一种改善涂料附着效果的聚酰胺材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种改善涂料附着效果的聚酰胺材料及其制备方法和应用，由如下重量百分比的组分制成：半结晶性聚酰胺20‑90％、玻矿纤维8‑70％、离子共聚物1‑6％、增塑剂0.2‑3％、润滑剂0.3‑0.5％、耐长期热老化剂0.2‑0.6％和抗氧剂0.2‑0.5％。本发明专利技术使用分子侧链含有羧基侧基的离子共聚物且同时使用了能够抑制半结晶性聚酰胺分子链之间形成氢键和降低聚酰胺材料结晶能力的聚酰胺增塑剂，对半结晶性聚酰胺材料进行改性，获得高流动性以及意想不到的良好涂料附着力效果。

A kind of polyamide material for improving the adhesion of coating and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种改善涂料附着效果的聚酰胺材料及其制备方法和应用
本专利技术属于汽车用复合材料
，具体涉及一种改善涂料附着效果的聚酰胺材料及其制备方法和应用。
技术介绍
聚酰胺(尼龙，PA)是一种综合性能优良的工程塑料。尼龙具有很高的机械强度、耐热性、耐磨损性、耐化学性能和电绝缘性。尼龙材料在汽车行业、电子电气行业、交通运输、机械、航空航天等各领域都有广泛的应用。通过对尼龙基材进行玻纤增强或矿物填充等改性，可以极大地提高尼龙的强度和耐热性能，赋予尼龙材料实际应用价值。目前，工业应用最广的聚酰胺材料为半结晶性聚酰胺材料，如PA6和PA66。汽车行业领域中，为了获得不同部位零部件之间最佳的颜色匹配和外观，要求不同零部件之间或金属和塑料之间或不同塑料部件之间的表面具有相同的颜色或使塑料部件表面具有金属色泽。通常的做法就是对不同零部件的表面进行相同颜色涂料的喷涂处理，然而涂料对不同塑料基材具有不同的附着能力。尼龙分子链之间有较强相互作用力，易形成氢键，使得分子链排列整齐具有良好结晶性能。半结晶性聚酰胺的结晶度高，内聚能大，其表面张力小，表面极性小，一般涂料对其表面难以润湿，导致涂料附着力不佳。现有技术中，针对塑料底材改善涂料附着效果的方法有如下几种：1)用和塑料结合力好的底漆先对塑料表面进行一次打底处理，通过底漆增加塑料和涂料的结合力；2)对塑料底材表面进行氧化处理，使塑料底材的表面的极性增加；3)改性塑料底材配方，添加含极性官能团物质，增加塑料底材的表面的极性。其中，底漆处理和表面氧化处理，工序更繁杂、报废率高且成本更高。通过配方改善塑料底材表面的极性，步骤简单而有效。CN108034244A公开了一种易喷涂矿物增强PA66材料及其制备方法，易喷涂矿物增强PA66复合材料的原料组成包括：PA6645-55份，PA625-35份，矿物填充15-30份，抗氧剂0.1-0.2份，吸酸剂3-5份，表面处理剂2-3份。其中，改善尼龙表面附着力性能的主要成分为聚合度1650-1850的聚乙烯醇表面处理剂。然而，虽然采用该方法获得的聚酰胺材料表面干态下附着力较好，但是该组合物中需要加入表面处理剂聚乙烯醇，聚乙烯醇亲水性较强，遇水容易迁出表面导致成分流失且吸湿性增加会进一步恶化聚酰胺材料的尺寸稳定性。底材放置在潮湿环境下表面容易吸湿，水分导致表面附着能力明显的降低，喷涂后涂层容易剥离。US20110020651A1公开了一种改善喷涂附着力的聚酰胺材料，该聚酰胺材料主要物质包括聚酰胺树脂、聚多元醇和环氧树脂等，通过复配聚多元醇和环氧树脂来提高聚酰胺的表面涂料附着力。然而，虽然采用该方法获得的聚酰胺材料表面具有较平衡的干湿态涂料附着力，但是聚酰胺基材中加入环氧树脂都会对聚酰胺材料的流动性有一定的恶化影响，且加入的聚多元醇也会一定程度上会导致聚酰胺材料的吸湿性增加，不利于维持聚酰胺材料的尺寸稳定性。此外，现有技术中玻矿纤维增强聚酰胺因具有高机械强度、刚性和耐热性，而广泛应用于汽车内外饰零部件。例如，改性聚酰胺材料应用于汽车内外饰外观件，需要和其他部位塑料零部件颜色匹配或需要具有金属色泽，通常需要对聚酰胺的表面进行喷涂处理。然而，采用现有常用配方技术改善聚酰胺材料表面的涂料附着效果都较差，现有技术获得的玻矿纤维改性聚酰胺材料的流动性差和涂料干湿态附着力差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种改善涂料附着效果的聚酰胺材料。本专利技术的另一目的在于提供上述聚酰胺材料的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述聚酰胺材料的应用。本专利技术的技术方案如下：一种改善涂料附着效果的聚酰胺材料，由如下重量百分比的组分制成：上述半结晶性聚酰胺的相对粘度R.V.为2.4-2.8；上述玻矿纤维为直径为7-20μm且长度为0.1-5mm的玻璃纤维、针状硅灰石和硫酸钙晶须中的至少一种；上述离子共聚物含有羧基侧基或马来酸酐侧基，该羧基侧基或马来酸酐侧基被碱金属离子中和形成离子键交联；上述增塑剂为能够抑制半结晶性聚酰胺的分子链之间形成氢键以降低结晶能力的化合物。在本专利技术的一个优选实施方案中，由如下重量百分比的组分制成：进一步优选的，所述半结晶性聚酰胺为PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA56、PA610、PA612和PA1010中的至少一种。再进一步优选的，所述半结晶性聚酰胺为PA6或PA66。进一步优选的，所述玻矿纤维为直径为12μm且长度为156μm的针状硅灰石。进一步优选的，所述离子共聚物为乙烯、α，β-不饱和C3-C8羧酸的衍生物或/和不饱和二羧酸衍生物共聚单体的重复单元形成的共聚物，该共聚物的羧基侧基被碱金属离子部分中和形成离子键交联。再进一步优选的，所述离子共聚物为乙烯-丙烯酸异丁酯-甲基丙烯酸-锌离子三元离子共聚物。更进一步优选的，所述离子共聚物为9020离子共聚物。进一步优选的，所述增塑剂为N-丁基苯磺酰胺。进一步优选的，所述润滑剂为硬脂酸盐、乙烯丙烯酸共聚物和酰胺类润滑剂中的至少一种，所述耐长期热老化剂为铜盐类热稳定剂，所述抗氧剂为1098、168、9228、1010和H161中的至少一种。再进一步优选的，所述润滑剂为乙烯丙烯酸共聚物AC-540A，所述耐长期热老化剂为H3386。本专利技术的另一技术方案如下：上述聚酰胺材料的制备方法，包括如下步骤：(1)按所述重量百分比称取各组分；(2)将所述半结晶性聚酰胺、离子共聚物、增塑剂、润滑剂、耐长期热老化剂和抗氧剂混合均匀，得到主料；(3)将上述主料从双螺杆挤出机的主喂料口通过失重称计量进料，将所述玻矿纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口通过失重称计量进料，在双螺杆挤出机中经熔融挤出、过水冷却和切粒后即得所述聚酰胺材料。本专利技术的再一技术方案如下：上述聚酰胺材料作为汽车内外饰喷涂类聚酰胺组件的原料的应用。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术在聚酰胺中加入能够抑制半结晶性聚酰胺分子链之间形成氢键和降低聚酰胺材料结晶能力的特定的增塑剂，可以实现在不断裂聚酰胺分子链的情况下，充分保持增强聚酰胺材料的机械性能，同时由于部分聚酰胺分子链之间的氢键被抑制形成，聚酰胺结晶度和内聚能也随着降低，大幅提升涂料对半结晶性聚酰胺的润湿和渗透能力。2、本专利技术加入了含羧基侧基的离子共聚物在充分保持聚酰胺材料流动性的同时，可以极大提升聚酰胺材料的表面极性，提高聚酰胺材料的表面能利于环氧或丙烯酸类涂料的润湿，也就是说本专利技术提供的改善涂料附着效果的聚酰胺材料可以同时获得改性聚酰胺材料高流动性和涂料高干湿态附着力效果，可以作为汽车内外饰喷涂类聚酰胺组件制备原料的应用。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术的技术方案进行进一步的说明和描述。以下实施例和对比例中：半结晶性聚酰胺为相对粘度R.V.为2.4的PA66，如EPR24(购自神马实业股份有限公司)。玻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善涂料附着效果的聚酰胺材料，其特征在于：由如下重量百分比的组分制成：/n

