本申請(qǐng)涉及先進(jìn)石化化工新材料領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料及其制備方法。聚酰胺復(fù)合材料包括以下重量份的原料：PA6?5～7份，粘度2.8～3.2；PA66?80～83份，粘度2.8～3.2；增韌劑8～12份；相容劑2～4份；潤(rùn)滑劑0.5～1.5份；抗氧劑0.3～0.9份；耐水解劑0.5～1.5份，耐水解劑包括重量份之比為1:1的銅絡(luò)合物抗水解劑SH3360和位阻芳香族碳二亞胺類抗水解穩(wěn)定劑AW700。其制備方法為：原料準(zhǔn)備；混合；擠出造粒。本申請(qǐng)的聚酰胺復(fù)合材料具有較優(yōu)異的耐高溫和耐水解性能。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及先進(jìn)石化化工新材料領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、聚酰胺俗稱尼龍，英文名稱polyamide(簡(jiǎn)稱pa)，是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)—[nhco]—的熱塑性樹(shù)脂的總稱，包括脂肪族pa，脂肪—芳香族pa和芳香族pa。聚酰胺復(fù)合材料是由聚酰胺作為基體樹(shù)脂，通過(guò)增加復(fù)合材料制備而成的高性能材料，具有高強(qiáng)度、高剛度、低密度、耐腐蝕、耐熱等優(yōu)良性能，被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車交通、電子、醫(yī)藥等領(lǐng)域。
2、pa66和pa6是pa家族中產(chǎn)量最大的品種，生產(chǎn)成本低，能滿足常見(jiàn)使用場(chǎng)景的需求，但是其具有耐水解性能差的缺點(diǎn)。在手機(jī)中框和智能手表殼體等電子設(shè)備的應(yīng)用上，為了提高流動(dòng)性，降低吸水引發(fā)的形變，通常采用長(zhǎng)碳鏈尼龍產(chǎn)品，如pa612。pa612不僅具備一般pa的大多通用性能如潤(rùn)滑性、耐磨抗壓和易加工性等，還具備韌性和柔軟性好、吸水率低、尺寸穩(wěn)定性好、耐鹽和耐水解性能好、密度低等特點(diǎn)。但是，相對(duì)于pa66，pa612的力學(xué)性能顯著降低，同時(shí)熔點(diǎn)也下降了許多，比如pa612的熔點(diǎn)為218℃，明顯低于pa66的262℃的熔點(diǎn)，從而使得pa612的耐高溫性能相對(duì)于pa66有明顯下降。碳鏈越長(zhǎng)，吸水越低，尺寸穩(wěn)定性越好，但是同時(shí)強(qiáng)度和熔點(diǎn)也越低，耐高溫性能越差。因此，聚酰胺的耐水解性能和耐高溫性能難以同時(shí)滿足。
3、為了同時(shí)保持好的耐水解性能和耐高溫性能，使聚酰胺材料更好地適用于電子、航空航天、汽車、軍工等高精密領(lǐng)域，需要設(shè)計(jì)一種新的復(fù)合材料。
>技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路1、為了同時(shí)提高耐水解性能和耐高溫性能，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料及其制備方法。
2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料，采用如下的技術(shù)方案：
3、一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料，以下重量份的原料：
4、pa6?5～7份，粘度2.8～3.2；
5、pa66?80～83份，粘度2.8～3.2；
6、增韌劑8～12份；
7、相容劑2～4份；
8、潤(rùn)滑劑0.5～1.5份；
9、抗氧劑0.3～0.9份；
10、耐水解劑0.5～1.5份，耐水解劑包括重量份之比為1:1的銅絡(luò)合物抗水解劑sh3360和位阻芳香族碳二亞胺類抗水解穩(wěn)定劑aw700。
