[发明专利]一种高强度尼龙复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度尼龙复合材料及其制备方法，由以下质量百分比计的原料组成：尼龙：40～99wt％；纤维：0～40wt％；多功能材料：0.05～20wt％；抗氧老化剂：0.1～2wt％；润滑剂：0.1～2wt％；其制备方法是将尼龙、自制多功能材料、抗氧老化剂和润滑剂按质量比例在高混机中混合均匀，得到预混料备用，将预混料在双螺杆挤出机主喂料口加入，短切纤或连续长纤在第一侧喂料口按比例加入，如自制多功能材料以填料形式加入，则从挤出机第二侧喂料口按比例加入，挤出机温度控制在210～280℃，所得物料牵出并冷却切粒，即得。与现有技术相比，本发明具有以下优点，加入自制多功能材料后，其与纤维有协同效应，所制复合材料刚性、韧性、热变形均大幅提升，同时所制复合材料外观无浮纤和白斑，耐磨性高，热氧老化后强度下降较低。

技术领域

本发明涉及一种纤维和改性纳米级材料复合增强尼龙材料，具体为一种高强度尼龙复合材料及其制备方法，属于改性尼龙技术材料技术领域。

背景技术

尼龙又名聚酰胺，英文为Polyamide，简称PA，其分子链含有重复的酰胺基团-[CONH]-，是综合性能优异的工程塑料，被广泛应用于建材、汽车、航空和航天领域上，特别是现在汽车越来越要求轻量化，很多部件要求以塑代钢，尤其是汽车发动机周边零部件，复合增强尼龙性能要求非常高。

尼龙具有很好的力学性能、耐溶剂性能和耐磨性，但其尺寸稳定性较差，而且易吸水。为了满足其应用的诸多方面的要求，国内外不断对尼龙改性进行研究，其中研究纤维或填料与尼龙基体的界面相容性能是考查复合材料性能好坏的关键，相容性较差会引起复合材料力学性能差、外观泛白有浮纤和易翘曲等问题。另外，尼龙因含有大量酰胺基，吸水率较大，会导致材料强度降低，同时在热氧环境下更易被老化，缩短材料的使用寿命。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种高强度尼龙复合材料。所述高强度尼龙复合材料具有很高的力学性能、良好的表面性能和较低的吸水性，能够满足机械电子、电器和汽车等行业的要求。

本发明多巴胺为一种邻苯二酚胺材料，作为一种类偶联剂，其结构类似蚌贝类生物黏附蛋白，有很好的黏附性，在弱碱含氧的环境下可以自聚合形成聚多巴胺，几乎可以与所有的树脂基体和无机类物质有很好的粘附力。

本发明埃洛石是一种天然的纳米级硅酸盐类管状矿物材料，与高岭土成分相同，性价比高，资源丰富，呈特殊的纳米级管状结构，管外由硅氧四面体构成，管内由铝氧八面体构成，其特有的结构体均匀分散在树脂基体中能有效提高复合材料韧性和刚性。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是；

一种高强度尼龙复合材料，按重量百分比计，具有如下原料配方：

尼龙：40～99wt％

纤维：0～40wt％

多功能材料：0.05～20wt％

抗氧老化剂：0.1～2wt％

润滑剂：0.1～2wt％

所述尼龙为尼龙6、尼龙66、尼龙46和尼龙1010中的一种，可选黏度为2.2-2.8dL/g。

所述纤维为玄武岩纤维、无碱玻璃纤维和硼砂纤维中的一种，直径为9-13μm的短切纤维，纤维长度为3-15mm或是连续长纤。

所述多功能材料是一种自制的多巴胺仿生修饰埃洛石纳米级颗粒物，埃洛石纳米管并未被破坏，其管表面接枝了较多极性较强的-OH、-NH₂-、C-OH等基团，浸润效果提升，起到类偶联作用，促进无机纳米埃洛石和纤维与尼龙树脂的相容性，也可以填料形式增强复合材料刚性，一定质量百分比添加量下也可提高复合材料韧性。

上述多功能材料制备步骤为：