一种气体阻隔尼龙复合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气体阻隔尼龙复合材料，按重量份计，包括以下组分：PA6 60份；抗冲改性剂0

【技术实现步骤摘要】
一种气体阻隔尼龙复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，特别是涉及一种气体阻隔尼龙复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来全球为了应对能源危机及温室气体导致的气候问题，不断研究并快速发展燃料电池汽车，通过在汽车上搭载氢气和空气中氧气发生电化学反应发电的燃料电池，给发动机持续供电。尽管每单位质量氢气产出的能量远高于汽油，且反应产物为水，但氢气在常温状态下为气体，能量密度低，需要经过加压处理增加能量密度提高燃料汽车的续航能力，因此高压氢气储罐决定燃料电池汽车是否具备实用条件。
[0003]燃料电池汽车的储罐数量、压力高低决定载气量，为了实现高压储气以及降低储罐的重量，围绕高压氢气储罐技术不断进行革新。由于氢气具有比空气、甲烷气等更小的分子尺寸，更容易穿透树脂，并且高压氢气对里衬材料造成的应变量更大，反复的充放气容易引发材料疲劳而发生开裂。聚己内酰胺（PA6）具有高结晶度，能够有效抑制氢气渗透。
[0004]现有技术中，高压氢气储罐里衬材料具有如下难点：第一，使用聚合物组合物制备高压氢气储罐里衬材料的成型方法包括注塑成型、滚塑成型、挤出吹塑成型等。在成型大尺寸且具有中空结构的零件通常会采用吹塑成型的方法，在吹塑时熔体发生塌陷或熔体发生破裂会导致成型失败。因此要求氢气储罐里衬壁厚均一、无裂痕。
[0005]第二，现有储氢罐里衬通过抗冲击改性剂改善韧性，一方面，在充放气过程或燃料汽车行驶过程系统的热量导致老化，尤其时抗冲击改性剂的弹性体通常先于聚酰胺基材老化，导致韧性下降，这个因素加速了薄弱位置在反复充放气时发生开裂。因此，提升高压氢气储罐里衬材料耐热老化性为关键参数之一。另一方面，抗冲改性剂的加入会破坏气体阻隔结构，从而降低PA6的气体阻隔性，因此如何改善因抗冲改性剂的加入导致气体阻隔性的下降是行业关注的重点之一。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，克服上述技术缺陷，提供一种适用于高压气体储罐里衬的气体阻隔尼龙复合材料，具有适于吹塑、耐热老化好、氢气阻隔性好的优点。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种气体阻隔尼龙复合材料，按重量份计，包括以下组分：PA6
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
60份；抗冲改性剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ0‑
30份；多羟基化合物
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2.5
‑
20份；环糊精或其衍生物
ꢀꢀꢀꢀ
2.5
‑
6份。
[0008]优选的，多羟基化合物含量为12
‑
17份；
优选的，多羟基化合物与环糊精或其衍生物的重量比为（3
‑
4）:1。优选的配比下，气体阻隔性更好。
[0009]可选的，所述的PA6的相对粘度2.7~4.5。相对粘度根据ISO 307,将PA6溶于98%的浓硫酸，采用乌氏粘度计进行测定。
[0010]可选的，所述的环糊精或其衍生物选自β
‑
环糊精、γ
‑
环糊精、羟丙基
‑
β
‑
环糊精、磺丁基醚
‑
β
‑
环糊精、双糖基
‑
β
‑
环糊精、甲基
‑
β
‑
环糊精或羟乙基
‑
β
‑
环糊精中的至少一种。
[0011]所述的多羟基化合物选自含有两个羟基官能团的多羟基化合物、含有三个羟基官能团的多羟基化合物、含有至少四个羟基官能团的多羟基化合物、含有至少四个羟基官能团的多羟基聚合物中的至少一种；优选的，所述的多羟基化合物选自含有至少四个羟基官能团的多羟基聚合物。
[0012]可选择的，含有两个羟基官能团的多羟基化合物选自1,2
‑
乙二醇、1,3
‑
丙二醇、2,3
‑
丁二醇、1,5
‑
戊二醇、2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
丙二醇、聚醚二醇类中的至少一种；含有三个羟基官能团的多羟基化合物选自甘油、三羟甲基丙烷、2,3
‑
二(2
′‑
羟乙基)环己烷
‑1‑
醇、1,2,6
‑
己三醇、1,1,1
‑
三
‑
(羟甲基)乙烷、3
‑
(2
′‑