【技术特征摘要】
1.一种改善涂料附着效果的聚酰胺材料，其特征在于：由如下重量百分比的组分制成：



上述半结晶性聚酰胺的相对粘度R.V.为2.4-2.8；
上述玻矿纤维为直径为7-20μm且长度为0.1-5mm的玻璃纤维、针状硅灰石和硫酸钙晶须中的至少一种；
上述离子共聚物含有羧基侧基或马来酸酐侧基，该羧基侧基或马来酸酐侧基被碱金属离子中和形成离子键交联；
上述增塑剂为能够抑制半结晶性聚酰胺的分子链之间形成氢键以降低结晶能力的化合物。


2.如权利要求1所述的聚酰胺材料，其特征在于：由如下重量百分比的组分制成：





3.如权利要求1或2所述的聚酰胺材料，其特征在于：所述半结晶性聚酰胺为PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA56、PA610、PA612和PA1010中的至少一种。


4.如权利要求1或2所述的聚酰胺材料，其特征在于：所述玻矿纤维为直径为12μm且长度为156μm的针状硅灰石。


5.如权利要求1所述的聚酰胺材料，其特征在于：所述离子共聚物为乙烯、α，β-不饱和C3-C8羧酸的衍生物或/和不饱和二羧酸衍生物共聚单体的重复单元形成的共聚物，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳威猛，杨杰，戴李宗，刘凯，申应军，袁丛辉，王腾，刁雪峰，吴腾达，
申请(专利权)人：金旸厦门新材料科技有限公司，厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35