[发明专利]一种抗老化耐磨PA6复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种抗老化耐磨PA6复合材料及其制备方法。

背景技术

聚酰胺6(PA6)作为常见的热塑性塑料，应用十分广泛。但是随着科技的发展，在一些特定的领域，人们对PA6材料的性能要求，尤其是抗老化性能、耐磨性能要求越来越高，这大大限制了PA6复合材料在这些特定领域上的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗老化耐磨PA6复合材料及其制备方法，以解决PA6的抗老化性能及耐磨性能无法满足特定领域需要的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种抗老化耐磨PA6复合材料，按重量份由以下组分组成：

所述抗老化母粒制备步骤如下：

(1)称取一定量的己内酰胺、醋酸铜、浓磷酸及己二酸；

(2)将己内酰胺、醋酸铜、浓磷酸、己二酸放入反应釜内，搅拌均匀后加入蒸馏水，再次搅拌均匀；

(3)密闭釜盖后升温升压，当釜内温度达到第一设定温度，压力达到第一设定压力时，保温第一设定时间；

(4)调整釜内的压力和压强，将釜内温度升温至第二设定温度，压力降为常压，保温保压第二设定时间；

(5)停止加热，通入惰性气体，当釜内温度低于200℃时开始放料得到所述抗老化母粒。

步骤(1)中的所述己内酰胺、所述浓磷酸、所述己二酸及所述醋酸铜的质量比为(400-600)：(3-5)：(10-20)：(4-6)。

步骤(1)中的所述浓磷酸为催化剂，所述己二酸为分子量稳定剂，步骤 (2)中的所述蒸馏水为开环聚合引发剂。

所述第一设定温度为200-245℃，所述第一设定压力为1.5-2.0MPa，所述第一设定时间为3-4h；所述第二设定温度为250-280℃，第二设定时间为4-6h。

所述惰性气体为氮气。

所述纳米TiO₂为金红石型纳米TiO₂，粒径为20-30nm。

所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4- 羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4- 羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。

所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。

一种上述任一项的抗老化耐磨PA6复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取60份-80份的PA6、10份-16份抗老化母粒、6份-10份纳米TiO₂、 0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；

(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PA6复合材料。

所述步骤(2)具体为：使用双螺杆挤出机挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度200～220℃，二区温度260～ 280℃，三区温度260～280℃，四区温度260～280℃，五区温度260～280℃，六区温度260～280℃，机头温度260～280℃,螺杆转速200～280r/min。

本发明的有益效果是：

1、由于纳米TiO₂颗粒表面带有多个环氧基团，把它接枝到PA6的分子链后，可以使复合材料形成交联网状结构，这种纳米TiO₂不仅均匀分散于PA6 基体中，而且形成的交联网状结构改变了纳米TiO₂与PA6分子间的界面结合力，改善了纳米TiO₂与PA6两者之间的相容性。

2、纳米TiO₂颗粒的本身硬度比较高，有利于提升PA6的耐磨性能。

3、醋酸铜这类含金属的化合物，能强化酰胺键，对PA6有稳定作用，它可以与尼龙中的酰胺基发生螯合，提高它的化学稳定性，从而提升PA6复合材料的抗老化性能，机理如下所示:

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

本申请的实施例中所用的原料如下：