本发明专利技术属于浇铸尼龙复合材料领域，涉及一种浇铸尼龙纳米复合材料及其制备方法。该材料由包括以下重量份的组分制成：己内酰胺100份、纳米氮化硅（Si3N4）0.1-3份、催化剂0.1-0.6份、活化剂0.3-0.8份。本发明专利技术采用原位聚合的方法改善了纳米氮化硅在基体内容易团聚的现象，提高了纳米氮化硅与尼龙基体间的界面性能，提高了复合材料的耐磨性和力学性能。本发明专利技术所制备的高性能耐磨浇铸尼龙纳米复合材料具有比纯尼龙基体更好的耐磨性和力学性能，此方法简单易行，适合大规模工业化生产，且与缩聚反应相比能大大提高生产效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于浇铸尼龙复合材料领域，涉及一种浇铸尼龙纳米复合材料及其制备方 法。 技术背景 MC尼龙又称浇铸尼龙，是在常压下，将熔融的原料己内酰胺单体用碱性的物质作 催化剂，与活化剂等助剂一起制成预聚体，直接注入预热的模具中，使物料在模具中很快地 进行聚合反应，凝结成坚韧的固体胚件。 目前，MC尼龙在许多领域中逐步代替铜、铝、钢等有色金属材料，广泛用于机械、石 油化工、纺织、交通、建筑、冶金等行业。但未经改性的MC尼龙在实际应用中其耐磨性和自 润滑性欠佳，很难满足在不宜加润滑油的传动磨耗领域(如医疗、卫生、食品行业等）的耐磨 要求。因此，研究开发高性能、耐磨MC尼龙产品具有重要的理论意义和应用价值。 中国专利CN102796256A公布了 一种聚丙烯增韧浇铸尼龙及其制备方法，添加二 硫化钥后颜色单一，在添加量较少时，耐磨性能提升不显著。CN1134431A公布了一种MC尼 龙改性共聚物，其添加二硫化钥后同样造成制品颜色单一的缺点。本专利技术通过原位聚合法 制备了浇铸尼龙/氮化硅纳米复合材料，既解决了添加常用耐磨剂制备的复合材料存在的 颜色单一的缺点，又解决了纳米氮化硅在基体中容易团聚，与基体相容性差等缺点。这种方 法制备的浇铸尼龙/氮化硅纳米复合材料耐磨、力学性能高、耐磨剂添加量少、颜色丰富。 而目前使用原位聚合法制备高性能耐磨浇铸尼龙/氮化硅纳米复合材料还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种分散性好、相容性好的高性能耐磨浇铸尼龙纳米复合 材料。 本专利技术的另一目的在于提供上述高性能耐磨浇铸尼龙纳米复合材料的制备方法。 为了达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案： -种浇铸尼龙纳米复合材料，由包括以下重量份的组分制成： 己内酰胺 100份， 纳米氮化硅 0.1-3份， 催化剂 0.1-0.6 份， 活化剂 0.3-0. 8 份。 所述的纳米氮化硅优选为0. 5-1. 5份； 所述的催化剂优选为〇? 2-0. 4份； 所述的活化剂优选为0? 4-0. 6份。 所述的纳米氮化娃其平均粒度为10_30nm，优选20nm。 所述的催化剂为甲醇钠、氢氧化钠或氢氧化钾一种或一种以上，优选氢氧化钠。 所述的活化剂为甲苯-2, 4-二异氰酸酯（TDI)或二苯甲烷-4, 4' -二异氰酸酯 (MDI)的一种或一种以上，优选TDI。 一种上述浇铸尼龙纳米复合材料的制备方法，是采用阴离子原位聚合的方法进行 制备，该方法包括以下步骤： (1)按上述配比称取100份己内酰胺、0. 1-3份纳米氮化硅加入到反应容器中，力口 热至110°C下使其熔化，在90°C的条件下超声2h，置入三口瓶中，在110°C下通过真空蒸馏 系统除去物料中所含的水分； (2)加入0. 1-0. 6份催化剂混合均匀后，升温至140°C，并再减压脱除反应产生的 水及杂质； (3)用氮气解除真空后加入0. 3-0. 8份活化剂，摇匀后迅速倒入170°C预热好的模 具中，并在170°C下恒温30min，随模冷却，脱模； (4)用去离子水煮样条4h，取出自然冷却后100°C下真空烘箱干燥8h。 本专利技术的优点是： 通过原位聚合反应，解决了纳米氮化硅在基体内容易团聚的缺点，改善了尼龙与 纳米氮化硅的相容性，不仅提高了纳米氮化硅与尼龙基体间的界面性能，而且提高了复合 材料的耐磨性和力学性能。 本专利技术所制备的高性能耐磨浇铸尼龙纳米复合材料具有比纯尼龙基体更好的耐 磨性和力学性能，此方法简单易行，适合大规模工业化生产，且与缩聚反应相比能大大提高 生产效率。 