玻纤增强耐高温低吸湿尼龙复合材料制造技术

本发明专利技术公开了玻纤增强耐高温低吸湿尼龙复合材料，按重量份计，其制备原料为：尼龙66 100份，SEBS 5‑10份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石50‑80份，玻璃纤维20‑60份，硅烷偶联剂KH‑550 5‑10份，环糊精1‑10份，乙撑双硬脂酰胺1‑5份，季戊四醇硬脂酸酯1‑5份，二辛酯基季戊四醇二亚磷酸酯1‑3份以及双(2,4‑二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯1‑3份。本发明专利技术还公开了所述玻纤增强耐高温低吸湿尼龙复合材料的制备方法。

Glass fiber reinforced high temperature and low moisture absorption nylon composite

The invention discloses the glass fiber reinforced high temperature resistant and low moisture absorption nylon composite material. According to the weight meter, the preparation materials are: Nylon 66, 100 copies, SEBS 5 10 copies, double polymer coated nano hydroxyapatite 50 80 copies, 20 glass fiber 60 copies, silane coupling agent 550 5, 10, cyclodextrin 1 10 copies, ethylene distearin. Amides 1, 5 phr, pentaerythritol stearate 1, two octyl - based pentaerythritol two phosphite 1 3, and double (2,4 tert butyl phenyl) pentaerythritol two phosphite 1. 1 The invention also discloses a preparation method of the glass fiber reinforced high-temperature resistant and moisture absorption nylon composite material.