羟乙氧基)丙烷
‑
1,2
‑
二醇、3
‑
(2
′‑
羟丙氧基)丙烷
‑
1,2
‑
二醇、2
‑
(2
′‑
羟乙氧基)己烷
‑
1,2
‑
二醇、6
‑
(2
′‑
羟丙氧基)己烷
‑
1,2
‑
二醇、1,1,1
‑
三[(2
′‑
羟乙氧基)甲基]乙烷、1,1,1
‑
三[(2
′‑
羟丙氧基)甲基]丙烷、1,1,1
‑
三(4
′‑
羟苯基)乙烷、1,1,1
‑
三(羟苯基)丙烷、1,1,3
‑
三(二羟基
‑3‑
甲基苯基)丙烷、1,1,4
‑
三(二羟基苯基)丁烷、1,1,5
‑
三(羟苯基)
‑3‑
甲基戊烷、二(三羟甲基丙烷)、三羟甲基丙烷乙氧基化合物、三羟甲基丙烷丙氧基化合物、三羟基聚醚类化合物中的至少一种；含有至少四个羟基官能团的多羟基化合物选自1,1,3,3
‑
四（甲氧基）丙烷、季戊四醇、双季戊四醇、三季戊四醇中的至少一种；含有至少四个羟基官能团的多羟基聚合物选自的聚乙烯醇、乙烯乙烯醇共聚物、树枝状超支化聚酯中的至少一种。
[0013]可选择的，所述的抗冲改性剂选自马来酸酐接枝乙烯
‑
辛烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异戊二烯、乙烯
‑
丙烯橡胶、乙烯
‑
丙烯
‑
丁二烯橡胶、马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、乙烯
‑
丁烯橡胶、乙烯
‑
丙烯酸酯橡胶、丁二烯
‑
苯乙烯橡胶、丁二烯
‑
丙烯酸酯橡胶、乙烯
‑
辛烯橡胶、丁二烯丙烯腈橡胶、乙烯
‑
丙烯酸聚合物、乙烯
‑
乙酸乙烯酯聚合物、乙烯
‑
丙烯酸酯聚合物、马来酸酐接枝乙烯丁烯共聚物、丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物、苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体阻隔尼龙复合材料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：PA6
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60份；抗冲改性剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ0‑
30份；多羟基化合物
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2.5
‑
20份；环糊精或其衍生物
ꢀꢀꢀꢀꢀ
2.5
‑
6份。2.根据权利要求1所述的气体阻隔尼龙复合材料，其特征在于，多羟基化合物含量为12
‑
17份；多羟基化合物与环糊精或其衍生物的重量比为（3
‑
4）:1。3.根据权利要求1所述的气体阻隔尼龙复合材料，其特征在于，所述的PA6的相对粘度为2.7~4.5。4.根据权利要求1所述的气体阻隔尼龙复合材料，其特征在于，所述的环糊精或其衍生物选自β
‑
环糊精、γ
‑
环糊精、羟丙基
‑
β
‑
环糊精、磺丁基醚
‑
β
‑
环糊精、双糖基
‑
β
‑
环糊精、甲基
‑
β
‑
环糊精或羟乙基
‑
β
‑
环糊精中的至少一种。5.根据权利要求1所述的气体阻隔尼龙复合材料，其特征在于，所述的多羟基化合物选自含有两个羟基官能团的多羟基化合物、含有三个羟基官能团的多羟基化合物、含有至少四个羟基官能团的多羟基化合物、含有至少四个羟基官能团的多羟基聚合物中的至少一种；优选的，所述的多羟基化合物选自含有至少四个羟基官能团的多羟基聚合物。6.根据权利要求5所述的气体阻隔尼龙复合材料，其特征在于，含有两个羟基官能团的多羟基化合物选自1,2
‑
乙二醇、1,3
‑
丙二醇、2,3
‑
丁二醇、1,5
‑
戊二醇、2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
丙二醇、聚醚二醇类中的至少一种；含有三个羟基官能团的多羟基化合物选自甘油、三羟甲基丙烷、2,3
‑
二(2
′‑
羟乙基)环己烷
‑1‑
醇、1,2,6
‑
己三醇、1,1,1
‑
三
‑
(羟甲基)乙烷、3
‑
(2
′‑
羟乙氧基)丙烷
‑
1,2
‑
二醇、3
‑
(2
′‑
羟丙氧基)丙烷
‑
1,2
‑
二醇、2
‑
(2
′‑
羟乙氧基)己烷
‑
1,2
‑
二醇、6
‑
(2
′‑
羟丙氧基)己烷
‑
1,2

【专利技术属性】
技术研发人员：林洁龙，徐洪耀，张超，张永，刘纪庆，杨霄云，
申请(专利权)人：上海金发科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：