[发明专利]一种玻璃纤维增强尼龙复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及尼龙复合材料制备技术领域，尤其涉及一种玻璃纤维增强尼龙复合材料及其制备方法和应用。按重量份计，所述复合材料的原料组成包括：尼龙14‑86.8份、玻璃纤维8‑60份、马来酸酐接枝聚烯烃5‑20份、润滑剂0.1‑5份、抗氧剂0.1‑1份；其中，所述玻璃纤维经过了等离子气体的放电处理：将玻璃纤维置于等离子体反应装置中，通入一种或者几种等离子气体的混合物，利用等离子气体对玻璃纤维进行表面功能化处理，即得。本发明利用低温等离子体技术对玻璃纤维表面进行处理，使纤维表面含有羟基、羧基、羰基、氨基等功能性基团，提高纤维与尼龙基体端基的反应性和相容性，促进玻璃纤维在尼龙中的分散性。

技术领域

本发明涉及尼龙复合材料制备技术领域，尤其涉及一种玻璃纤维增强尼龙 复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理 解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般 技术人员所公知的现有技术。

尼龙是一种用途最广、种类最多的工程塑料，该材料具有良好的力学性能、 耐热性、耐磨损性、耐化学溶剂性、自润滑性和一定的阻燃性，同时该材料加 工性能优良，可一体化成型复杂的结构部件，被广泛用于汽车、电子电器、机 械、轨道交通、体育器械等领域。但是尼龙也存在吸水性强、尺寸稳定性差、 耐热性不高、强度不够等缺点，这限制了尼龙材料的应用范围。采用玻璃纤维 对尼龙材料进行增强，可以显著提高尼龙的尺寸稳定性、耐热性、强度和模量。

专利文献CN1417257A公开了一种吹塑级玻璃纤维增强尼龙，将100-500 份无碱玻璃纤维对尼龙6、尼龙66和尼龙12进行增强，材料拉伸强度达到 101.2MPa。

专利文献CN102492293A公开了一种耐低温着色玻璃纤维增强尼龙6及其 制备方法，所述的玻璃纤维增强尼龙6由40-75％的尼龙6、15-35％的玻璃纤维、 5-20％的增韧剂和其它助剂组成，采用的玻璃纤维是无碱玻璃纤维，复合材料 拉伸强度超过150MPa。

专利文献CN102634206A公开了一种玻璃纤维增强的尼龙复合材料，以 0.3-0.8份的钛酸酯偶联剂对无碱短切玻璃纤维进行处理，然后在挤出机中以 15-26份的玻璃纤维对尼龙材料进行增强，得到的复合材料拉伸强度为125MPa。

专利文献CN103044910A公开了一种超高含量玻璃纤维增强尼龙6复合材 料及其制备方法，以50-70％的短切玻璃纤维和0-5％玻璃微珠对尼龙材料进 行增强，通过调整尼龙6粘度来增加树脂和玻璃纤维的浸润性，保证玻璃纤维 在尼龙中的充分分散和融合。

专利文献CN104231611A公开了一种玻璃纤维增强的尼龙材料，以 0.1-2wt％硅烷偶联剂对扁平短纤维进行处理，在挤出机中制备了高玻璃纤维 含量(高达70wt％)的玻璃纤维增强尼龙复合材料，制备的材料着色好、表面 光洁，具有非常突出的耐热形变性能、优异的抗拉伸性能和抗冲击性能。

专利文献CN104804424A公开了一种用于尼龙/玻璃纤维增强复合材料的界 面增容剂，以端羧基聚己内酰胺低聚物为界面相容剂，在玻璃纤维的表面形成 足够的吸附层，同时还能与尼龙形成有效的相容界面，改善了玻璃纤维在高填 量时的分散性。

专利文献CN105462237A公开了一种玻璃纤维增强的尼龙材料、以及生产 所述玻璃纤维增强的尼龙材料组合物，以10-15份硅烷偶联剂处理20-30份玻 璃纤维，制备的尼龙复合材料拉伸强度可达350MPa。

然而，本发明人通过现有的一些玻璃纤维增强尼龙复合材料的文献研究发 现：玻璃纤维与尼龙基体的相容性好坏决定了纤维在尼龙中的分散性，为了提 高玻璃纤维与尼龙的相容性，现有技术采用添加偶联剂的方式提高纤维与尼龙 相容性，促进纤维在尼龙中的分散效果。但是偶联剂处理玻璃纤维需要时间较 长，而且处理过程中往往需要加热才能有较好的偶联效果。

发明内容