[发明专利]一种高刚性长链尼龙复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高刚性长链共聚尼龙复合材料，由如下重量百分含量原料制成：

长碳链共聚尼龙基材：30-50％；

玻璃纤维：50-70％；

偶联剂：1-4％；

其他助剂：1-4％；

所述长碳链共聚尼龙合成方法如下：

(1)准备下述各单体：

单体A：氨基酸或内酰胺；

单体B：脂肪族二元胺；

单体C：脂肪族二元酸；

(2)成盐反应，单体B和单体C按照摩尔比1:1缩合后，得到中间产物D：

(3)聚合反应：将产物D与单体A缩聚得到长碳链共聚尼龙；

偶联剂为树枝状硅烷-聚酰胺-胺聚合物，其结构为：

其中，成品末端官能团R为R1，R2中的两种，且R1：R2数量比为1：2-2：1；所述高刚性长链共聚尼龙复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤A：用蒸馏水稀释树枝状硅烷-聚酰胺-胺聚合物，得到偶联剂水解物；

步骤B：用步骤A得到的偶联剂水解物处理玻璃纤维；

步骤C：往高速配料搅拌机中投入长碳链共聚尼龙树脂及润滑剂和抗氧剂，混合得到预拌混合物；

步骤D：将步骤C得到的预拌混合物与偶联剂预处理过的玻璃纤维通过TE-75平行双螺杆挤出机熔融挤出，挤出后经过水冷，吹干，切粒，均化，干燥，得到所述长碳链共聚尼龙复合材料。

2.如权利要求1所述的一种高刚性长链共聚尼龙复合材料，各原料含量如下：

长碳链共聚尼龙基材：35-45％；

玻璃纤维：55-65％；

偶联剂：1-2％；

其他助剂：1-3％。

3.如权利要求1-2任一项所述的一种高刚性长链共聚尼龙复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维选自泰山玻璃纤维有限公司T4355、重庆国际复合材料股份有限公司ECS301HP-3-M4、重庆国际复合材料股份有限公司ECS301HP-3-H/TM中的一种或多种；所述其他助剂含有抗氧剂和润滑剂。

4.如权利要求1-2任一项所述的一种高刚性长链共聚尼龙复合材料，其特征在于，所述抗氧剂选自1098、168或其混合物；所述润滑剂选自硬脂酸钙、TAF或其混合物。

5.如权利要求1所述的一种高刚性长链共聚尼龙复合材料，其特征在于，所述长碳链共聚尼龙合成方法中所述的步骤(2)为：在氮气保护下，将单体B与同摩尔量的单体C溶解于水中，升温至70-80℃，反应2小时，直至反应液成清澈的溶液，而后向溶液中加入丙酮，将反应产物沉淀，过滤，所得过滤物用丙酮洗涤,过滤，而后在58℃干燥24小时，即得到产物D；

所述的步骤(3)为将产物D与单体A同去离子水或蒸馏水输入带有搅拌器的自动控制聚合釜，聚合釜内温度加热到125℃时启动搅拌并持续升温，待温度达到140℃，气压提升到6bar时开始排气；在排气的过程中将聚合釜内温度提升到240-320℃，然后在氮气驱动下排除反应中的水分，排水完成后再加压排出聚合釜内生成的共聚尼龙熔体，共聚尼龙熔体通过模头铸带成型，最后经冷却切粒而得到所述共聚尼龙，所述共聚尼龙中单体A的质量含量为5-65％，中间产物D的质量含量为35-95％。

6.如权利要求1、2、5任一项所述的一种高刚性长链共聚尼龙复合材料，其特征在于，在所述的长碳链共聚尼龙的制备方法中所述氨基酸或内酰胺为10-氨基正癸酸、11-氨基十一酸、十二碳内酰胺其中一种或其中两种的混合物；所述脂肪族二元胺为己二胺、癸二胺中的一种或二者的混合物；所述脂肪族二元酸为癸二酸、十二碳二元酸中的一种或二者的混合物。

7.如权利要求1所述的一种高刚性长链共聚尼龙复合材料，其特征在于，步骤D中预拌混合物由主喂料机添加，偶联剂预处理玻璃纤由侧喂料机添加，挤出机一区、二区、三区、四区、五区、六区、七区、八区、九区、机头温度依次设置为260℃、280℃、280℃、270℃、260℃、250℃、220℃、210℃、210℃、270℃，温控误差控制范围均为±30℃，转速设置为250r/min，转速误差控制范围为±50r/min。