11、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，pa66和pa6共混后，加上增韌劑、相容劑、潤(rùn)滑劑和抗氧劑等輔料的配合，能保持優(yōu)異的耐高溫性能。由于尼龍的水解過(guò)程是在水的存在下，酰胺基團(tuán)中的c-n鍵發(fā)生斷裂后形成羧端基和氨端基的過(guò)程，尼龍分子鏈中含有極性較強(qiáng)的酰胺基團(tuán)，在老化時(shí)，水或者含-oh的有機(jī)物容易滲透到尼龍分子鏈中與之發(fā)生水解和醇解反應(yīng)，導(dǎo)致尼龍分子鏈斷裂，力學(xué)性能受到破壞，在采用銅絡(luò)合物抗水解劑sh3360和位阻芳香族碳二亞胺類抗水解穩(wěn)定劑aw700復(fù)配制得的耐水解劑后，耐水解劑會(huì)優(yōu)先與-oh及水分子反應(yīng)，減少了-oh及水分子與尼龍分子鏈的接觸，從而減少和延長(zhǎng)了尼龍分子鏈中酰胺鍵的水解，能夠在保持較好的耐高溫性能的前提下，提高了耐水解性能，因此，獲得同時(shí)提高耐水解性能和耐高溫性能的效果。
12、可選的，所述增韌劑為馬來(lái)酸酐接枝poe、乙烯三元共聚物和epdm-g-mah中的一種或一種以上。epdm-g-mah更優(yōu)。
13、可選的，所述相容劑為poe-g-gma、eba接枝gma中的一種或一種以上。eba接枝gma更優(yōu)。
14、可選的，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、無(wú)機(jī)磷酸鹽熱穩(wěn)定劑、無(wú)機(jī)銅鹽熱穩(wěn)定劑、有機(jī)銅鹽熱穩(wěn)定劑、芳香胺類熱穩(wěn)定劑、seed熱穩(wěn)定劑中的一種或一種以上。無(wú)機(jī)銅鹽熱穩(wěn)定劑和有機(jī)銅鹽熱穩(wěn)定劑復(fù)配效果更優(yōu)。
15、可選的，所述潤(rùn)滑劑為pets、sebs、a560、聚乙烯蠟和氧化石蠟中的一種或一種以上。聚乙烯蠟和氧化石蠟復(fù)配效果更優(yōu)。
16、可選的，聚酰胺復(fù)合材料還包括負(fù)載超微竹炭的氮化硼微球和硼酸鋁晶須，負(fù)載超微竹炭的氮化硼微球的重量份為3～9份，硼酸鋁晶須的重量份為2～5份。
17、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，超微竹炭可以有效促進(jìn)pa6/pa66的結(jié)晶，提高復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，降低高溫和水對(duì)分子鏈的破壞能力。氮化硼微球具有優(yōu)異的耐高溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性，可以有效改善復(fù)合材料的耐高溫性能。超微竹炭可以增加氮化硼微球表面的粗糙度和活性位點(diǎn)，從而提高其與聚酰胺基體的相互作用，提高相容性。硼酸鋁晶須不溶于水，具有良好的耐水解性能，可以作為一道物理屏障，減少水分對(duì)復(fù)合材料基體的滲透，從而降低水解速率。硼酸鋁晶須還具有一定的穩(wěn)定劑作用，能夠與水解產(chǎn)物反應(yīng)，進(jìn)一步提高復(fù)合材料的耐水解性能。硼酸鋁晶須具有較高的長(zhǎng)徑比，可以在復(fù)合材料基體內(nèi)部形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有助于改善超微竹炭和氮化硼微球在復(fù)合材料基體中的均勻分布，還可以提供空間位阻，減少超微竹炭和氮化硼微球發(fā)生團(tuán)聚，提高其分散性。因此，同時(shí)提高了聚酰胺復(fù)合材料的耐高溫性能和耐水解性能。
18、可選的，負(fù)載超微竹炭的氮化硼微球的制備方法為：
19、超微竹炭的分散：將超微竹炭粉末加入到無(wú)水乙醇中，進(jìn)行超聲分散，使超微竹炭均勻分散，形成穩(wěn)定的超微竹炭分散液；
20、氮化硼微球的表面改性：取硅烷偶聯(lián)劑kh550，將其溶解在無(wú)水乙醇中，配制1wt％的溶液，將氮化硼微球加入到硅烷偶聯(lián)劑溶液中，氮化硼微球的用量為超微竹炭的2倍，攪拌，使硅烷偶聯(lián)劑均勻覆蓋在氮化硼微球表面，過(guò)濾、洗滌、干燥；
21、負(fù)載：將表面改性后的氮化硼微球加入到超微竹炭分散液中，攪拌，使超微竹炭均勻分布在氮化硼微球表面，過(guò)濾、洗滌、干燥，即可制得負(fù)載超微竹炭的氮化硼微球，粒徑控制為10μm。
22、可選的，聚酰胺復(fù)合材料還包括改性蒙脫石，改性蒙脫石的重量份為4～6份，改性蒙脫石的粒徑為400～600nm；
23、改性蒙脫石的制備方法為：取天然蒙脫石加入到無(wú)水乙醇中，超聲分散，使天然蒙脫石均勻分散在無(wú)水乙醇中，形成蒙脫石懸浮液；將硅烷偶聯(lián)劑溶解在無(wú)水乙醇中，配制1wt％的硅烷偶聯(lián)劑溶液，硅烷偶聯(lián)劑采用kh550，硅烷偶聯(lián)劑與天然蒙脫石的重量份之比為2:5；將蒙脫石懸浮液加入到硅烷偶聯(lián)劑溶液中，再加入聚四氟乙烯納米顆粒，聚四氟乙烯納米顆粒與天然蒙脫石的重量份之比為1:5，攪拌均勻，使硅烷偶聯(lián)劑和聚四氟乙烯納米顆粒充分反應(yīng)并附著在天然蒙脫石表面；洗滌、過(guò)濾、干燥，直至恒重，即可制得改性蒙脫石。
