【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，特别是涉及一种低温增韧改性的尼龙6复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、尼龙6具有优异的力学性能、电性能、耐磨、耐化学药品性、润滑性，但也存在较突出的缺点，如在低温缺口条件下易发生脆性断裂等问题，影响了在某些领域的应用，如铁路器材、汽车部件等室外使用的场合。
2、目前，常见的增韧尼龙6的方式是向尼龙6中添加大量的弹性体、橡胶和韧性树脂，例如poe、sbs等，但是由于这类弹性体的价格比较高，大量添加也导致生产成本骤增。除此之外，普通增韧尼龙6还存在改性后树脂流动性差、易粘模、成型脱模困难等缺点。并且，在极寒天气下，普通的增韧尼龙6的脆化温度仍然较高，无法满足耐寒性和韧性的实际使用要求，所以需要对其增韧体系进行针对性调整。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种低温增韧改性的尼龙6复合材料，用于解决现有技术中尼龙6材料的低温韧性差，改性成本高的问题，同时，本专利技术还将提供一种低温增韧改性的尼龙6复合材料的制备方法。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术的第一方面，提供一种低温增韧改性的尼龙6复合材料，所述复合材料包括以下重量份的组分：聚酰胺6（尼龙6，pa6）40~70份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（eva）20~30份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝马来酸酐（eva-g-mah）10~20份、甘油（丙三醇，gl）8~15份、无机纳米材料1~3份、扩链剂
4、为改善pa6/eva基体的低温韧性，本专利技术在基体中加入甘油，甘油含有大量的羟基，可以与pa6形成更多的氢键，增加内部的相互作用力；且甘油的流动性极好，使各组分均匀分散。因此，适量加入甘油会提高基体的断裂伸长率和冲击强度，并且降低邵d硬度，并且能够改善基体的流动性，使其不易粘模，容易脱模。优选的，甘油的最佳添加量为复合材料总量的4wt%。
5、本专利技术还在复合材料中加入适量的增容剂eva-g-mah，eva-g-mah分子链的一端含有极性的酸酐基团，酸酐基团可与pa6、甘油、无机纳米材料中的羟基、氨基、硅氧键等形成相互作用，eva-g-mah另一端的eva结构由于与eva树脂具有良好的相互作用，因此，eva-g-mah在pa6、eva、甘油、无机纳米材料之间形成有效的界面层，提高各组分之间的粘结性及相互作用，从而可以提高复合材料的断裂伸长率和缺口冲击强度；但是，eva-g-mah的添加会牺牲基体一部分的拉伸强度。
6、进一步的，为挽回添加eva-g-mah所牺牲的拉伸强度，本专利技术在复合材料中还加入有无机纳米材料。通过掺入无机纳米材料，可以使复合材料的结晶度增加，显著增加复合材料的耐高低温性能和拉伸强度，并且对复合材料的延展性影响极小，几乎不降低复合材料的断裂伸长率。无机纳米材料的最佳添加量为复合材料总量的1.5wt%。
7、所述无机纳米材料包括卤代铁纳米管，所述卤代铁纳米管由埃洛石纳米管采用浸渍法得到。具体的，所述卤代铁纳米管包括三氯化铁纳米管（hnt-fecl3），所述hnt-fecl3的制备方法包括以下步骤：称取埃洛石纳米管溶于无水乙醇中，超声分散，加入六水合三氯化铁，继续超声分散，然后将浓浆干燥成粉末，即得到hnt-fecl3。其中，所述埃洛石纳米管和六水合三氯化铁的质量比为2:1。
8、进一步的，本专利技术加入扩链剂，在熔融加工过称中所述扩链剂可与pa6的端氨基和端羧基均发生反应，以提高pa6的分子量，从而显著提高pa6的力学性能，尤其是缺口冲击强度与断裂伸长率。
9、优选的，所述扩链剂为有机硅环氧化合物，其化学式为：。所述有机硅环氧化合物通过二甲基氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷和烯丙基缩水甘油醚反应制得，其反应过程为：
10、。
11、具体的，所述有机硅环氧化合物的制备方法包括以下步骤：
12、a、将甲基三甲氧基硅烷加至适量的乙醇水溶液中，充分搅拌，在搅拌过程中逐滴加入二甲基氯硅烷，继续搅拌使其充分反应；
13、b、将反应后的溶液进行分离，将分离得到的有机硅层分别用去离子水和饱和氯化钠溶液洗涤，得到中间产物；
14、c、将烯丙基缩水甘油醚和催化剂加至适量的甲苯溶液中，升温至60℃并充分搅拌，在搅拌过程中逐滴加入中间产物，滴加完成后升温至80℃，继续搅拌使其充分反应；
15、d、反应结束后，抽滤除去溶剂，将产物60℃烘干，得到最终产物，即所述有机硅环氧化合物。
16、在步骤a中，甲基三甲氧基硅烷和二甲基氯硅烷的摩尔比为1：（3~5），优选为1：4；所述乙醇水溶液的浓度是40wt%。
17、在步骤c中，中间产物和烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为1：（3~5），优选为1：4；所述催化剂为氯铂酸异丙醇溶液。
18、所述有机硅环氧化物会与pa6分子链的末端基团发生反应，将其偶联起来，使得原本断裂的分子链重新连接，提高pa6的分子量；并且所述有机硅环氧化物的长支链结构使pa6分子链间的缠结增加，从而增加pa6分子链间的相互作用，利于基体内部应力的传递；同时，由于引入有机硅柔性链段，提高了应力的耗散能力，最终可以显著提高基体的缺口冲击强度以及断裂伸长率，也可以提高pa6的拉伸强度以及弯曲强度，达到增韧的目的，另外，扩链后的pa6不易粘模，保证了pa6的综合性能。优选的，所述有机硅环氧化物的添加量为pa6添加量的1%~2%，更为优选的，所述有机硅环氧化物的添加量为pa6添加量的2%。
19、进一步的，所述pa6的相对粘度为2.0 dl/g~2.8 dl/g。