【技术实现步骤摘要】
玻纤增强耐高温低吸湿尼龙复合材料
本专利技术属于聚合物复合材料
，更具体地，本专利技术涉及一种玻纤增强耐高温低吸湿尼龙复合材料。
技术介绍
尼龙复合材料广泛应用在汽车、机械、电器等领域，现有技术已通过各种改性方法来提高其性能，例如：中国专利CN102942782A公开了一种持续高温环境下使用的连续碳纤维增强尼龙复合材料，按照重量份数，包含：尼龙树脂100份，连续碳纤维5～150份，相容剂1～15份，抗氧化剂0.1～3份，有机铜盐化合物0.03～2份，自由基捕捉剂0.1～3份，抗水解剂0.05～2份，润滑剂0.1～5份。该专利技术的优点是具有超高综合力学性能、尺寸稳定性好、永久抗静电性、电磁波屏蔽、摩擦系数小、在160℃高温环境下持续使用4000h其力学性能保持率大于85％。中国专利CN103540128B公开了一种耐磨碳纤维增强尼龙66树脂组合物及其制备方法，主要解决现有耐磨碳纤维增强尼龙66树脂组合物冲击强度较低，而加入冲击改性剂后拉伸强度又会降低的问题。可用于注塑加工齿轮、轴承、滑轮、机械泵转子等机器零部件的工业生产中。中国专利CN102850786B公开了一种尼龙66材料及其制备方法，该材料包括以下组份及重量份：500～700份尼龙66原料、300～500份连续碳纤维、6～10份抗氧剂、4～8份润滑剂和5～15份抗水解剂。大大提高了该材料的刚性和强度，明显提高材料的抗冲击性能和耐热性能，而且具有长期抗水解稳定性和抗化学腐蚀性能。这种方法的缺陷是，从阻止材料水解过程出发，并没有降低材料的吸水性，而且抗水解剂价格昂贵，使材料流动性下降。然而，碳纤维成本高，不利于大规模推广。而且，现有技术也未得到耐高温且低吸湿性优异的复合材料。因此，开发一种耐高温尼龙复合材料，同时降低尼龙复合材料吸水率，对于拓展尼龙工程塑料在汽车、机械、电器等领域的应用具有重要意义。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的一个方面提供玻纤增强耐高温低吸湿尼龙复合材料，按重量份计，其制备原料为：尼龙66100份，SEBS5-10份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石50-80份，玻璃纤维20-60份，硅烷偶联剂KH-5505-10份，环糊精1-10份，乙撑双硬脂酰胺1-5份，季戊四醇硬脂酸酯1-5份，二辛酯基季戊四醇二亚磷酸酯1-3份以及双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯1-3份。优选地，所述的玻纤增强耐高温低吸湿尼龙复合材料，按重量份计，其制备原料为：尼龙66100份，SEBS8份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石73份，玻璃纤维55份，硅烷偶联剂KH-5507份，环糊精5份，乙撑双硬脂酰胺3份，季戊四醇硬脂酸酯3份，二辛酯基季戊四醇二亚磷酸酯2份以及双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯2份。在一种实施方式中，所述双层聚合物的外层为刚性聚醚酮，内层为柔性聚醚胺。在一种实施方式中，所述双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石的制备方法为：（1）在反应容器中，依次加入0.044mol的1H-咪唑-4-乙胺、10g的环氧树脂E-44以及N，N-二甲基甲酰胺300ml，通氮气保护30min后，升温100℃反应5h后，得粘稠的聚醚胺溶液；（2）往上述粘稠的聚醚胺溶液中，加入100g的纳米羟基磷灰石，2g的硅烷偶联剂KH-550，在100℃、氮气保护下，继续搅拌2h后，将反应溶液沉析在2000ml乙醇中，得大量固体沉淀，用乙醇和去离子水反复洗涤该固体沉淀三次，然后抽滤，将所得固体在真空烘箱中，50℃下干燥24h得单层聚合物包覆纳米羟基磷灰石；（3）将0.002mol的4,4’-二氟二苯酮、0.0021mol的4,4’-二羟基二苯酮、0.0024mol的无水碳酸钠、0.012mol的二苯砜装入反应容器中，在氮气气氛下升温至180℃，反应6h，然后升温至300℃，反应5h，然后将反应溶液在去离子水中析出，用乙醇和去离子水反复洗涤该固体沉淀三次，然后抽滤，将所得固体在真空烘箱中，120℃下干燥24h得聚醚酮；（4）取步骤（3）所得聚醚酮10g溶解在300ml二苯砜中，然后加入步骤（2）所得单层聚合物包覆纳米羟基磷灰石100g，升温至80℃搅拌2h后，将反应溶液在去离子水中析出，用乙醇和去离子水反复洗涤该固体沉淀三次，然后抽滤，将所得固体在真空烘箱中，120℃下干燥24h得双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石。在一种实施方式中，所述纳米羟基磷灰石的平均粒径为200-700纳米；优选地，所述纳米羟基磷灰石的平均粒径为500纳米。本专利技术还提供玻纤增强耐高温低吸湿尼龙复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)按配方称取物料，并将称取的尼龙66预先在130℃温度下干燥1小时；(2)将干燥后的尼龙66与SEBS，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石，玻璃纤维，硅烷偶联剂KH-550，环糊精，乙撑双硬脂酰胺，季戊四醇硬脂酸酯，二辛酯基季戊四醇二亚磷酸酯以及双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯放入高速混合机中，搅拌5分钟，得到预混料；(3)设定双螺杆挤出机温度第一段至第九段依次为290℃/300℃/310℃/310℃/310℃/300℃/290℃/285℃/285℃，机头温度290℃，螺杆转速280转/分，将预混料从双螺杆挤出机的主加料口加入，经熔融挤出、冷却、切粒、干燥，得到所述低吸湿耐磨碳纤维增强耐高温尼龙复合材料。在一种优选地实施方式中，所述高速混合机的搅拌速率为1000转/分。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石的加入，通过刚性聚醚酮与柔性聚醚胺的协同作用，大大提高了填料的分散性，可使填料的含量大大增加，并同时提高体系的强度和阻燃性能。纳米介孔硅和硅烷偶联剂的加入可以进一步提高体系的交联密度，并与双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石协同，进一步提高体系的强度。具体实施方式原料：尼龙PA为杜邦PA66，牌号为101NC010。SEBS购自TSRC台橡胶，牌号为SEBS-150。玻璃纤维为巨石公司无碱玻纤EDR14-2000-988A。纳米羟基磷灰石（平均粒径为500纳米）购自阿拉丁试剂。其它原料均购自西域化工。实施例1按重量份，将干燥后的尼龙66100份，SEBS5份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石50份，玻璃纤维20份，硅烷偶联剂KH-5505份，环糊精1份，乙撑双硬脂酰胺1份，季戊四醇硬脂酸酯1份，二辛酯基季戊四醇二亚磷酸酯1份以及双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯1份放入高速混合机中，所述高速混合机的搅拌速率为1000转/分，搅拌5分钟，得到预混料；设定双螺杆挤出机温度第一段至第九段依次为290℃/300℃/310℃/310℃/310℃/300℃/290℃/285℃/285℃，机头温度290℃，螺杆转速280转/分，将预混料从双螺杆挤出机的主加料口加入，经熔融挤出、冷却、切粒、干燥，得到所述低吸湿耐磨碳纤维增强耐高温尼龙复合材料；所述双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石的制备方法为：（1）在反应容器中，依次加入0.044mol的1H-咪唑-4-乙胺、10g的环氧树脂E-44以及N，N-二甲基甲酰胺300ml，通氮气保护30min后，升温100℃反应5h后，得粘稠的聚醚胺溶液；（2）往上述粘稠的聚醚胺溶液中，加入100g的纳米羟基磷灰石，2g的本文档来自技高网...

【技术保护点】
玻纤增强耐高温低吸湿尼龙复合材料，其特征在于，按重量份计，其制备原料为：尼龙66 100份， SEBS 5‑10份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石50‑80份，玻璃纤维20‑60份，硅烷偶联剂KH‑550 5‑10份，环糊精1‑10份，乙撑双硬脂酰胺 1‑5份，季戊四醇硬脂酸酯1‑5份，二辛酯基季戊四醇二亚磷酸酯1‑3份以及双(2,4‑二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯1‑3份。

【技术特征摘要】
1.玻纤增强耐高温低吸湿尼龙复合材料，其特征在于，按重量份计，其制备原料为：尼龙66100份，SEBS5-10份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石50-80份，玻璃纤维20-60份，硅烷偶联剂KH-5505-10份，环糊精1-10份，乙撑双硬脂酰胺1-5份，季戊四醇硬脂酸酯1-5份，二辛酯基季戊四醇二亚磷酸酯1-3份以及双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯1-3份。2.根据权利要求1所述的玻纤增强耐高温低吸湿尼龙复合材料，其特征在于，按重量份计，其制备原料为：尼龙66100份，SEBS8份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石73份，玻璃纤维55份，硅烷偶联剂KH-5507份，环糊精5份，乙撑双硬脂酰胺3份，季戊四醇硬脂酸酯3份，二辛酯基季戊四醇二亚磷酸酯2份以及双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯2份。3.根据权利要求1所述的玻纤增强耐高温低吸湿尼龙复合材料，其特征在于，所述双层聚合物的外层为刚性聚醚酮，内层为柔性聚醚胺。4.根据权利要求1-3任一项所述的玻纤增强耐高温低吸湿尼龙复合材料，其特征在于，所述双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石的制备方法为：（1）在反应容器中，依次加入0.044mol的1H-咪唑-4-乙胺、10g的环氧树脂E-44以及N，N-二甲基甲酰胺300ml，通氮气保护30min后，升温100℃反应5h后，得粘稠的聚醚胺溶液；（2）往上述粘稠的聚醚胺溶液中，加入100g的纳米羟基磷灰石，2g的硅烷偶联剂KH-550，在100℃、氮气保护下，继续搅拌2h后，将反应溶液沉析在2000ml乙醇中，得大量固体沉淀，用乙醇和去离子水反复洗涤该固体沉淀三次，然后抽滤，将所得固体在真空烘箱中，50℃下干燥24h得单层聚合物包覆纳米羟基磷灰石；（3）将0.002mol的4,4’-二氟二苯酮、0.0021mol的4,4’-二羟基二苯酮、0.0024mol的无水碳酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：高溢，
申请(专利权)人：贵州高塑环保新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52