本发明专利技术属于复合高分子材料领域，涉及一种纳米二氧化硅/尼龙610T复合材料及其制备方法。该纳米二氧化硅/尼龙610T复合材料，由包含以下重量份含量的组分制成：尼龙610T83～87份、纳米二氧化硅3～7份、润滑剂3～8份、抗氧剂2～7份。与现有技术相比，本发明专利技术的制备工艺简单，反应所用的设备成本低廉，能耗也较小；纳米粒子在尼龙树脂中分散性良好；制备的复合材料综合力学性能优良，热变形温度大幅度提高且吸水率较低，尺寸稳定性好。
【技术实现步骤摘要】
一种纳米二氧化硅/尼龙610T复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子复合材料领域，涉及一种纳米二氧化硅/尼龙610T复合材料及其制备方法。技术背景聚酰胺（PA）是一种应用广泛的工程塑料，习惯上称为尼龙，是五大工程塑料中消耗量最大、品种最多的一种。开始主要应用于合成纤维工业，由于其机械性能优良、耐化学性能好、易改性，适用于多种工艺成型加工，现在的用途已十分广泛。但由于酰胺基极性基团的存在，聚酰胺的吸水率高，阻燃性差，热变形温度低，干态冲击强度低，尺寸稳定性差，这些缺点使其应用受到了一定的限制。虽然用玻璃纤维及其它无机材料增强聚酰胺在一定程度上改善了其应用性能。但填充量大，对加工机械损耗高，而且制品易发生翘曲，制品表面也不美观，因此总的效果并不理想。基于以上论述，采用纳米粒子与聚合物直接共混的方法来制备聚合物基纳米复合材料，其优点是复合材料的制备工艺简单，可供选择的纳米粒子种类多，自身几何参数和体积分数等便于控制，但通常方法单独制备的纳米粒子，由于其尺寸小，表面能大，一般以团聚体存在，难以再有效地二次分散在聚合物基体中，从而影响材料的性能，故该工艺的关键是解决纳米粒子在聚合物基体中的分散问题。目前，纳米复合材料的制备方法主要有溶胶凝胶法、插层法、共混法、原位聚合法等，各种方法都不同程度上存在如何避免纳米复合材料制备过程中的相分离以及增强纳米粒子和基体材料的界面作用问题。针对这些问题，采用纳米粒子改性尼龙得到了快速发展，但以纳米粒子改性尼龙610T的却少见报道，大部分集中在机械共混的方法上，这些方法纳米粒子在尼龙基体的分散不均匀，性能改善有限。经对现有技术的文献检索发现，中国专利CN101899153A、CN101570590B等均公布了纳米二氧化硅尼龙复合材料的制备方法，虽然二者一定程度上解决了纳米二氧化硅在尼龙树脂中的分散问题，但其制备工艺较为繁琐，不适合工业化生产和推广。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有纳米粒子改性尼龙复合材料工艺较为繁琐的缺陷，提供一种纳米二氧化硅/尼龙610T复合材料及其制备方法。为了解决上述的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种纳米二氧化硅/尼龙610T复合材料，由包含以下重量份的组分制成：聚对苯二甲酰癸二酰己二胺（尼龙610T）83-87份，纳米二氧化硅3-7份，润滑剂3-8份，抗氧剂2-7份。所述的聚对苯二甲酰癸二酰己二胺（尼龙610T）由对苯二甲酸、己二胺、癸二酸共同缩聚而成，分子量为3-5万，熔点为280-310℃。所述的纳米二氧化硅选用杭州万景新材料有限公司，技术指标：外观：白色粉末，型号：VK-SP30S，粒径（nm）：30±5，比表面积（m2/g）：150-250，含量（%）：≥99.5，PH值：5-7。所述的润滑剂为乙烯丙烯酸共聚物（A-C540A）。所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，优选N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺（抗氧剂1098）和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗氧剂168）按照1：1的质量比复配。一种上述纳米二氧化硅/尼龙610T复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将尼龙610T干燥；（2）按上述配比称取以下重量份的原料：83-87份步骤（1）中干燥的尼龙610T、2-7份抗氧剂、3-8份润滑剂、3-7份纳米二氧化硅，并充分混合均匀；（3）将步骤（2）中混合料加入到双螺杆挤出机了料斗中，启动挤出机，经双螺杆挤出机挤出造粒得到二氧化硅改性的尼龙610T粒料；（4）将步骤（3）中粒料干燥，得到纳米二氧化硅/尼龙610T复合材料。所述的步骤（1）中，在80-100℃真空干燥箱中干燥8小时以上，真空度为0.088-0.100MPa所述的步骤（3）中，双螺杆挤出机螺杆长径比为30-50，挤出工艺：1区到机头温度范围为：290-340℃，转速为200-500r/min，喂料螺杆转速：8-15r/min。所述的步骤（4）中，在80-100℃真空干燥箱中干燥8小时以上，真空度为0.088-0.100MPa。将步骤（4）中纳米二氧化硅/尼龙610T复合材料粒料于注塑机上注塑成型，注塑工艺：注塑温度范围：300-330℃，注塑速度：10-15g/s，注塑压力：60-90MPa，冷却时间：20-30S；得到用于相关性能测试的标准样条；于恒温恒湿条件下放置24小时以上，然后进行相关性能测试。