[发明专利]纳米氧化铝协同玻璃纤维复合增强尼龙材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种纳米氧化铝协同玻璃纤维复合增强尼龙材料及其制备方法。以所得材料为100重量份计，其原料组成为：尼龙6和/或尼龙66 45‑55份、短切玻纤25‑35份、纳米氧化铝5‑15份、KH550硅烷偶联剂0.1‑0.5份、140硅烷偶联剂0.5‑0.7份、润滑剂4‑8份、抗氧剂3‑5份。其制备方法包括：A、KH550硅烷偶联剂表面改性纳米氧化铝；B、尼龙6和/或尼龙66、步骤A产物混合挤出切粒；C、140硅烷偶联剂表面改性短切玻纤；D、步骤B和步骤C产物、润滑剂、抗氧剂混合挤出切粒得所述材料。本发明的技术方案可形成多尺度复合增强结构，增加尼龙树脂与玻纤界面相容性及强度，提高材料耐久性。

技术领域

本发明属于电器绝缘材料技术领域，特别涉及一种纳米氧化铝协同玻璃纤维复合增强尼龙材料。

背景技术

玻璃纤维增强尼龙材料由于综合性能高、环保性好和成型工艺简单等优点，逐渐成为高压电器行业积极研究用于取代环氧树脂的新型绝缘材料之一。目前市场已有的短切玻纤增强尼龙材料是在尼龙树脂中加入一定量的玻璃纤维进行增强改性而得到的塑料。玻璃纤维与树脂的两相界面是复合材料的重要组成部分，玻璃纤维分散在树脂基体中主要起承载和传递应力的作用。而评价这种传递作用是通过评价界面的粘结强度进行的。

电气设备运行的可靠性和使用寿命很大程度上取决于绝缘材料的性能。由于高压电器行业对绝缘材料有更高的耐久性要求，因此对现有的玻纤增强尼龙材料进行改性，提高树脂与玻璃纤维的界面结合力具有重要意义。

发明专利申请CN201310084298.4(一种无碱短玻纤增强尼龙材料及其制备方法)属于复合高分子材料领域，涉及一种无碱短玻纤增强尼龙材料及其制备方法。该无碱短玻纤增强尼龙材料，由包含以下重量份含量的组分制成：尼龙40-70份、无碱短玻纤20-50份、润滑剂3-8份、抗氧剂2-7份。与现有技术相比，该发明专利申请的制备工艺简单，所得材料吸水率低，材料稳定性优越，热变形温度较高；加入的无碱短玻纤经过硅烷偶联剂表面处理，它与树脂基体的粘结性很好；加入的玻纤长度较小，便于它在树脂基体中均匀分散，注塑成型后，表面光亮无玻纤流纹或外露现象。

发明专利申请CN201010591293.7(高性能半透明增强PA66材料及其制备方法)涉及一种高性能半透明增强PA66材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。按重量份计，该高性能半透明增强PA66材料的组分和含量为：尼龙66切片60-85份，短玻纤15-40份，成核剂0.1-0.5份，其他添加剂0.2-5份。该发明专利申请主要通过对配方的调整和工艺的控制实现对半透明增强PA66材料的制备，所制备的改性产品不但粒子紧实、色白、呈半透明状，而且材料具有优异的力学性能和较低的气味，具有一定的实用性和商业价值，可应用于汽车和电子/电器等领域。

上述两件发明专利申请所公开的技术方案均为单一填料增强复合材料，材料内部界面结合力不强，材料耐久性不高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种纳米氧化铝协同玻璃纤维复合增强尼龙材料，提高纤维与树脂基体的界面性能，提高材料的耐久性。

为达到上述目的，本发明提供了一种纳米氧化铝协同玻璃纤维复合增强尼龙材料，其中，以最终形成的纳米氧化铝协同玻璃纤维复合增强尼龙材料的质量为100重量份计算，所述复合增强尼龙材料包含以下原料组成：尼龙6和/或尼龙66 45-55份、短切玻纤25-35份、纳米氧化铝5-15份、KH550硅烷偶联剂0.1-0.5份、140硅烷偶联剂0.5-0.7份、润滑剂4-8份、抗氧剂3-5份。

根据本发明的具体实施方案，优选地，上述复合增强尼龙材料的原料所采用的短切玻纤的平均直径为3-10μm，长度0.2-0.6mm；更优选地，短切玻纤的平均直径为4μm。