[发明专利]一种车用高性能玻纤增强氧化石墨烯尼龙6/聚烯烃合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种车用高性能玻纤增强氧化石墨烯尼龙6/聚烯烃合金及其制备方法，属于高分子合金领域。在尼龙/聚烯烃合金的基础上，加入氧化石墨烯尼龙树脂进一步提高力学性能。具体采用原位聚合方法将己内酰胺和氧化石墨烯进行原位聚合，制得氧化石墨烯尼龙6(PA6)母粒，然后采用熔融共混挤出的方法，先制备尼龙6/聚烯烃合金，再将该合金与母粒、玻璃纤维按比例进行共混，制备出高性能的氧化石墨烯尼龙6/聚烯烃合金，如玻纤增强氧化石墨烯尼龙6/聚丙烯(PP)合金。本发明所涉及到的合金具有更优的力学性能和其他性能，能更好地应用于汽车领域，并且其生产工艺仅需对现在工艺进行简单改造，适合工业生产。

技术领域

本发明属于高分子合金技术领域，尤其涉及一种车用高性能玻纤增强氧化石墨烯尼龙6/聚烯烃合金及其制备方法。

背景技术

随着汽车高速化和轻量化水平的不断提高，汽车制造业已成为尼龙工程塑料的一大消费市场，尼龙6凭借其优良的性能，占35％的消费量。尼龙工程塑料可用于汽车的所有部位。如可替代黄铜和其他金属用于制造转向节衬套、发电机部位的燃料滤网、燃料过滤器缸等，电器部位的电器配线、接线柱等。尼龙6/聚烯烃，特别是尼龙6/聚丙烯(PP)合金具有优良的综合性能，随着汽车工业的发展、我国新轿车生产线的引进、车用塑料国产化的发展，对尼龙工程塑料，特别是尼龙合金的需求量将越来越大。

近年来尼龙合金的研制十分活跃，利用PP对尼龙6进行改性以改善尼龙6的干态、低温下冲击强度低、易吸湿的缺陷，制得具有高韧性、低吸水率、易加工的尼龙6/PP合金。但由于尼龙6为极性聚合物，而PP是非极性聚合物、两者是不相容的，为使其合金化，目前的技术是选择合适的相容剂(例如马来酸酐接枝PP)增加两者的相容性。

除尼龙6/聚烯烃合金外，玻纤增强尼龙也是目前市场较为常见的改性尼龙品种，纤维增强高分子复合材料是以有机聚合物为基体，纤维作为增强体组合而成的复合性能优异的材料。

纳米改性材料是纳米材料发展应用的另一个重要方面，形成的纳米改性材料既具有高分子材料的韧性和易加工性，又具有纳米材料的刚性和特殊性能。

在汽车材料领域，不同部件材料的要求不同，公开专利文件“石墨烯/碳纤维增强尼龙复合耐磨材料及制备方法和应用”(公开号：CN107189428A)提供了包括尼龙树脂、碳纤维、石墨烯/尼龙6母粒的复合材料，强度高、导热性、自润性、耐磨性好，可用于汽车的润滑轴承、关节轴承，纺织、食品、包装机械的传动齿轮或机器人关节轴承。“一种汽车塑料用阻燃耐高温改性尼龙材料”(公开号：CN106009656A)提供了包含尼龙树脂、聚氨酯-石墨烯复合轻质泡沫填料、纳米竹纤维等材料的改性尼龙塑料，具有出色的阻燃性、耐高温性以及物理性能，同时密度无明显升高，还能使尼龙材料具有出色的降噪、隔热效果和抗静电能力。

如发动机及其周边组件的车用材料需要良好的加工性如易染色，成型收缩率低，制品表面光滑等，另外还需要低成本、良好的力学性能、耐热、耐酸、寿命长、可靠性好；如何寻找一种耐高温、耐酸碱、吸水率低、且质轻的车用尼龙聚烯烃合金材料尚未得到答案。

发明内容

在汽车材料相关领域，车用材料需要良好的加工性，低成本、良好的力学性能、耐热、耐酸、寿命长、可靠性好。

为解决现有技术中已有车用尼龙聚烯烃合金材料存在的问题，本发明提供一种车用高性能玻纤增强氧化石墨烯尼龙6/聚烯烃合金，以己内酰胺、氧化石墨烯、尼龙6、玻璃纤维、聚烯烃为原料，先采用原位共聚法制备氧化石墨烯母粒，再共混制备具有高性能的玻纤增强氧化石墨烯尼龙6/聚烯烃合金。本发明的技术方案如下：

作为本发明的第一个目的，在于提供一种车用高性能玻纤增强氧化石墨烯尼龙6/聚烯烃合金，按质量百分比，包括如下组分：5-30％玻璃纤维；10-50％纯尼龙6，0.2-2％氧化石墨烯，10-40％聚烯烃，0.2-1.0％抗氧剂。其中，氧化石墨烯以氧化石墨烯尼龙6母粒形式加入，氧化石墨烯尼龙6母粒通过原位共聚法制备而得。