[发明专利]一种尼龙复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于尼龙复合材料技术领域，尤其涉及一种尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术

尼龙的发展使工农业和民用设施更加的微型化、轻量化和动力强劲化成为可能。耐高温尼龙可以为某些部件带来更高的耐温性能，或是干脆替代了金属原材料来生产这些部件。新型设备的装置和组件也有用耐高温尼龙代替金属和热固性材料的趋势。这些都将会加大对耐高温尼龙材料的需要量，从而带动市场需求。

由于耐高温尼龙的分子链中存在着较高比例的酰胺键，酰胺键的极性较高，与水分子间能形成氢键，因此与聚烯烃等疏水性聚合物相比，具有较高的吸水率。一方面，较高的吸水率大大的影响着产品的尺寸稳定性，这使得其在电子产品和汽车行业等精密部件中的使用大大受到限制；另一方面，较大的吸水率将影响制品的电性能变化，进一步改变制品的介电强度，使得其在电子电气工业中的使用受到限制。为了适应更广泛的工业用途和更苛刻的使用条件，一般采用较多的方法是在尼龙基体中添加纤维、无机物等方法来减少尼龙在复合材料中的体积比，从而降低其吸水率，这种方法制备的复合材料密度大，填料添加量高，吸水率降低不明显，并没有从根本上解决尼龙吸水率高的问题。

CN103073877A和CN102863786A公开了两种低吸水率的聚酰胺组合物，都添加了玻纤或无机填料来降低尼龙在复合材料中的比例，从而降低其吸水率，这种方法制备的复合材料的吸水率降低不明显，且其采用低熔点聚酰胺，在耐高温材料领域的使用受到较大的限制。

另外，尼龙是最早开发的工程塑料，具有机械强度高、韧性好、耐疲劳、有自润滑性，摩擦系数小、耐磨、耐热(100℃内可长期使用)、易改性成型等优点，具有良好的综合性能和广泛的应用。尼龙树脂经过玻纤增强后，其强度可提高好几倍，可与金属材料媲美，常代替金属材料用作各种机械部件。玻纤增强尼龙广泛应用于汽车发动机周边，以及其他需要高强度和有一定耐热要求的产品。但经过玻纤增强后的尼龙材料，注塑成制件后，在高温情况下会发生翘曲变形，特别是用于汽车装配，其与钣金件一起在180度的环境下进行热存放试验后，容易翘曲变形，影响了正常的装配。

CN104804411A公开了一种低吸水率耐高温尼龙复合材料，由包括以下重量份的组分制成：尼龙盐100份，稀土氧化物0.1～2份，封端剂0.1～1份，催化剂0.1～0.6份，去离子水30～60份。其制备出了具有耐高温、高强度、高热变形温度、尺寸稳定性好、吸水率低的复合材料，然而其在透气性方面、力学性能和高温热处理后的低翘曲性方面都还存在缺陷。

因此，如何开发一种低吸水率并耐高温，同时具有均衡的力学性能和高温热处理后的低翘曲性的尼龙复合材料是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种尼龙复合材料及其制备方法，本发明所提供的尼龙组合物不仅具有低吸水率并耐高温，而且具有优异的拉伸性能以及高温热处理后的低翘曲性的优势。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，本发明还提供了一种尼龙复合材料，其由以下组分按重量份组成：尼龙盐100份，稀土氧化物0.2-1.5份，纳米二氧化硅10-15份，封端剂0.1-1份，催化剂0.1-0.6份，去离子水30-60份。

作为优选的方式，所述的尼龙复合材料，其由以下组分按重量份组成：尼龙盐100份，稀土氧化物0.5-1.2份，纳米二氧化硅10-14份，封端剂0.5-1份，催化剂0.1-0.5份，去离子水30-50份。

作为进一步优选的方式，所述的尼龙复合材料，其由以下组分按重量份组成：尼龙盐100份，稀土氧化物0.8-1.0份，纳米二氧化硅11-14份，封端剂0.6-1份，催化剂0.2-0.5份，去离子水40-50份。

作为最优选的方式，作为优选的方式，所述的尼龙复合材料，其由以下组分按重量份组成：尼龙盐100份，稀土氧化物1.0份，纳米二氧化硅12份，封端剂0.5份，催化剂0.5份，去离子水35份。

本发明通过添加纳米二氧化硅，其通过与稀土氧化物复配后，两者可发挥协同作用，进一步显著增强尼龙复合材料在拉伸性能以及高温热处理后的低翘曲性。

本发明中，所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化铈或氧化钇中的任意一种或至少两种的混合物。