24、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，蒙脫石具有高比表面積，能形成插層結(jié)構(gòu)，提高聚酰胺復(fù)合材料的抗沖擊性和韌性，還可改善聚酰胺復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性，通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑和聚四氟乙烯納米顆粒對(duì)蒙脫石改性后，有助于提高其在聚酰胺復(fù)合材料基體中的相容性，并且改善了蒙脫石表面的疏水性，從而提高了聚酰胺復(fù)合材料的耐水解性能。使用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)蒙脫石改性后，改性蒙脫石的耐高溫性能有所降低，通過(guò)添加聚四氟乙烯納米顆粒，有效地本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于，所述增韌劑為馬來(lái)酸酐接枝POE、乙烯三元共聚物和EPDM-g-MAH中的一種或一種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于，所述相容劑為POE-g-GMA、EBA接枝GMA中的一種或一種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、無(wú)機(jī)磷酸鹽熱穩(wěn)定劑、無(wú)機(jī)銅鹽熱穩(wěn)定劑、有機(jī)銅鹽熱穩(wěn)定劑、芳香胺類熱穩(wěn)定劑、SEED熱穩(wěn)定劑中的一種或一種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于，所述潤(rùn)滑劑為PETS、SEBS、A560、聚乙烯蠟和氧化石蠟中的一種或一種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于，聚酰胺復(fù)合材料還包括負(fù)載超微竹炭的氮化硼微球和硼酸鋁晶須，負(fù)載超微竹炭的氮化硼微球的重量份為3～9份，硼酸鋁晶須的重量份為2～5份。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于，負(fù)載超微竹炭的氮化硼微球的制備方法為：
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于，聚酰胺復(fù)合材料還包括改性蒙脫石，改性蒙脫石的重量份為4～6份，改性蒙脫石的粒徑為400～600nm；
9.權(quán)利要求1～7任一所述的一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
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【技術(shù)特征摘要】
1.一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于，所述增韌劑為馬來(lái)酸酐接枝poe、乙烯三元共聚物和epdm-g-mah中的一種或一種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于，所述相容劑為poe-g-gma、eba接枝gma中的一種或一種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、無(wú)機(jī)磷酸鹽熱穩(wěn)定劑、無(wú)機(jī)銅鹽熱穩(wěn)定劑、有機(jī)銅鹽熱穩(wěn)定劑、芳香胺類熱穩(wěn)定劑、seed熱穩(wěn)定劑中的一種或一種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐水解耐高溫聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于，所述潤(rùn)滑...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱春林，王志超，姜沙沙，唐風(fēng)池，黨好起，黃健，岳城博，李偉偉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：青島瑞益信新材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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