本专利技术通过该方法合成制备的纳米尼龙610T复合材料，制备工艺简单，适合工业化生产，同时，通过该方法合成制备的纳米尼龙610T复合材料，纳米二氧化硅粒子在尼龙610T基体中分散均匀，纳米二氧化硅粒子和尼龙610T基体材料的界面结合力强，拉伸，弯曲等力学性能和热性能得到明显改善。材料尺寸稳定性较好，另外，得到的复合材料吸水率也明显降低。本专利技术同现有技术相比，具有以下优点：（1）制备工艺简单，反应所用的设备成本低廉，能耗也较小。（2）纳米粒子在尼龙树脂中分散性良好。（3）得到的复合材料综合力学性能优良。（4）热变形温度大幅度提高且吸水率较低，尺寸稳定性好。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。这些实施例仅用于说明本专利技术，而不用于限定本专利技术的保护范围。在实际应用中技术人员根据本专利技术做出的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。在以下的实施例中，采用以下检测方法：拉伸性能按ASTMD638-10测试，拉伸速率5mm/min，在恒温恒湿实验条件下测试。弯曲强度按ASTMD790-10测试，下压速率1.25mm/min，在恒温恒湿实验条件下测试。热变形温度按ASTMD648-07测试。吸水性测试：室温下，将试样放在干燥器内，干燥器底部放置一个盛有饱和食盐水溶液的烧杯，维持干燥器内相对湿度为75％，每过24h取出试样称重，记为Gi，(i=1，2，3，4…)，称重后的试样仍放回干燥器内。20天后，将试样放入烘箱内烘干(70℃，24h)，然后置于干燥器内冷却至室温称量试样，记为G0。按下公式计算试样中的含水量(Wi)％，其中本专利技术中的吸水率一致计算5天后（120h）的吸水率：Wi=(Gi-G0)／Gi×100％。实施例1一种纳米二氧化硅/尼龙610T复合材料，由包括以下重量份的组成制成：尼龙610T（分子量为3万，熔点280℃）：83份，纳米二氧化硅：7份，润滑剂（乙烯丙烯酸共聚物A-C540A）：3份，抗氧剂（抗氧剂1098：抗氧剂168复配=1：1）：7份，加工总重量为5kg。（1）将尼龙610T于100℃，真空度为0.088MPa的真空干燥箱真空干燥箱中干燥8小时以充分除去其中水分；（2）然后将尼龙610T、抗氧剂、润滑剂等组分充分混合均匀后倒入挤出机料斗；（3）启动挤出机，经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机螺杆长径比为40，挤出温度从1区到机头分别为290℃、295℃、300℃、305℃、305℃、310℃、315℃，转速为250r/min，喂料螺杆转速：10r/min。得到纳米二氧化硅/尼龙610T复合材料。（4）将纳米二氧化硅/尼龙610T复合材料粒料于80℃，真空度为0.09MPa烘箱中干燥10小时后，得到纳米二氧化硅/尼龙610T复合材料。将纳米二氧化硅/尼龙610T复合材料粒料于注塑机上注本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米二氧化硅/聚对苯二甲酰癸二酰己二胺复合材料，其特征在于：由包含以下重量份的组分制成：聚对苯二甲酰癸二酰己二胺 83‑87份，纳米二氧化硅 3‑7份，润滑剂 3‑8份，抗氧剂 2‑7份。
【技术特征摘要】
1.一种纳米二氧化硅/聚对苯二甲酰癸二酰己二胺复合材料，其特征在于：由以下重量份的组分制成：所述的聚对苯二甲酰癸二酰己二胺由对苯二甲酸、己二胺、癸二酸共同缩聚而成，分子量为3-5万，熔点为280-310℃；所述的纳米二氧化硅选用杭州万景新材料有限公司，技术指标：外观：白色粉末，型号：VK-SP30S，粒径(nm)：35，比表面积(m2/g)：150-250，含量(％)：≥99.5，PH值：5-7。2.根据权利要求1所述的纳米二氧化硅/聚对苯二甲酰癸二酰己二胺复合材料，其特征在于：所述的润滑剂为乙烯丙烯酸共聚物。3.根据权利要求1所述的纳米二氧化硅/聚对苯二甲酰癸二酰己二胺复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配而成。4.根据权利要求1所述的纳米二氧化硅/聚对苯二甲酰癸二酰己二胺复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照1：1的质量比复配。5.一种根据权利要求1-4任一项所述的纳米二氧化硅/聚对苯二甲酰癸二酰己二胺复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将聚对...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨桂生，柯昌月，
申请(专利权)人：上海杰事杰新材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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