[发明专利]一种高强度高耐磨性的聚酰胺模塑组合物

说明书

本发明公开了一种高强度高耐磨性的聚酰胺模塑组合物，包含聚酰胺(A)、短切碳纤维(B)、芳纶纤维(C)、抗冲及相容改性剂（D）和其他添加剂(E)。所述的聚酰胺添加量为35‑90wt.%，所述的短切碳纤维为5‑40 wt.%，所述的芳纶纤维含量为5‑25 wt.%，所述的抗冲及相容改性剂为0.2‑5 wt.%，以及任选地包含至少0.1份抗氧剂等添加剂。制备方法具体包括以下步骤：先将芳纶纤维通过表面处理工艺上浆固化切粒；再将组合物A、D、E经过高速混匀熔融挤出，加入B和C，烘干后注塑成型。本发明中碳纤维和芳纶纤维的复合可使材料在达到较高强度的同时保持较高的韧性，且仍保持较好的耐磨性。

技术领域

本发明属于高分子塑料改性技术领域，具体涉及一种高强度高耐磨性的聚酰胺模塑组合物。

背景技术

芳纶纤维是一种新型的高科技有机合成纤维，具有超高强度、高模量、耐高温、耐酸耐碱以及重量轻等优异性能，即便在560°C的高温也不分解不熔化；此外，芳纶纤维还具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。

尼龙本身是性能优异的工程塑料，在通用工程塑料中产量最大、品种最多、应用最广，但尼龙吸湿性大、制品尺寸稳定性差、强度及硬度也远不如金属。碳纤维是含碳量90%以上的纤维状碳素材料，比重不到钢的1/4，抗拉强度是钢的7-9倍，即使处于2000℃的高温惰性环境也不会降低强度，兼具质量轻、强度高、可设计性强、阻尼高、耐高温、耐腐蚀、耐冲击等优异特性。采用碳纤维增强尼龙材料可兼得二者的优越性，具有耐磨、强度高 、刚性高、热稳定性高、高温蠕变小、尺寸精度好、阻尼性优良等特点。

碳纤维增强尼龙材料可作为高强度耐磨材料替代传统的金属材料，在齿轮、网球拍、燃料箱、机器人手臂、火箭发射筒、飞机发动机部件等领域有较为广泛的应用。然而，碳纤维增强材料本身刚性较高、韧性较低，通常为脆性断裂，限制了其在机械结构上的广泛应用。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种高强度高耐磨性的聚酰胺模塑组合物，碳纤维和芳纶纤维的复合可使材料在达到较高强度的同时保持较高的韧性，且仍保持较好的耐磨性。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种高强度高耐磨性的聚酰胺模塑组合物，其特征在于：包含：聚酰胺(A)、短切碳纤维(B)、芳纶纤维 (C)、抗冲及相容改性剂（D）和其他添加剂(E)。

所述的聚酰胺添加量为35-90wt.%，所述的短切碳纤维为5-40 wt.%，所述芳纶纤维含量为5-25 wt.%，所述的抗冲及相容改性剂为0.2-5 wt.% ，以及任选地包含至少0.1份抗氧剂以及其他添加剂。

本发明所述的一种高强度高耐磨性的聚酰胺模塑组合物的制备方法是：

1）芳纶纤维通过表面处理工艺上浆固化切粒。

将芳纶纤维卷通过设备浸入含上浆剂的容器中，随后经过加热烘干切粒。上浆剂为混合物，含80%市售恒神公司热塑性上浆剂，20%碳纳米管（CNT）浆液，混合均匀，碳纳米管（CNT）浆液含30%碳纳米管粉，及70%水。

2）组合物A、D、E经过高速混匀后，经双(或单)螺杆挤出进行熔融挤出，B和C分别从4区和7区加入。挤出温度为230～300℃，粒料在90~110℃烘箱中干燥4小时，然后通过注塑成型，测试物理性能及表面效果。

本发明所述组分A可以是一种聚酰胺或聚酰胺组合物，包括PA6、PA66、PA46、PA6T、PA9T、PA6I、MXD6、PA11、PA12、PA612等。

本发明所述的组分B短切碳纤维，包含聚丙烯腈基的短切碳纤维或沥青基的短切碳纤维。