[发明专利]一种低收缩率低吸水率尼龙6复合材料及其制备与应用

说明书

技术领域

本发明属于改性塑料领域，具体涉及一种低收缩率低吸水率尼龙6复合材料及其制备与应用。

背景技术

尼龙6(PA6)为半透明或不透明的乳白色半结晶性树脂。在较宽的温度范围内具有较高的刚性和韧性，其耐磨性、耐蠕变性和耐油性良好，在许多领域具有广泛应用。但是，由于高密度亲水酰胺基团(-NHCO-)的存在，使得PA6有很强的吸水率，在23℃，相对湿度50％条件下，其平衡吸水率约为2.5％；当相对湿度为100％时，其平衡吸水率高达10％。PA6吸水后，其机械性能、电气性能等性能发生了显著的变化，降低制品的使用安全性和使用寿命。另一方面，作为结晶性材料，PA6同样存在收缩率大的缺点，其纯树脂的收缩率为1.0～1.5％，严重影响其在需要高尺寸稳定性领域的应用。为了克服以上的缺点，人们提出各种解决方案，并申请了相关专利。

中国专利文件CN 101787204 B公布了一种低吸水率聚酰胺组合物及其制备方法。将重量份数聚酰胺10～90％、层状硅酸盐黏土3～10％及小于2％添加剂置于高速混合机中预混20min后加入到双螺杆挤出机中，通过输送、熔融、剪切挤出冷却造粒，得到聚酰胺/层状硅酸盐母粒，再与苯乙烯树脂10～60％、相容剂2～10％及短切玻璃纤维5～20％通过双螺杆挤出机中挤出造粒，制得低吸水率的聚酰胺组合物。中国专利文件CN 102863786 A公布一种低吸水率增强聚酰胺复合物及其制备方法，该增强聚酰胺复合物以聚酰胺为基体，线性酚醛树脂为极性树脂，玻璃纤维为增强体，加入润滑剂、抗氧剂，获得了一种吸水率低、尺寸稳定性好的低吸水率增强聚酰胺复合物。中国专利CN 101857723 B一种高尺寸稳定性的聚酰胺组合物及其制备，采用苯乙烯基树脂与聚酰胺合金化，并无机金属化合物的络合作用降低聚酰胺吸水率，以达到实现聚酰胺尺寸稳定性的目的。

以上发明虽然在降低聚酰胺吸水率和提高其尺寸稳定性方面提供了有效的方案，但仍存在一些不足：(1)取向填充(特别是玻纤)材料的加入会造成材料横纵收缩的不同，引起翘曲；(2)苯乙烯类树脂的加入带来聚酰胺热变形温度的明显下降；(3)填充含量偏低，不利于低收缩率材料的获得。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种低收缩率低吸水率尼龙6复合材料。

本发明的另一目的在于提供上述低收缩率低吸水率尼龙6复合材料的制备方法。本发明先以PA12为基体制备高含量滑石粉母粒，再将PA6、滑石粉母粒、滑石粉、聚苯醚(PPO)及加工助剂混合，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得低收缩率低吸水率PA6复合材料。

本发明的再一个目的在于提供上述低收缩率低吸水率尼龙6复合材料的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种低收缩率低吸水率尼龙6复合材料，该复合材料由PA6(尼龙6)、以PA12(聚十二内酰胺，又称尼龙12)为基体的滑石粉母粒、滑石粉、PPO(聚苯醚)、相容剂和增韧剂组成，以重量百分计算，各组分用量如下：

上述低收缩率低吸水率尼龙6复合材料组成中，PA6(尼龙6)、以PA12为基体的滑石粉母粒、滑石粉、PPO(聚苯醚)、相容剂和增韧剂的重量百分比之和为100％。

优选的，以PA12为基体的滑石粉母粒由如下重量百分比的各组分组成：

上述以PA12为基体的滑石粉母粒组成中，PA12(聚十二内酰胺，又称尼龙12)、滑石粉、偶联剂、抗氧剂以及润滑剂的重量百分比之和为100％。

在更优选的方案中，所述的偶联剂为硅烷偶联剂，例如γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

在更优选的方案中，所述抗氧剂为受阻酚、亚磷酸酯和铜盐组成的复配抗氧体系。

在更优选的方案中，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。

在更优选的方案中，所述滑石粉目数为5000～15000目。目数小于5000目可能会降低滑石粉与树脂的结合力，目数大于15000目，很难制备滑石粉母粒。

在更优选的方案中，所述PA12为在190℃、1.0Kg的熔融指数为5～30g/10min的PA12。

优选的，所述尼龙6的相对粘度为2.0～3.4。相对粘度低于2.0尼龙6的分子量过低，材料力学性能较差，而相对粘度高于3.4尼龙6流动性差，带来加工困难。

优选的，所述聚苯醚的特征粘度为0.35～0.65dL/g(指的是在25℃氯仿条件下测试得到的特征粘度)。