[发明专利]一种高冲击高伸长率的聚酰胺组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高冲击高伸长率的聚酰胺组合物及其制备方法和应用。所述聚酰胺组合物包括如下组分：聚酰胺树脂20‑60重量份、空心玻璃微珠15‑35重量份、增韧剂15‑25重量份、硅烷偶联剂0.5‑1重量份、稳定剂0.1‑0.5重量份、润滑剂0.1‑2重量份、相容剂0.5‑3重量份。本发明的聚酰胺组合物在不影响材料密度的情况下，提升材料的缺口冲击强度和断裂伸长率，使其可更广泛地应用于可穿戴设备、低密度和高延展性要求的部件。

技术领域

本发明涉及工程塑料技术领域，具体涉及一种高冲击高伸长率的聚酰胺组合物及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰胺，是世界上第一种合成纤维，是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂的总称。聚酰胺具有优良的力学性能和电绝缘性能，机械强度高，韧性好，还具有优良的耐热性、耐候性和耐摩擦性，从而在汽车、电子电气、消费电器等领域都有广泛的应用。各行各业对聚酰胺材料的性能要求各不相同，现如今随着科技的发展，可穿戴设备逐渐成为人们生活和工作中的重要工具，例如连接元宇宙的VR、AR设备，对材料有更轻的重量、良好的延展性、可染色、形状记忆等要求。轻量化一直是可穿戴设备不断发展的方向，同时要兼顾一定强度和韧性也对材料提出了更高要求。对于聚酰胺材料，通常通过加入低密度的空心玻纤或者空心玻璃微珠来降低材料的密度，但是由于填充物与聚酰胺材料的界面结合较差，复合材料的冲击强度和断裂伸长率低。空心玻璃微珠填充聚酰胺复合材料的这些缺点往往限制了他们在一些对冲击和延展性要求很高的部件上的应用。为了满足当下低密度产品的应用需求，需要开发兼具低密度、高冲击、高延展性的高分子材料。

现有技术中有使用脂肪族聚酰胺、增韧剂、助剂预混均匀后在双螺杆挤出机的主喂料斗下料，空心玻璃微珠在双螺杆挤出机的侧喂料斗下料的工艺方法，制备了密度在0.8-0.9克/立方厘米范围内，强度均衡的聚酰胺复合材料；还有用脂肪族聚酰胺树脂、半芳香聚酰胺树脂、相容剂、玻璃纤维、空心玻璃微珠和硅烷偶联剂制备了密度在0.9-1.04克/立方厘米范围内，悬臂梁缺口冲击强度在9.4千焦/平方米以内的聚酰胺组合物，然而现有技术中材料的断裂伸长率较低，且悬臂梁缺口冲击强度无法满足高韧性要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种高冲击、高伸长率的空心玻璃微珠聚酰胺组合物及其制备方法。

本发明提供的聚酰胺组合物，包括如下组分：

进一步的，所述聚酰胺是通过缩聚至少一种二元羧酸与二元胺获得的聚酰胺，如PA66，PA610，PA612，PA1010，PA 1012，PA1212，PA MXD6，PAMXD10；还可以选自通过至少一种氨基酸或内酰胺与其本身的缩聚所获得的聚酰胺，该氨基酸可以通过内酰胺环的水解开环而产生，例如PA6，PA7，PA11，PA12，或者它们的混合物和共聚酰胺。

进一步的，所述空心玻璃微珠的密度为0.4-0.6g/cm³，所述空心玻璃微珠的比表面积为0.25-0.7m²/g。

进一步的，所述相容剂是聚乙烯吡咯烷酮，是一种非离子型高分子化合物，同时具有亲油基团和亲水基团，具有优异的溶解性和相容性。所述聚乙烯吡咯烷酮的数均分子量为4万-63万。聚乙烯吡咯烷酮的分子量越高，粘度越大，粘接性能越好。但是粘度过大时，不利于在材料中的分散和流动。优选数均分子量36万-63万范围内的聚乙烯吡咯烷酮。分子量过低，粘结性不好；分子量过高，粘度过大不易分散。

进一步的，所述增韧剂为马来酸酐接枝辛烯乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯。