一种工程机械用尼龙复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及工程机械领域，具体涉及一种工程机械用尼龙复合材料及其制备方法。本发明专利技术提供一种工程机械用尼龙复合材料，其原料由下述重量份的组份组成：氨基十一酸100份，己二酸10～20份，氯化钪0.05份，氮化硅杂化物0.04～0.25份。一种工程机械用尼龙复合材料，其原料由下述重量份的组份组成：氨基十一酸100份，己二酸15份，氯化钪0.05份，氮化硅杂化物0.1份。本发明专利技术解决了现有尼龙材料韧性较差，耐磨性差等缺点，难以承受特殊环境及适应高速传动器械的要求。本发明专利技术通过将氮化硅杂化物引入尼龙材料中，进一步增强了其低温状态下的韧性，此外，稀土元素的添加还增强了尼龙材料的耐磨性。

A nylon composite material for construction machinery and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种工程机械用尼龙复合材料及其制备方法
本专利技术涉及工程机械领域，具体涉及一种工程机械用尼龙复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着现代建设工程和交通运输的高度发展，车辆搬运和吊机的应用越来越广泛。对提供电源的电缆要求越来越高，近几年来，焊接技术突飞猛进，工程机械也向着更强壮、更精确、更长使用寿命和能够降低用户的运行成本方向努力。工程机械部件主要是电缆，电缆的设计决定产品整体性能和使用寿命的关键，因此需要一种具有超长使用寿命、优异的耐机械性能以及很高性价比的电缆。尼龙作为尼龙工程塑料中最早开发的品种，由于其具有高强度、高模量、极好的耐化学性和耐磨性，以及高熔点、低摩擦系数等特点，被广泛应用于化工、电器、汽车、及其它机械制造领域。然而在更高要求的应用领域和进一步的研究发现，尼龙在低温及干态下表现为脆性，很大程度上限制了它的应用。如传统的尼龙66、尼龙610和尼龙612具有较高的结晶度，虽有较强的机械强度，却有韧性较差，耐磨性差等缺点，难以承受特殊环境及适应高速传动器械的要求。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种工程机械用尼龙复合材料，其原料由下述重量份的组份组成：氨基十一酸100份，己二酸10～20份，氯化钪0.05份，氮化硅杂化物0.04～0.25份。一种工程机械用尼龙复合材料，其原料由下述重量份的组份组成：氨基十一酸100份，己二酸15份，氯化钪0.05份，氮化硅杂化物0.1份。所述氮化硅杂化物是通过月桂醇接枝氮化硅得到。本专利技术的另一个目的是提供一种工程机械用尼龙复合材料的制备方法，具体如下：步骤1.将氨基十一酸和己二酸真空干燥后于200℃温度下融化，加入氯化钪搅拌均匀后，升温至250℃，加入次亚磷酸催化，搅拌反应1h，得到液体A；其中，所述己二酸与氨基十一酸的质量比为0.1～0.2:1；所述氯化钪的加入量为已内酰胺质量的0.05％，所述次亚磷酸的加入量为已内酰胺质量的0.1％；步骤2.称取氮化硅杂化物加入至甲苯二异氰酸酯中，超声分散20min，得到液体B；其中，所述氮化硅杂化物的质量为甲苯二异氰酸酯的1％～5％；步骤3.将液体B逐渐滴加至液体A中，保持温度为200℃，减压反应30min后恢复常压，倒入预热的模具中，冷却，得到尼龙复合材料；其中，所述液体B与液体A的体积比1:20～25；所述减压至70～80KPa，所述模具的预热温度为200～250℃。其中，氮化硅杂化物的制备过程如下：(1)取2.0g氮化硅加入至150mL甲苯中，在温度为10～20℃条件下超声分散1h，得到氮化硅分散液；(2)向所述氮化硅分散液中加入1.8g甲苯二异氰酸酯，升温至90℃，在氦气的保护下搅拌反应3h后，加入2.1g月桂醇，在氦气保护下继续搅拌反应6h，冷却至室温，得到氮化硅混合液；其中，所述搅拌速度为300～400rpm；(3)将所述氮化硅混合液离心分离，取下层固体物质，并用甲苯洗涤，之后于60℃温度下真空干燥，得到氮化硅杂化物；其中，所述离心速率为3000～5000rpm；所述甲苯洗涤分为三次洗涤，每次使用20mL。优选地，所述氮化硅为纳米级，粒径为20～50nm。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过使用氨基十一酸制备出尼龙11材料，由于尼龙11的碳链长度较长，使得其韧性较其他短链尼龙有所提高，同时本专利技术通过将氮化硅杂化物引入尼龙材料中，进一步增强了其韧性，此外，稀土元素的添加还增强了尼龙材料的耐磨性。氮化硅是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损，耐高温抗氧化性较强，将氮化硅与尼龙材料进行掺杂复合进而得到强度好的材料，然而在实验中发现，氮化硅的添加虽然能够提升尼龙材料的性质，但是添加量过多会削弱尼龙分子间的相互作用，从而导致韧性下降，所以只能少量的添加，但是少量的添加对尼龙材料的强度和韧性增强又不足，因此，本专利技术通过将氮化硅进行改性接枝，使其在尼龙材料中有较好的分散性和结合力。本专利技术将月桂醇接枝于氮化硅上，使氮化硅分子表面的极性增加，进而得到表面极性较强的氮化硅杂化物，该氮化硅杂化物能够与尼龙分子间形成较强的氢键，能够使氮化硅杂化物与尼龙分子结合的更加紧密，从而表现出更加优异的强度和韧性。稀土元素具有丰富的电子能级、较大的离子半径、高电荷和较强的复合能力，本申请添加氯化钪于尼龙复合材料中，增强了尼龙复合材料的耐磨性；同时稀土元素的加入能够增强氮化硅与尼龙复合材料的交联力，该交联力的作用是当外力作用于尼龙复合材料时，氮化硅杂化物能够在向尼龙基体传递的同时吸收一部分应力；此外，在该尼龙复合材料中，氮化硅杂化物与尼龙具有较强的界面作用，而界面是复合材料中的重要组成部分，它是连结基体与纤维的桥梁，较强的界面作用能够限制复合材料的链流动性，使材料的韧性变差、断裂伸长率变低，而氯化钪的配位加入能够降低该界面力，从而使复合材料的链流动性增加，韧性和断裂伸长率也相应增加。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。实施例1一种工程机械用尼龙复合材料，其原料由下述重量份的组份组成：氨基十一酸100份，己二酸10～20份，氯化钪0.05份，氮化硅杂化物0.04～0.25份。其中，氮化硅杂化物的制备过程如下：(1)取2.0g粒径为20～50nm的氮化硅加入至150mL甲苯中，在温度为10～20℃条件下超声分散1h，得到氮化硅分散液；(2)向所述氮化硅分散液中加入1.8g甲苯二异氰酸酯，升温至90℃，在氦气的保护下搅拌反应3h后，加入2.1g月桂醇，在氦气保护下继续搅拌反应6h，冷却至室温，得到氮化硅混合液；其中，所述搅拌速度为300～400rpm；(3)将所述氮化硅混合液离心分离，取下层固体物质，并用甲苯洗涤，之后于60℃温度下真空干燥，得到氮化硅杂化物；其中，所述离心速率为3000～5000rpm；所述甲苯洗涤分为三次洗涤，每次使用20mL。工程机械用尼龙复合材料的制备方法，具体如下：步骤1.将氨基十一酸和己二酸真空干燥后于200℃温度下融化，加入氯化钪搅拌均匀后，升温至250℃，加入次亚磷酸催化，搅拌反应1h，得到液体A；其中，所述己二酸与氨基十一酸的质量比为0.1～0.2:1；所述氯化钪的加入量为已内酰胺质量的0.05％，所述次亚磷酸的加入量为已内酰胺质量的0.1％；步骤2.称取氮化硅杂化物加入至甲苯二异氰酸酯中，超声分散20min，得到液体B；其中，所述氮化硅杂化物的质量为甲苯二异氰酸酯的1％～5％；步骤3.将液体B逐渐滴加至液体A中，保持温度为200℃，减压反应30min后恢复常压，倒入预热的模具中，冷却，得到尼龙复合材料；其中，所述液体B与液体A的体积比1:20～25；所述减压至70～80KPa，所述模具的预热温度为200～250℃。实施例2一种工程机械用尼龙复合材料，其原料由下述重量份的组份组成：氨基十一酸100份，己二酸10～20份，氯化钪0.05份，氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工程机械用尼龙复合材料，其特征在于，其原料由下述重量份的组份组成：/n氨基十一酸100份，己二酸10～20份，氯化钪0.05份，氮化硅杂化物0.04～0.25份；/n其中，所述氮化硅杂化物是通过月桂醇接枝氮化硅得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种工程机械用尼龙复合材料，其特征在于，其原料由下述重量份的组份组成：
氨基十一酸100份，己二酸10～20份，氯化钪0.05份，氮化硅杂化物0.04～0.25份；
其中，所述氮化硅杂化物是通过月桂醇接枝氮化硅得到。


2.根据权利要求1所述的工程机械用尼龙复合材料，其特征在于，其原料由下述重量份的组份组成：
氨基十一酸100份，己二酸15份，氯化钪0.05份，氮化硅杂化物0.1份。


3.根据权利要求1或2所述的工程机械用尼龙复合材料，其特征在于，所述氮化硅杂化物通过如下方法得到：
(1)取2.0g氮化硅加入至150mL甲苯中，在温度为10～20℃条件下超声分散1h，得到氮化硅分散液；
(2)向所述氮化硅分散液中加入1.8g甲苯二异氰酸酯，升温至90℃，在氦气的保护下搅拌反应3h后，加入2.1g月桂醇，在氦气保护下继续搅拌反应6h，冷却至室温，得到氮化硅混合液；其中，所述搅拌速度为300～400rpm；
(3)将所述氮化硅混合液离心分离，取下层固体物质，并用甲苯洗涤，之后于60℃温度下真空干燥，得到氮化硅杂化物；其中，所述离心速率为3000...

【专利技术属性】
技术研发人员：时磊，
申请(专利权)人：徐州兰贵机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32