一种耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料及其制备方法。所述耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料由半芳香尼龙聚合物、聚酰胺、玻璃纤维和成核剂混合得到；具体的，所述半芳香尼龙聚合物具有多个苯环、连接在苯环之间的醚键结构，还具有碳原子数为1~3的烷基、氟原子、氢原子中的一种或几种结构。上述结构为半芳香尼龙聚合物保留原有结晶性能的同时，还为其带来了非常好的柔韧性。制备所得的复合材料具有耐水、耐乙二醇、热变形温度高、拉伸强度和弯曲强度高等特点，具有广阔的应用前景。广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，特别涉及一种耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]尼龙66是聚酰胺树脂，目前应用最多的几种工程塑料之一。其结构上的酰胺基团具有极性，还具有结构牢固的氢键，使得尼龙66的熔点较高，具有很好的物理力学性能和耐磨性以及自润滑性。但是纯尼龙66的尺寸稳定性较差、热变形温度较低、吸水率高、吸水前冲击强度偏低，吸水后刚性又大幅下降等缺点，从而限制了尼龙66的应用。
[0003]因此，技术人员展开了对尼龙66进行复合改性的研究。而提高尼龙66材料综合的物理力学性能所使用的最有效最普及的方法，就是采用玻璃纤维增强尼龙66。但玻璃纤维增强尼龙66在大幅提高尼龙66物理力学性能的同时，又有个明显缺点，就是由于玻纤和尼龙66两相界面不易良好结合，导致容易在产品产品相容性差。并且，虽然尼龙66自身耐老化性很好，但是由于自身存在吸水率较高，可以长期吸收空气中的水分，从而导致物性变化，尤其是在长期持续高温高湿度的环境中，导致材料或零件经过环境影响后出现开裂或物理性能衰减严重等情况，必须针对性改善。
[0004]目前的市场上，只有几家国外的大型跨国公司在改善这些缺点方面做的较好，而国内企业的产品总是在外观、柔韧性、耐水解、耐乙二醇、高强度这几个方面不能做到同时都有较好效果。
[0005]如专利CN111269490A公开了一种高刚性阻燃聚丙烯合金材料及其制备方法，通过聚酰胺和玻璃纤维及其他配方准合得到阻燃性聚丙烯合金，该合金材料虽然兼具高强度、高模量等优点，但其耐热性、耐水解和耐乙二醇还远远不够；专利CN101760020A公布了一种制备汽车散热器用玻纤增强尼龙66材料，通过使用三元乙丙橡胶作为相容剂，提高材料的韧性，但由于三元乙丙橡胶本身耐乙二醇的腐蚀能力较弱，导致材料整体耐腐蚀的能力下降。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料及其制备方法，以克服现有技术中聚丙烯材料耐热性、柔韧性、耐水解和耐乙二醇不佳的缺陷。
[0007]本专利技术的技术方案：
[0008]一种耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料，包括：
[0009]所述复合材料由半芳香尼龙聚合物、聚酰胺、玻璃纤维和成核剂混合得到；
[0010]其中，半芳香尼龙聚合物的结构如下式P所示：
[0011][0012]上式中，R为碳原子数为1～3的烷基、氟原子或者氢原子中的一种，n为50～200中任意一个整数。
[0013]本专利技术的半芳香尼龙聚合物能够起到优异的防水以及耐乙二醇的特性。
[0014]在一些实施方案中，所述半芳香尼龙聚合物中至少一个R为氟原子，能够为聚合物提供更优异的防水以及耐乙二醇的特性，以提高聚合物的使用效果。
[0015]在一些实施方案中，所述复合材料还包括助剂，所述助剂为抗氧剂或耐老化剂中的一种或多种，还可以根据所需目标产物添加其他助剂如颜料、阻燃剂、抗静电剂等。
[0016]在一些实施方案中，所述聚酰胺为聚己二酰己二胺(PA66)或聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)中的一种或两种。
[0017]在一些实施方案中，以各组分的质量百分数计，所述复合材料包括，
[0018]聚酰胺55～85％；
[0019]玻璃纤维5～25％；
[0020]半芳香尼龙聚合物5～25％；
[0021]成核剂0.1～1％。
[0022]在一些实施方案中，以各组分的质量百分数计，所述复合材料还包括，
[0023]抗氧剂0.1～1％；
[0024]耐老化剂0.1～1％。
[0025]在一些实施方案中，所述半芳香尼龙聚合物的制备方法包括：
[0026]1)将式B的化合物和4氨基
‑
1萘酚分别与三苯基氯甲烷反应，得到中间体1和中间体2；
[0027]2)将中间体1和中间体2混合后加热回流，进行反应得到固体产物，将固体产物脱去端基三苯基的保护基团，得到聚合单体；
[0028]3)将步骤2)得到的聚合单体与己二酸加热聚合，得到半芳香尼龙聚合物；
