[发明专利]一种原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，公开了一种原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料及其制备方法。本发明的原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料按重量份计，包含PA66低聚体‑硅烷偶联剂‑玻璃纤维组合物、PA66树脂、氧化石墨烯、润滑剂、抗氧剂；其中，所述PA66低聚体‑硅烷偶联剂‑玻璃纤维组合物为PA66低聚物、硅烷偶联剂、玻璃纤维三者反应后的产物。本发明提供的PA66/GF复合材料机械性能和加工性能优越，可以解决汽车、电动工具、交通轨道行业使用的玻纤增强PA66耐磨性差、强度低等问题。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体是涉及一种原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料及其制备方法。

背景技术

尼龙(PA)自20世纪50年代开发成功以后，已成为五大工程塑料中产量最大、用途最广、品种最多的重要高分子材料。一些发达国家在70年代就已经将改性PA66应用在铁轨紧固件中。经过40多年的使用和发展，PA66广泛应用到了套管、轨距块、挡板座等轨道紧固件中。PA66具备优良的力学性能，兼有比重小的优点，和金属部件相比，质轻、防锈、抗振、抗冲击，并且具备优异的加工性能，设计灵活，用在高铁上，可以解决机车运行时的抖动、噪音问题，并能保持轴距稳定，可以减少维修次数，对保障高铁的平稳运行十分重要。随着铁路向高速化、安全化方向发展，高分子材料起的作用越来越重要，成为继钢铁、石料之后的第三大材料。要缩小我国和发达国家在铁路领域方面的差距，高分子材料的研发与应用是关键。

尼龙66树脂本身相比于其他塑料有良好的耐磨性能。然而，加入玻纤、填料等无机助剂以后制造出的复合材料耐磨性能却不理想。这就限制了PA66在高强、耐磨材料领域的应用。目前，对PA66耐磨改性一般都是加入无机类的耐磨助剂，比如金属硫化物、炭黑、碳纤维、陶瓷粉等，这类助剂效果不明显而且对材料的力学性能影响很大。此外，采用有机类高分子聚合物作为耐磨助剂的产品也是层出不穷，比如聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)等。此类耐磨助剂加入到PA66树脂中做成复合材料，有效地提升了耐磨性能。然而，一方面，材料的强度和表面硬度下降比较大；另一方面，此类助剂要想达到较好的耐磨效果，添加量巨大，材料的性价比太低。因此，开发一款性价比高，综合性能优异的PA66复合材料迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料及其制备方法。本发明提供的PA66/GF复合材料机械性能和加工性能优越，可以解决汽车、电动工具、交通轨道行业使用的玻纤增强PA66耐磨性差、强度低等问题。

为达到本发明的目的，本发明的原位化学增强耐磨PA66/GF复合材料按重量份计，包含：

其中，所述PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物为PA66低聚物、硅烷偶联剂、玻璃纤维三者反应后的产物。

进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物中PA66低聚物、硅烷偶联剂、玻璃纤维的质量比为10-20：1-2：80-120。

进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述PA66低聚体为己二酸与己二胺在水溶液中反应所得的附着在玻璃纤维表面的白色膜状固体，相对粘度在1.2-1.6之间。

进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述玻璃纤维为无碱、耐水解短切玻璃纤维；优选地，所述玻璃纤维长度为3mm-5mm，纤维单丝宽度为8-12μm。

进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述PA66低聚体-硅烷偶联剂-玻璃纤维组合物的制备方法包含：