[发明专利]具有优异低温韧性、低吸水率和高刚性的PA66复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有优异低温韧性、低吸水率和高刚性的PA66复合材料及其制备方法，其在PA66纯树脂中添加特定的ABS树脂、片层状结构填料和相容剂来改善复合材料的吸水率、刚性和低温韧性，使用超低粒径的片层状结构填料尤其是使用超细滑石粉可以显著降低PA66复合材料的吸水率，提高材料干态和湿态下的刚性；在此基础上加入特定的ABS树脂和相容剂苯乙烯/N‑苯基马来酰亚胺/马来酸酐共聚物，由于改善了尼龙树脂、ABS树脂之间以及树脂与填料之间的相容性，因此可以进一步降低PA66复合材料的吸水率，同时大大改善了复合材料的低温韧性，尤其是‑40℃下的低温韧性，使该复合材料可用于特殊工况情况下，如高湿条件、低温极寒气候等，扩展了PA66的应用领域。

技术领域

本发明涉及一种改性PA66复合材料及其制备方法，尤其涉及一种具有优异低温韧性、低吸水率和高刚性的PA66复合材料及其制备方法，属于尼龙改性技术领域。

背景技术

聚酰胺树脂具有优良的机械性能、优良的阻隔性能、高耐热性、高耐磨性、高耐化学腐蚀等优异的综合性能，广泛应用于机械制造业、电动工具、电子电器及交通运输等领域。但由于PA66大分子链中含有大量的酰胺键(-NH-CO-),这种极性化学键容易与水分子形成氢键，导致PA66具有较强的吸水性，其纯树脂的饱和吸水率可达8％以上，即使在常规室外环境下，PA66的平衡吸水率也可达2.5％以上。PA66制品吸水后容易导致尺寸增大，刚性(模量)大大降低，且随着外部环境(温度、湿度等)的变化而变化。实际使用过程中有些产品对尺寸要求比较高，尤其是对PA66材料吸湿后性能会有非常严格的要求，如吸湿后材料的强度、刚性、低温韧性(-40℃条件下)等。

材料科研工作者及工程师们对降低尼龙材料吸水率做过大量研究，其中最主要的两思路是：1)分子结构设计，减少分子链中酰胺键密度，如开发出各种长碳链尼龙，如PA610、PA612、PA1012、PA1212等，这类材料具有较低吸水率，而且具有出色的韧性，但材料刚性较差，如拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量等均比普通PA66低；2)通过PA合金化降低PA材料的吸水率。现有技术中有以PA6为基体，加入以PA12为载体的滑石粉母粒、聚苯醚、相容剂、增韧剂等制备成PA6合金材料，此材料与纯PA6对比，吸水率降低达57.4％，同时材料收缩率也改善明显。现有技术还有先以聚酰胺10-90％、层状硅酸盐粘土3-10％、小于2％添加剂通过挤出造粒得到聚酰胺/层状硅酸卤母粒，再与苯乙烯树脂10-60％、相容剂2-10％、短切玻纤纤维5-20％共混后通过双螺杆挤出造粒，制备得到低吸水率的聚酰胺组合物。现有技术还有以蒙脱土改性尼龙复合物60-90％、玻纤纤维10-40％、抗氧剂及润滑剂，通过双螺杆挤出造料，制备高尺寸稳定性、较低吸水率的复合材料。此外还有包括PA6 50～60份、玻纤10～40份、PA6T 5～10份、增韧剂0～5份的尼龙复合材料，其在常温条件下刚性超高，吸水率较低，在吸湿达到平衡后刚性保持率在90％以上。

上述现有技术在降低聚酰胺材料吸水率及提升材料尺寸稳定性方面有较为有效的方案，但具体方案也只适用于特殊的应用领域，如添加玻纤或层状硅酸盐方案会导致材料的韧性大大降低，特别针对产品有90°或180°弯折要求时，此方案基本不可行。而仅通过添加ABS类低吸水率树脂，可获得较低吸水率的同时也可获得高韧性的合金材料，但ABS加入会导致材料变软，模量下降明显。而且目前改善方案主要集中在材料的常温特性对比，未对聚酰胺材料在低温条件下性能进行研究，尤其是低温韧性，但由于有些产品会用于极寒冷的北方，因此对材料有更苛刻的低温要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有优异低温韧性、低吸水率和高刚性的PA66复合材料及其制备方法，得到的PA66复合材料兼具优异的耐低温韧性、低吸水率和高刚性，且制备加工该方法简单，适合工业化生产。

本发明的技术方案是：