[发明专利]一种高熔接痕强度增强的聚酰胺材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种高熔接痕强度增强的聚酰胺材料及其制备方法与应用。

背景技术

聚酰胺材料是工程塑料材料中应用最广泛的，使用量最大的通用工程塑料。广泛应用于汽车、建筑、电子电器和家电等行业。聚酰胺树脂经玻纤增强后，能显著提高其强度、刚性和冲击强度，拓宽使用范围。但是，在应用过程中，经常发现增强聚酰胺成型制件的熔接痕位置常常成为制件的破坏引发点。对于许多大型或者复杂结构制件，熔接痕的产生难以避免，虽然这些熔接痕有些甚至难以辨别，但它却是制品强度上最薄弱的环节，考虑到熔接痕处制件强度远远低于材料本体的强度，制件的破坏或者失效常常由熔接痕导致。为了进一步扩展玻纤增强聚酰胺材料的应用，迫切需要改善玻纤增强聚酰胺材料的熔接痕强度。

从材料角度改善熔接痕的方法有已经公开的专利申请CN101735577A(一种高熔接痕强度增强聚对苯二甲酸丁二醇酯材料及其制备方法)和CN101735508A(一种高熔接痕强度增强聚丙烯材料及其制备方法)。这两份专利申请从材料角度出发，进行配方的优化，获得了非常好的高熔接痕强度增强材料。

CN102153860A公开了一种高熔接痕强度改性尼龙材料及其制备方法。该专利申请对所用树脂雾度值有高要求(≤50μg/g)可能会导致树脂选材困难，此外加入过多的低分子量助剂对提高熔接痕强度有不良影响。

以上专利申请让人们了解高熔接痕强度对改性塑料在实际应用中的重大意义，但是在实际应用中仍然存在熔接痕强度偏低的情况，导致材料的应用受到限制。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高熔接痕强度增强的聚酰胺材料。

本发明的另一目的在于提供所述高熔接痕强度增强的聚酰胺材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供所述高熔接痕强度增强的聚酰胺材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高熔接痕强度增强的聚酰胺材料，由如下按质量百分比计的成分组成：聚酰胺树脂40～82％、玻璃纤维10～50％、聚酰胺共聚物2～8％、成核剂0.3～0.5％、抗氧剂0.1～0.2％；优选由如下按质量百分比计的成分组成：聚酰胺树脂58.4～81.4％、玻璃纤维15～35％、聚酰胺共聚物3～6％、成核剂0.4％、抗氧剂0.2％；更优选由如下按质量百分比计的成分组成：聚酰胺树脂58.4～61.4％、玻璃纤维35％、聚酰胺共聚物3～6％、成核剂0.4％、抗氧剂0.2％。

所述的聚酰胺树脂为在质量百分比95％的浓硫酸中测定得到的相对粘度为2.4～2.8的聚酰胺树脂。如果树脂粘度高，流动性差，不利于熔接痕处分子链之间的缠结，熔接痕强度较低；如果树脂粘度太低的话，树脂的分子量太低，力学性能特别是韧性较差，而且熔接痕强度也不能得到进一步提高。

所述的聚酰胺树脂优选为PA6和PA66中的一种或两种。

所述的玻璃纤维优选为经表面处理剂处理的玻璃纤维。经表面处理剂处理的玻璃纤维与聚酰胺基体树脂有非常好的界面结合力并能够在基体中有效分散，这些经表面处理剂处理的玻璃纤维能够保证聚酰胺材料具有优异的本体强度，玻璃纤维在基体中的良好的分散和强的界面结合力可以减少熔接痕强度的下降幅度。

所述的表面处理剂优选为硅烷系偶联剂、钛酸酯系偶联剂和铝酸酯系偶联剂中的一种或至少两种。

所述的硅烷系偶联剂优选为氨基硅烷、环氧基硅烷、叠氮基硅烷、丙烯基硅烷和乙烯基硅烷偶联剂中的一种或至少两种。

所述的玻璃纤维优选为短切无碱玻纤，直径为10μm。

所述的聚酰胺共聚物优选为粘度为0.6～0.9(ASTMD5225)的聚酰胺共聚物。较低的分子量，有效改善材料的流动性，帮助材料在熔接位置能够更好低熔合；此外，低分子量聚酰胺共聚物加入，拓宽整个基体树脂的分子量分布宽度，帮助熔接位置的分子链之间相互穿插缠结，明显改善材料的熔接痕强度。

所述的聚酰胺共聚物是由二元羧酸与二元胺进行缩合聚合反应得到或者由内酰胺开环聚合得到的聚酰胺共聚物。

所述的二元羧酸包括丁二酸、己二酸、癸二酸、等脂肪族二元酸和对苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二酸等芳香族二元羧酸等，但不限于上述二元羧酸。

所述的二元胺包括丁二胺、己二胺、癸二胺、间苯二胺、邻苯二胺、4-4二氨基二苯基甲烷等，但不限于上述二元胺。

所述的内酰胺包括己内酰胺、辛内酰胺、癸内酰胺、十八内酰胺等，但不限于上述内酰胺。