【具体实施方式】 下面结合具体实施例，对本专利技术做进一步详细说明： 实施例1 (1)称取100份己内酰胺、1份平均粒度为20nm氮化硅加入烧杯中，加热至110°C 下使其熔化，在90°C的条件下超声2h，置入三口瓶中，在110°C下通过真空蒸馏系统除去物 料中所含的水分； (2)加入0.2份似011混合均匀后，升温至1401：，并再减压脱除反应产生的水及杂 质； (3)用氮气解除真空后加入0.5份TDI，摇匀后迅速倒入170°C预热好的模具中，并 在170°C下恒温30min，随模冷却，脱模； (4)用去离子水煮样条4h，取出自然冷却后100°C下真空烘箱干燥8h。 实施例2 (1)称取100份己内酰胺、0. 1份平均粒度为20nm氮化硅加入烧杯中，加热至 110°C下使其熔化，在90°C的条件下超声2h，置入三口瓶中，在110°C下通过真空蒸馏系统 除去物料中所含的水分； (2)加入0.1份似011混合均匀后，升温至1401：，并再减压脱除反应产生的水及杂 质； (3)用氮气解除真空后加入0.3份TDI，摇匀后迅速倒入170°C预热好的模具中，并 在170°C下恒温30min，随模冷却，脱模； (4)用去离子水煮样条4h，取出自然冷却后100°C下真空烘箱干燥8h。 实施例3 (1)称取100份己内酰胺、3份平均粒度为20nm氮化硅加入烧杯中，加热至110°C 下使其熔化，在90°C的条件下超声2h，置入三口瓶中，在110°C下通过真空蒸馏系统除去物 料中所含的水分； (2)加入0.6份似011混合均匀后，升温至1401：，并再减压脱除反应产生的水及杂 质； (3)用氮气解除真空后加入0.8份TDI，摇匀后迅速倒入170°C预热好的模具中，并 在170°C下恒温30min，随模冷却，脱模； (4)用去离子水煮样条4h，取出自然冷却后100°C下真空烘箱干燥8h。 实施例4 (1)称取100份己内酰胺、1份平均粒度为10nm氮化硅加入烧杯中，加热至110°C 下使其熔化，在90°C的条件下超声2h，置入三口瓶中，在110°C下通过真空蒸馏系统除去物 料中所含的水分； (2)加入0. 2份甲醇钠混合均匀后，升温至140°C，并再减压脱除反应产生的水及 杂质； (3)用氮气解除真空后加入0.6份MDI，摇匀后迅速倒入170°C预热好的模具中，并 在170°C下恒温30min，随模冷却，脱模； (4)用去离子水煮样条4h，取出自然冷却后100°C下真空烘箱干燥8h。 实施例5 (1)称取100份己内酰胺、1份平均粒度为30nm氮化硅加入烧杯中，加热至110°C 下使其熔化，在90°C的条件下超声2h，置入三口瓶中，在110°C下通过真空蒸馏系统除去物 料中所含的水分； (2)加入0. 2份KOH混合均匀后，升温至140°C，并再减压脱除反应产生的水及杂 质； (3)用氮气解除真空后加入0.6份MDI，摇匀后迅速倒入170°C预热好的模具中，并 在170°C下恒温30min，随模冷却，脱模； (4)用去离子水煮样条4h，取出自然冷却后100°C下真空烘箱干燥8h。 对比例1 (1)称取100份己内酰胺置入三口瓶中，在110°C下熔化并通过真空蒸馏系统除去 物料中所含的水分； (2)加入0.2份似011混合均匀后，升温至1401：，并再减压脱除反应产生的水及杂 质； (3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种浇铸尼龙纳米复合材料，其特征在于：由包括以下重量份的组分制成：己内酰胺 100份，纳米氮化硅 0.1‑3份，催化剂 0.1‑0.6份，活化剂 0.3‑0.8份。
【技术特征摘要】
1. 一种浇铸尼龙纳米复合材料，其特征在于：由包括以下重量份的组分制成： 己内酰胺 100份， 纳米氮化娃 0. 1-3份， 催化剂 0. 1-0. 6份， 活化剂 0. 3-0. 8份。2. 根据权利要求1所述的浇铸尼龙纳米复合材料，其特征在于：所述的纳米氮化硅为 0· 5-1. 5 份； 或所述的催化剂为〇. 2-0. 4份； 或所述的活化剂为〇. 4-0. 6份。3. 根据权利要求1所述的浇铸尼龙纳米复合材料，其特征在于：所述的纳米氮化硅其 平均粒度为10_30nm，优选20nm。4. 根据权利要求1所述的浇铸尼龙纳米复合材料，其特征在于：所述的催化剂为甲醇 钠、氢氧化钠或氢氧化钾，优选氢氧化钠。5. 根据权利要求1所述的浇铸尼龙纳米复合材料，其特征在于：所述的活化剂为甲 苯-2, 4-...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨桂生，田文伟，
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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