20、进一步的，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（eva）中醋酸乙烯含量在22%～30%。
21、进一步的，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝马来酸酐（eva-g-mah）的熔指为2~5g/10min。
22、进一步的，所述抗氧剂为酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸酯复合抗氧剂中一种或多种的混合物。
23、进一步的，所述抗光剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯、受阻胺或其他紫外吸收剂。
24、本专利技术的第二方面，提供一种低温增韧改性的尼龙6复合材料的制备方法，包括以下步骤：
25、s1、按比例称取聚酰胺6、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝马来酸酐、甘油、无机纳米材料、扩链剂、抗氧剂和抗光剂，将其投入高速混合机中充分共混，得到预混料；
26、s2、将所得预混料喂入双螺杆挤出机中，熔融挤出；
27、s3、挤出的熔融态材料经过拉条、冷却、切粒得到一种低温增韧改性的尼龙6复合材料。
28、进一步的，在步骤s1中，混合时间是5~15min，优选为10min。
29、进一步的，在步骤s2中，螺杆挤出机的各区温度为230℃～250℃，螺杆转速为250～600r/min。...
【技术保护点】
1.一种低温增韧改性的尼龙6复合材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚酰胺640~70份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20~30份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝马来酸酐10~20份、甘油8~15份、无机纳米材料1~3份、扩链剂0.5~2份、抗氧剂0.1~0.4份、抗光剂0.1~0.4份。
2.根据权利要求1所述的一种低温增韧改性的尼龙6复合材料，其特征在于，所述无机纳米材料包括卤代铁纳米管，所述卤代铁纳米管由埃洛石纳米管采用浸渍法得到。
3.根据权利要求2所述的一种低温增韧改性的尼龙6复合材料，其特征在于，所述卤代铁纳米管包括HNT-FeCl3，所述HNT-FeCl3的制备方法包括以下步骤：称取埃洛石纳米管溶于无水乙醇中，超声分散，加入六水合三氯化铁，继续超声分散，然后将浓浆干燥成粉末，即得到HNT-FeCl3。
4.根据权利要求1所述的一种低温增韧改性的尼龙6复合材料，其特征在于，所述扩链剂为有机硅环氧化合物，所述有机硅环氧化合物通过二甲基氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷和烯丙基缩水甘油醚反应制得。
5.根据权利要求4所述的一种低温增韧改性的
6.根据权利要求5所述的一种低温增韧改性的尼龙6复合材料，其特征在于，在步骤a中，甲基三甲氧基硅烷和二甲基氯硅烷的摩尔比为1：（3~5）；在步骤c中，中间产物和烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为1：（3~5）；所述催化剂为氯铂酸异丙醇溶液。
7.根据权利要求1所述的一种低温增韧改性的尼龙6复合材料，其特征在于，所述PA6的相对粘度为2.0 dl/g~2.8 dl/g。
8.根据权利要求1所述的一种低温增韧改性的尼龙6复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸酯复合抗氧剂中一种或多种的混合物。
9.根据权利要求1~8任一项所述的一种低温增韧改性的尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种低温增韧改性的尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，螺杆挤出机的各区温度为230℃～250℃，螺杆转速为250～600r/min。
...【技术特征摘要】
1.一种低温增韧改性的尼龙6复合材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚酰胺640~70份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20~30份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝马来酸酐10~20份、甘油8~15份、无机纳米材料1~3份、扩链剂0.5~2份、抗氧剂0.1~0.4份、抗光剂0.1~0.4份。
2.根据权利要求1所述的一种低温增韧改性的尼龙6复合材料，其特征在于，所述无机纳米材料包括卤代铁纳米管，所述卤代铁纳米管由埃洛石纳米管采用浸渍法得到。
3.根据权利要求2所述的一种低温增韧改性的尼龙6复合材料，其特征在于，所述卤代铁纳米管包括hnt-fecl3，所述hnt-fecl3的制备方法包括以下步骤：称取埃洛石纳米管溶于无水乙醇中，超声分散，加入六水合三氯化铁，继续超声分散，然后将浓浆干燥成粉末，即得到hnt-fecl3。
4.根据权利要求1所述的一种低温增韧改性的尼龙6复合材料，其特征在于，所述扩链剂为有机硅环氧化合物，所述有机硅环氧化合物通过二甲基氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷和烯丙基缩水甘油醚反应制得。
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：田明亮，余林华，钱家文，
申请(专利权)人：苏州旭光聚合物有限公司，
类型：发明
国别省市：
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