[0029]所述式B的结构为其中，R为碳原子数为1～3的烷基、氟原子或者氢原子中的一种；优选为氟原子或者氢原子中的一种。
[0030]在一些实施方案中，所述步骤1)中具体中间体1的制备方法包括：将式B的化合物与三苯基氯甲烷倒入溶剂中混合均匀，加入三乙胺，室温下搅拌反应24～48小时，反应结束后将反应液体通过蒸馏去除二氯甲烷，再进行重结晶，得到所需中间体1。
[0031]在一些实施方案中，所述步骤1)中制备中间体2的具体方法包括：将4氨基
‑
1萘酚与三苯基氯甲烷倒入溶剂中混合均匀，加入三乙胺，室温下搅拌反应24～48小时，反应结束
后将反应液体通过蒸馏去除二氯甲烷，再进行重结晶，得到所需中间体2。
[0032]在一些实施方案中，步骤2)中制备聚合单体的具体方法包括：将中间体1和中间体2在溶剂中混合，加入碳酸钾和四丁基溴化铵作为复合催化剂，加热至60～100℃，回流2～3小时；反应结束后加水，使得产物析出，过滤收集固体成分，将固体成分加入溶剂四氢呋喃中，再加入三氯化铝和碳酸钾作为复合催化剂，脱去三苯基保护基，即得到所需的聚合单体。
[0033]在一些实施方案中，步骤3)的具体方法包括：所述聚合单体与己二酸加热聚合，具体为先在70～80℃预聚合，再提高温度到140～170℃，真空除水反应，得到半芳香尼龙聚合物。
[0034]在另一方面，本专利技术还提供一种耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料的制备方法，具体包括：按照上述配方，将聚酰胺、玻璃纤维、半芳香尼龙聚合物、成核剂及其他助剂通过混合机混合均匀，再通过双螺杆挤出机挤出，得到耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料。
[0035]有益效果：
[0036]本专利技术提供了一种耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料及其制备方法。首先自制了一种半芳香尼龙聚合物，能够起到优异的防水以及耐乙二醇的特性，特别的，当半芳香尼龙聚合物上有氟取代时，耐乙二醇的效果更佳；其结构上还具有三个苯环，且苯环之间具有醚键，能为聚合物提供柔韧性，同时不影响结晶性能，不会像普通、传统的芳香尼龙在结晶度高的时候会使材料本身的脆性增加，影响使用；使用此半芳香尼龙聚合物，与市售三种结晶性半芳香尼龙搭配，协同增效，能够使复合尼龙母料具有吸水率低、热变形温度高、拉伸强度和弯曲强度高，以及防水耐乙二醇等特点，弥补市场上尼龙性能的缺陷。
具体实施方式
[0037]以下将结合具体实施方案来说明本专利技术。需要说明的是，下面的实施例为本专利技术的示例，仅用来说明本专利技术，而不用来限制本专利技术。在不偏离本专利技术主旨或范围的情况下，可进行本专利技术构思内的其他组合和各种改良。
[0038]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料，其特征在于，所述复合材料由半芳香尼龙聚合物、聚酰胺、玻璃纤维和成核剂共混挤出得到；其中，半芳香尼龙聚合物的结构如下式P所示：上式中，R为碳原子数为1～3的烷基、氟原子或者氢原子中的一种，n为50～200中任意一个整数。2.根据权利要求1所述的耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料，其特征在于，所述R为氟原子或者氢原子中的一种。3.根据权利要求1所述的耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料，其特征在于，制备所述复合材料的原料还包括助剂，所述助剂为抗氧剂或耐老化剂中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料，其特征在于，所述聚酰胺为聚己二酰己二胺或聚己二酰间苯二甲胺中的一种或两种。5.根据权利要求1所述的耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料，其特征在于，以制备所述复合材料的原料总质量百分数为100％计，包括如下质量百分数的原料：聚酰胺55～85％；玻璃纤维5～25％；半芳香尼龙聚合物5～25％；成核剂0.1～1％。6.根据权利要求5所述的耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料，其特征在于，还包括，抗氧剂0.1～1％；耐老化剂0.1～1％。7.根据权利要求1所述耐乙二醇玻璃纤维增强PA66热塑性复合材料，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁灿耀，张卫东，孙宁峰，
申请(专利权)人：山东龙腾新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：