、润滑剂、偶联剂、有机硅光扩散剂及抗水解剂混合搅拌均匀，然后加入到双螺杆挤出机内；在上述混合料的挤出过程中，通过侧向喂料将抗水解玻璃纤维加入到双螺杆挤出机内一起高温挤出、冷却、牵引和切粒，挤出温度为235～275℃，得到耐水解玻纤增强聚酰胺复合材料。

本发明的有益之处在于：本发明的耐水解玻纤增强聚酰胺复合材料，通过配合使用聚酰胺、抗水解玻璃纤维、马来酸接枝EPDM、抗氧剂、润滑剂、偶联剂及有机硅光扩散剂，同时在抗水解剂的作用下，选择特定的重量含量的上述组分，大大降低了耐水解玻纤增强复合聚酰胺材料在潮湿环境下的吸水率，同时也保护了材料的亲水基团，使其耐水解性能大幅提高；将该材料应用于电动工具、园林工具等长期暴露在户外及使用在潮湿环境的产品中时，能够有效的解决其产品性能下降及产品水解老化等问题。同时，本发明的耐水解玻纤增强聚酰胺复合材料的制备方法，操作简单，成本低廉，生产效益高，各方面机械性能高且稳定，非常适合工业化生产，所制备的耐水解玻纤增强聚酰胺材料具有优异的抗水解性，吸水后机械性能保持性好。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。

本发明中无特殊说明，所用原料均为市购。

实施例1